химический каталог




Хлористый водород и соляная кислота

Автор М.И.Левинский, А.Ф.Мазанко, И.Н.Новиков

p>Черная металлургия......................... 50,0

Целлюлозно-бумажная промышленность............ 22,2

Прочие................................. 82^0

Всего... 629,0

В последние годы металлургическая промышленность США перешла к травлению стали соляной кислотой вместо серной, причем доля соляной кислоты, используемой для этой цели, в 1977 г. составила 33,3% от общего потребления, /другим крупным потребителем соляной кислоты (20%) является нефтехимическая промышленность. В последние годы во многих странах области применения хлористого водорода и соляной кислоты значительно расширяются.

Впервые в XVI в. (Василий Валентин) был открыт способ приготовления соляного спирта (соляной кислоты) действием купоросного масла на морскую соль. Эта реакция была описана в середине ХУЛ в. Глаубером. В дальнейшем по этому методу получали хлористый водород в производстве сульфата натрия. После изучения свойств соляной кислоты и расширения областей ее применения начали разрабатываться и другие методы синтеза хлористого водорода. Для этой цели использовали водород, содержащийся в водяном генераторном газе. Хлор и водяной пар пропускали через раскаленный уголь:

С12 + НгО + с —— 2НС1 + СО

В качестве восстановителя применяли также кокс, метан, железо, сернистый газ.

С развитием процессов электролиза хлоридов щелочных металлов с целью производства хлора, водорода и каустической соды стало возможным получать синтетический хлористый водород непосредственным сжиганием хлора в избытке водорода

Н2 + С12 —- 2 НО

Впервые эта реакция была осуществлена при действии света на смесь равных объемов хлора и водорода и описана

6

в 1811 г. В дальнейшем было установлено, что такая реакция протекает по цепному радикальному механизму (Н. Н. Семенов).

В промышленном масштабе процесс синтеза хлористого водорода осуществляют в контактных печах из жароупорной стали или графита при температуре 1200-1500 °С. Чтобы хлористый водород не содержал примеси хлора, синтез проводят в избытке водорода (5-20%). Во избежание подсоса воздуха, который может привести к образованию взрывоопасных смесей с водородом, в печи поддерживают избыточное давление до 2 кПа. В случае присутствия в реакционных газах, кислорода возникает равновесие

4НС1 + 02 —»- 2Н20 + 2С12

что приводит к загрязнению соляной кислоты свободным хлором.

Таким образом, можно отметить следующие этапы в развитии технологии получения хлористого водорода:

а) сульфатный метод (не перспективен, имеет ограниченные мощности);

б) получение из хлора и генерированного из воды водорода (в настоящее время практически не используется);

в) синтез из электролитических хлора и водорода;

г) получение побочного (абгазного) хлористого водорода

в хлорорганическом синтезе; как отмечено выше, метод приобрел главную роль в промышленности по масштабам производства и потребления.

Соляная кислота получается при абсорбции хлористого водорода водой. Растворение хлористого водорода в воде - сильно экзотермический процесс, суммарная теплота растворения хлористого водорода в воде для бесконечного разбавления при О °С составляет 69,9 кДж/моль, или 1920 кДж/кг НС1. Таким образом, при получении соляной кислоты необходимо отводить значительное количество тепла. По способам отвода тепла методы абсорбции делят на изотермический, адиабатический и комбинированный. Адиабатический процесс был впервые предложен Г. М. Гаспаряном.

ГЛАВА 1

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА И СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ

Свойства хлористого водорода

Хлористый водород (мол.масса 36,461) при нормальных условиях (20°Си1-105Па) представляет собой бесцветный газ с резким запахом, который при атмосферном давлении и температуре -85,1 °С конденсируется в бесцветную, легко подвижную жидкость. Жидкий НС1 при температуре -114,22 °С переходит в твердое состояние. Твердый НС1 существует в двух модификациях: ромбической, стойкой при температуре ниже -174,75 °С, и кубической.

Основные свойства хлористого водорода приведены ниже [1-8]:

Плотность газа

прн нормальных условиях, кг/м3 .......... 1,6391 » 10*

по отношению к воздуху............... 1,2679

Показатель преломления

жидкого НС1....................... 1,256

газообразного НО при нормальных условиях. . . 1,0004456

Критические константы

температура, ° С..................... 51,4

давление, Па....................... 82,58° 10s

плотность, кг/м3.................... 0,42 • 103

Температура, ° С

тройной точки...................... -114,24

кипения при 105 Па................... -85,1

плавления при 105 Па................. -114,22

перехода от ромбической к кубической

структуре......................... -174,74

Теплота, 10' Дж/кмоль

плавления......................... 1,993

парообразования.................... 16,19

сублимации при температуре тройной точки . . . 1,908

Теплота образования газа при 25 °С, 107 Дж/кмоль. . -9,217

Энергия образования газа при 25 ° С, 10' Дж/кмоль. . 9,537

Электропроводимость при -85 ° С, Ом"1 • м"1 .... 3,5 • 10"'

Диэлектрическая постоянная газа при 25 ° С и 105 Па 1,0046

Коэффициент теплового расширения жидкости

при температуре плавления, "С-1 ............. 0,00278

Плотность НС1 определена экспериментально- в широком интервале температур из соотношения К_/рг= К2/р2 (гдеЛх и А2- соответственно функции температуры и давления) [6, 7, 9J. Результаты, полученные при расчете, хорошо согласу-

8

ются с результатами, полученными методом наименьших квадратов для имеющихся экспериментальных данных. Отклонения составляют менее 1,5%.

Таблица 3. Плотность хлористого водорода

t,°c А кг/ м3 (,°с Pt кг/м3 жидкости пара жидкости пара

-112,4 1265 _ -30,0 1031 23,0

-10U 1234,7 0,83 -20,0 997 32,0

-90,0 1203,8 1,67 0 924 54,0

-85,1 1187 2,5 7,5 873 -

-80,0 1178 3,2 15,85 838 -

-60,0 1122 8,3 20,0 831 97,0

-40,0 1063 17,0 40,0 697 180,0

51,4 424 424,0

В табл. 3 и 4 приведены плотности твердого и жидкого НС1 и его насыщенного пара \_2, 10j. Таблица 4. Плотность твердого хлористого водорода

г, С

р, кг/м3

t.'C

р, кг/м3

Ромбическая форма

Кубическая форма

-273

-195,15

-192,15

1540 1507 1503

-178,15 -174,15 -166,15

1550 1490 1469

Давление паров НС1, приведенное в табл. 5, в интервале от -200 до 51,4 С находят по уравнению Кокс - Антуана [в]

где Л ,В ,С - эмпирические константы.

Теплота испарения НС1 определяется экспериментально в широком интервале температур по преобразованному уравнению Клапейрона {_6,

AL - 74К2 - V_){uP/dT)n

Зависимость теплоты испарения НС1 от температуры приведена на рис. 1-1 [_7 ].

Значения мольной теплоты испарения твердого НО следующие [l]:

f,°C.........-139,15 -126,0 -120,45 -119,0 -117,15

Д?,107 Дж/кг. . . 1,970 1,939 1,927 1,917 1,923

9

\

Таблица 5. Давление насыщенных паров НС1 [1,2]

t, С

Р, Па

Г, С

Р, Па

-200,7 133,32' lO"6

-190,5 133,32' 10"4

-175,1 133,32. 1

страница 2
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41

Скачать книгу "Хлористый водород и соляная кислота" (1.58Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
стул изо описание
скамейка (банкетка) гардеробная

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(29.04.2017)