химический каталог




Хлористый водород и соляная кислота

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

С С, масс. % Р, кПа С, масс.

ПриР= 105 Па При0°С

-24 50,3 4 44,36 8,0 38,0

-21 49,6 12 43,28 20,0 40,69

-15 48,3 18 42,34 26,6 41,42

-10 47,3 30 40,23 40,0 42,46

-5 46,4 40 38,68 66,7 43,28

50 37,34 80,0 44,44

0 45,15 60 35,94 101,3 45,15

133,3 46,12

173,3 47,22

Хлористый водород с водой образует аэеотропную смесь, состав которой зависит от температуры кипения и давления (табл. 18). Азеотропная смесь, кипящая при 110 °С под давлением 105 Па, содержит 20, 24 масс.% НС1, при 75,92 °С-22,15%. при 19,9 °С - 24,6%.

Таблица 18. Концентрация азеотропных растворов в системе НС1 - Н2 О при различном давлении

Р, 10" Па Снсь масс. % Р, 10* Па СНСЬ масс. % Р, 10* Па СНСЬ масс. %

1,33 22,9 10,00 20,24 24,00 18,7

2,67 22,3 13,33 19,7 26,67 18,5

4,00 21,8 16,00 19,4 30,67 18,2

5,33 21,4 20,00 19,0 33,33 18,0

8,00 20,7 В системе НС1 - Н2О установлено существование двух эвтектических смесей: при -74,7 °С с содержанием 23,0% НС1 и при -73,0 °С с содержанием 26,5% НС1. Между эвтектика-ми существует конгруэнтно плавящийся при -70 °С гексагид-рат НО • 6Н2О.

Метастабильная эвтектическая смесь лед - НС1 • 4Н?0 существует при -87,5 °С и содержит 24,8% НС1.

Известны кристаллогидраты НС1- 8НрО; НС1* 4Н20; НСГ • ЗН20 (т. пл. - 24,4 °С); НС1 • 2Н20 (т. пл. = 17,7 °С) и НС1 • Н20 (т. пл. = 15,35 °С). Лед кристаллизуется из 10%-ной кислоты при -20 °С, из 15%-ной - при -30 °С, из 20%-ной - при -60 °С, из 24%-ной - при -80 °С [3 ].

22

Плотность соляной кислоты различной концентрации при 15 °С.приведена в табл. 19. Таблица 19. Плотность соляной кислоты

С, масс. % р, кг/м3 С, масс. % р, кг/м3 С, масс. % А кг/м3

0,16 1000 10,17 1050 20,01 1100

2,14 1010 12,19 1060 25,75 ИЗО

4,10 1020 14,17 1070 31,52 1160

6,15 1030 16,15 1080 35,38 1180

8,16 1040 18,11 1090 39,11 1200

Для определения плотности соляной кислоты при других температурах можно воспользоваться номограммой, приведенной на рис. 1-10.

Коэффициенты активности соляной кислоты приведены в табл. 20.

Таблица 20. Средние коэффициенты активности НС1 в водных растворах

Концентрация 1

НСЬ о°с 20°С 40°С 60°С

моль/кг ВОДЫ 1

0,01

0,1

0,5

1,0

2,0

3,0

4,0

0,9065

0,8027

0,7761

0,8419

1,078

1,452

2,000

0,9052

0,7985

0,7616

0,8162

1,024

1,345

1,812

0,9016 0,7891 0,7432 0,7865 0,9602

0,8987 0,7813 0,7237 0,7541 0,9072

Вязкость соляной кислоты при 20 °С приведена в табл. 21 и 22.

Таблица 21. Вязкость соляной кислоты при 20 0 С

С, масс. % д, Па • с С, масс. % м, Па • с С, масс. % М, Па • с

0,00 1005 17,59 1323 29,95 1779

5,00 1080 20,00 1360 32,80 1870

7,36 1125 22,37 1452 36^3 2004

10,89 1187 23,50 1482 40,61 2266

14,29 1251 25,43 1555

Таблица 22. Вязкость соляной кислоты (в Па» с) при различной температуре

С, масс. %

15°С

25°С

35°С

40°С

8,14 16,13 23,05

1260,0 1420,0

1028,4 1181,0 1364,0

857,5 1000,6 1170

711,8 853,6 1006,0

23

НС1

Pi Pis % *!*

-[1,20

- 450

Рис. 1-10. Номограмма для определения плотности соляной кислоты.

Удельная теплоемкость с соляной кислоты, содержащей п моль воды на 1 моль НС1:

".............. 52 10 20 50 100 200

С,кДж/(кг- град) . . 2,763 3,136 3,580 3,902 4,036 4,061

Теплопроводность водных растворов соляной кислоты можно определить по номограмме, приведенной на рис. 1-11.

«0

%20

^ 10 —

? -

К /

0,60

0,55^

f

<».

0,50 §

0,45

Рис. 1-11. Номограмма для определения теплопроводности соляной кислоты:

/ - для 15%-ной НС1;2 - для 15-30%-ной НС1.

24

ГЛАВА 2

ПРОИЗВОДСТВО ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА

Получение хлористого водорода сульфатным методом

Сульфатный метод является самым старым методом получения хлористого водорода (И. А. Лоури, 1934 г.). Он применяется в тех случаях, когда есть потребность в сульфате натрия (или калия) и нет запасов природного сульфата.

Сульфатный метод основан на взаимодействии хлорида натрия с концентрированной серной кислотой

NaCl + H2S04 —- NaHS04+ НС1

NaCl + NaHS04 —*• Na2S04 + HC1

2NaCl+HaS04 —»- Na2S04 + 2HC1- 40,25 кДж

Реакция эндотермическая, поэтому для протекания процесса требуется подвод тепла.

Взаимодействие хлорида натрия с серной кислотой начинается уже при О °С с выделением в газовую фазу почти безводного хлористого водорода, но быстро прекращается; при нагревании реакция возобновляется.

В зависимости от температуры реакционной массы образующийся сульфат натрия может полностью оставаться в жидкой фазе или частично кристаллизоваться из нее в виде кислых

солей: 2Na2S04« 9H2S04, Na2S04-2H2S04, Na2S04-H2SO4

и 3Na2S04« H2S04|.

Во избежание преждевременного затвердевания реакционной массы необходимо, чтобы температура была достаточно высокой. При применении NaCl реакцию проводят при 500-550 °С.

Для получения хлористого водорода путем взаимодействия хлорида калия с серной кислотой требуются более высокие температуры (700-750 °С).

По методу Леблана реакцию проводят в механических или во вращающихся печах.

Механическая печь Мангейма (рис. 2-1) представляет собой обогреваемый топочными газами муфель, сложенный из огнеупорного и кислотостойкого шамотного кирпича, скрепленного арматурой. Топочные газы поступают из топки по дымоходам, расположенным под и над муфелем. Температура в печи составляет 700-800 °С Г44].

В загрузочный люк 1 засыпают хлорид натрия (или калия), который с помощью шнекового питателя подается внутрь печи.

25

k.so4

К CI Рис. 2-1. Механическая сульфатная

JH2SO4 печь:

1 — загрузочный люк; 2 - горелка; 3 — скреппер; 4 — мотор; 5 — трубчатая мельница.

Туда же по трубопроводу . поступает серная кислота с концентрацией не менее 95%. Реагенты перемешиваются с помощью скрепера 3- Образовавшийся сульфат натрия (калия) из выпускного отверстия попадает в охлаждаемую мельницу 6, откуда ссыпается на транспортер и загружается в тару. Хлористый водород, содержащий 50-65% HCI, выводится из печи при температуре 700-800 °С. Газ загрязнен парами серной кислоты, сульфатной пылью, летучими соединениями мышьяка, переходящими из серной кислоты.

Производительность печи зависит от размеров муфеля: при диаметре 5 м суточная производительность ее по сульфату натрия (калия) составляет 10-14 т.

Недостатком печи муфельного типа является сложность устройства и большие эксплуатационные расходы. Но в этих печах получают хлористый водород более высокой концентрации, чем во вращающихся печах. Достоинством вращающихся печей является более высокая производительность. При работе на 93%-ной серной кислоте печь длиной 12 м и диаметром 1,5 м выдает 25 т сульфата в сутки.

В США применяется вращающаяся печь типа Лоури. На одном конц

страница 6
< 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
петли на пластиковые двери купить
котлы отопительные твёрдотопливные
гарик сукачев концерты 2016 в москве билеты
шезлонг для дачи пластмассовый

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
(06.12.2016)