hcl合成工艺授课教材

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1、氯化氢合成生产工艺实用授课教材14一、概述工序生产任务(1).供应合格的氯化氢给单体工段;为本厂及用户提供优质的高纯盐酸。(2).平衡氯气，保证全厂正常生产。本工序原料及其特性1、氢的化学性质氢气易燃，在空气中燃烧，生成水。2H2+O2=2H2O氢气在氯气中含4～96％，或在氧气中含5～95％,或在空气中含5～7％时，均可构成爆炸气体，遇明火或强光即发生爆炸。原料氯气的性质2、氯气的物理性质a)分子式：Cl2b)分子量：70.906c)常温时是黄绿色、有刺激性气味。d)剧毒，国家规定空气中允许的浓度为0.001mg/Le)易液化，能溶于水，溶解度随温度的升高而降低。f)Cl2在一个大气压

2、下100克水中溶解氯气克数温度／℃01020304050溶解度1.46000.99720.72930.57230.45900.3925温度／℃60708090100溶解度0.32950.27930.22270.12700g)氯气易溶于许多有机溶剂，如酒精、庚烷、四氯化碳等。h)氯气的一些物理数据原子序素17共价半径／Pm99粘度／cp0.0123价层电子结构3S23P5汽化热／（kcal/mol）4.878密度／（kg/m3）3.214熔融热／（kcal/mol）1.531熔解热／（kcal/mol）5.28电负性3沸点／℃-34.5熔点／℃-101氯的化学性质a)氯气的化学性质很活泼，

3、有很强的氧化性。b)氯气可以与所有金属和大多数非金属元素（N、O、C和稀有气体除外）直接化合。2Ag＋Cl2=2AgClc)氯气可与一些气体反应：点燃Cl2＋H2=2HCl+Qd)氯气与些有机化合物反应：紫外线C6H6＋3Cl2—→C6H6Cl614e)氯气与无机化合物反应：2NaOH＋Cl2＝NaClO＋NaCl＋H2Of)氯气易溶于水中，并生成次氯酸和盐Cl2＋H2O→HClO＋HClHClO→HCl＋[O]所释放的初生态氧是强氧化剂，对金属的腐蚀性极大。g)氯气能与氢按一定比例混合成炸性气体，在明火、高温及日光的触发下，猛烈爆炸。氯气与氢气混合爆炸极限：下限H2为5％，Cl2为95

4、％，上限H2为87.5％，Cl2为12.5%。高纯盐酸的质量指标标准（HG/2778-1996）级别指标指标名称一等品合格品总酸度（以HCl计%）≥31.031.0钙（以Ca计）mg/L≤0.300.50镁（以Mg计）mg/L≤0.070.20铁（以Fe计）≤0.303.0蒸发残渣，mg/L≤25.050.0游离氯mg/L≤20.060.0氯化氢性质氯化氢（HCl）在常温下为无色、有刺激性嗅味的气体，熔点-114.6℃，沸点-84.1℃，比重1.3。极易溶于水，并强烈地放热，其水溶液就是盐酸，是常用的无机强酸之一。纯的盐酸是无色液体，工业盐酸由于有铁、氯或有机杂质存在而呈黄色。20℃时，

5、浓度31%的盐酸比重为1.1543，浓度为36%的盐酸比重为1.1789。饱和的或浓的盐酸在空气中能挥发出氯化氢气体。氯化氢极易与潮湿空气中的水分生成白色的烟雾。氯化氢在干燥的状态下几乎不与金属反应，但在含水或溶于水时，其表现为盐酸的性能，腐蚀性很强，能与大多数金属反应，生成相应的盐类。二、本工序的生产原理1、合成氯化氢的反应机理生产氯化氢及盐酸其主要反应还是氯气与氢气的化合反应，氯气与氢气在适宜的条件（如光，燃烧或触媒）下，会迅速化合，发生链锁反应，其反应式如下：Cl2＋H2=2HCl+18.42kJ①链的生成；在化合氯化氢生产过程中，一个氯化氢分子吸收光量子后，被离解成两游离的氯原子

6、（Cl·）即活性氯原子。Cl2＋hr→2Cl·②14链的传递：一个活性氯原子再与一个氢分子作用，生成一个氯化氢分子和一个游离氢原子（H·）,这个活性的氢原子又与一个氯分子作用，生成一个氯化氢分子和一个游离的氯原子（Cl·），如此循环构成一个链锁性反应。Cl·＋H2→HCl＋H·H·＋Cl2→HCl＋Cl·Cl·＋H2→HCl＋H·……③链的终止：在链锁反应过程中，如果因外界的因素使H·和Cl·化合，则链锁反应即被破坏，使链传递终止。a.在反应过程中，由于元素的自身结合也可以使链锁终止。H·＋H·→H2Cl·＋Cl·→Cl2Cl·＋H·→HClb.在反应过程中，由于游离氢原子或游离氯原子与

7、设备内碰撞，使活性原子失活，发生的链终止。C.在反应过程中，由于反应物浓度可使链传递终止,负催化剂的作用，也可以使链中断。在均衡的生产中，由于氢化氯的原子浓度相比是极其微小的，所以不会出现链终止。在实际生产中，氯与氢在燃烧前并不混合（否则会发生爆炸反应）而是通过一种特殊的设备“灯头”使氯与氢均衡燃烧。影响氯化氢合成的因素1、温度的影响氯气与氢气在常温常压，无光的条件下的反应速度是非常缓慢的，但在440℃以上却迅速化合，所以，一般在温