强酸-盐酸部分.pdf

第第4章 硫酸与硝酸 和盐酸章 硫酸与硝酸 和盐酸第4章-03 盐酸第4章-03 盐酸4.3 盐酸盐酸4.3.1 概述概述4.3.2 盐酸的生产简介盐酸的生产简介氯化氢的物理性质氯化氢的物理性质 氯化氢是一种无色气体：在标准状态下重度为1.639 kg/m3；在0.1 MPa压力下熔点为-144，沸点-85。氯化氢气体对动、植物有害，对人体也有害，它能刺激并破坏 粘膜及呼吸系统，如眼、鼻、咽喉、气管等。氯化氢在水中的溶解度很大，在潮湿的空气中能形成酸雾。在 压力为0.1 MPa，温度为0 时，1体积水能溶解507体积氯化 氢。在18 时能溶解402体积氯化氢。氯化氢溶于水，放出大量的热。4.3 盐酸4.3 盐酸4.3.1 概述4.3.1 概述盐酸的物理性质盐酸的物理性质 氯化氢的水溶液称为盐酸，一般工艺品盐酸中常含有铁、氯 及有机杂质，故多显淡黄色。盐酸对人体皮肤有灼伤性。工业级盐酸浓度36%38%。盐酸的沸点随浓度而变化，成品盐 酸（31）在0.1 MPa下，沸点为83.1，比重为1.157（15），随温度升高比重减小，随浓度增加比重增大。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。溶解性：与水混溶，溶于碱液。盐酸的物理性质盐酸的物理性质 盐酸与水组成恒沸混合物，当压力为0.1 MPa时，恒沸点为 110，混合物含氯化氢20.24（重量）。盐酸在加热时，分解逸出氯化氢气体，氯化氢气体与空气 中的水分结合成酸雾，浓盐酸在空气中发白烟，故称为发烟 盐酸。盐酸的化学性质盐酸的化学性质盐酸又称氢氯酸，是氯化氢的水溶液，盐酸又称氢氯酸，是氯化氢的水溶液，亦是氯碱企业中最基本的无 机酸和化工原料之一，也是氯碱厂做好氯气产品生产能力平衡 的关键产品。亦是氯碱企业中最基本的无 机酸和化工原料之一，也是氯碱厂做好氯气产品生产能力平衡 的关键产品。1）盐酸与大部分金属作用生成盐（贵重金属除外，如金、铂）如：Zn+2HCl ZnCl1）盐酸与大部分金属作用生成盐（贵重金属除外，如金、铂）如：Zn+2HCl ZnCl2 2 HH2 2三份盐酸与一份硝酸的混合物称为王水三份盐酸与一份硝酸的混合物称为王水，能溶解金和铂。2）盐酸与比它弱的酸所构成的盐作用生成另一种盐和酸。如：Ca，能溶解金和铂。2）盐酸与比它弱的酸所构成的盐作用生成另一种盐和酸。如：Ca3 3（Po（Po4 4）2 2 6HCl 2H6HCl 2H3 3 PoPo4 4 3CaCl3CaCl2 23）盐酸与金属氧化物作用生成氯化物和水。如：Fe3）盐酸与金属氧化物作用生成氯化物和水。如：Fe2 2 O O3 3+6HCl 2FeCl+6HCl 2FeCl3 3 3H3H2 2 O4）盐酸与碱起中和反应。如：NaOH+HCl NaClHO4）盐酸与碱起中和反应。如：NaOH+HCl NaClH2 2 O5）盐酸对动、植物纤维及一般金属有强烈的腐蚀性。石英玻璃、陶瓷、耐酸树脂及塑料等能耐酸腐蚀。O5）盐酸对动、植物纤维及一般金属有强烈的腐蚀性。石英玻璃、陶瓷、耐酸树脂及塑料等能耐酸腐蚀。主要用途：盐酸是一种重要工业原料。广泛用于制药、染料、有机 和无机化合物的制造，许多工业产品和中间产品的处理 和精制。冶金工业用于湿法冶金；钢铁、电镀工业大量 用于金属的清洗、除锈；轻工业方面用于染色、鞣革；食品工业用于味精的制造和淀粉的水解等。禁配物：碱类、胺类、碱金属、易燃或可燃物。废弃处置方法：用碱液石灰水中和，生成氯化钠和氯化 钙，用水稀释后排入废水系统。灭火方法灭火方法用碱性物质如碳酸氢钠、碳酸钠、消石灰等中和。也可用大量水 扑救。急救措施急救措施皮肤接触：用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底 冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼 吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。环境危害环境危害对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。燃爆危险燃爆危险本品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。泄漏应急处理泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限 制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸 碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。小 量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量 水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤 或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运 至废物处理场所处置。操作注意事项操作注意事项密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作 人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员 佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴 橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作 场所空气中。避免与碱类、胺类、碱金属接触。搬运时要轻 装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒 空的容器可能残留有害物。储存注意事项储存注意事项储存于阴凉、通风的库房。库温不超过30，相对湿度不超 过85。保持容器密封。应与碱类、胺类、碱金属、易（可）燃物分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处 理设备和合适的收容材料。生产工艺生产工艺国内外生产盐酸的方法有三种，即三合一工艺、热回收 分体式工艺和分体式工艺。国内外生产盐酸的方法有三种，即三合一工艺、热回收 分体式工艺和分体式工艺。合成、冷却、吸收为一体的合成、冷却、吸收为一体的“三合一三合一”炉生产炉生产。该工艺最为 先进。三合一工艺具有工艺流程短，操作简单等优点，但设备维 修量稍大。热回收分体式工艺具有操作容易，设备维修简 单，热回收利用率高等优点，但工艺流程较长，设备加工 要求高。分体式工艺具有操作容易、设备维修简单、产品 质量控制容易等优点，但工艺流程较长。该工艺最为 先进。三合一工艺具有工艺流程短，操作简单等优点，但设备维 修量稍大。热回收分体式工艺具有操作容易，设备维修简 单，热回收利用率高等优点，但工艺流程较长，设备加工 要求高。分体式工艺具有操作容易、设备维修简单、产品 质量控制容易等优点，但工艺流程较长。4.3.2 盐酸的生产简介盐酸的生产简介盐酸生产原理盐酸生产原理合成盐酸分两步：氯气与氢气作用生成氯化氢气体；用 水吸收氯化氢气体生产盐酸。1）合成氯化氢的反应如下：Cl2+H22HCl此反应若在低温、常压和没有光照的条件下进行，其反 应速度非常缓慢，但在高温和光照的条件下，反应非常迅 速，放出大量热。氯气与氢气的合成反应必须很好的控 制，否则会发生爆炸。2 2）由于反应后的气体温度很高，因此，在用水吸收之前必 须冷却。当用水吸收氯化氢时，也有很多热量放出，放 出热量是盐酸温度升高，不利于氯化氢气体的吸收，因 为溶液温度越高，氯化氢气体的溶解度就越低，因此，生产盐酸必须要有移热措施。生产盐酸的工艺条件生产盐酸的工艺条件1、温度氯气和氢气在常温、常压、无光的条件下反应进行的很 慢，当温度升至440 以上时，即迅速化合，在有催化 剂的条件下，150 时，就能剧烈化合，甚至爆炸。所 以，在温度高的情况下可反应完全。一般控制合成炉出 口温度400-450。2、氯氢配比氯化氢合成，理论上氯和氢的摩尔比是1：1.实际生 产中，为了制取不含Cl2 的盐酸，往往使氢气过量，一 般控制在氢气过量5%-10%；如果氯气供应过量，会造 成设备的腐蚀，产品质量下降、环境污染等不利情 况；但如果氢过量太多，则有爆炸的危险。3、原料纯度绝对干燥的氯气和氢气是很难反应的，而又微量水分存 在时可以加快反应速度，水分是促进氯与氢反应的媒。一般认为，如果水含量超过0.005%，则对反应速度没有 多大的影响。盐酸生产工艺流程简图盐酸生产工艺流程简图合成、冷却、吸收合成、冷却、吸收盐酸流程盐酸流程氯气来自氯处理工序，液化尾气来自液氯工序，合并进 入氯气缓冲罐，再通过氯气管道阻火器，至石墨合成 炉，氢气来自氢处理工序，进入氢气缓冲罐，再通过氢气 管道阻火器，至石墨合成炉。氯氢气在炉内混合燃烧生成 氯化氢气体，反应热由夹套中的循环水冷却后带走。出石 墨合成炉后氯化氢气体，经过氯化氢冷却水槽，使其温度 由350降至120，再进入氯化氢冷却器，冷却至50，气体在冷却器中产生少量37.34%的冷凝酸。进入降膜吸收器的冷却气与尾气吸收塔来的稀盐酸进行吸 收，生成33%的盐酸。降膜吸收器中未被吸收的少量氯化 氢气体与高纯盐酸来的氯化氢尾气合并进入尾气吸收塔与 19.5%稀酸喷淋吸收生成稀酸进入降膜吸收器。尾气吸收 塔中未被吸收的微量氯化氢及惰性气体，与浓盐酸贮槽和 稀盐酸贮槽来的氯化氢气体一起进入尾气洗涤塔，用生产 上水洗涤后，吸收液流入循环液坑，再经过循环液泵反复 使用，达到一定浓度后去稀酸贮槽。降膜吸收器其工艺特点为:水和氯化氢气体顺流从上而下,水吸收效果较好。吸收塔的材质是石墨,其防腐效果与传热 效果均较好,其结构大体上分为两种,一种是列管式,另一种 是圆块孔式。冷却水走管间,以便带走氯化氢的溶解热,稀酸贮槽出来的稀酸通过稀酸泵，进入稀酸冷却器，用 冷冻水冷却后至降膜吸收器。由降膜吸收器底部出来的浓盐酸（50）通过比重罐，测量浓度后，至浓盐酸贮槽，再由浓盐酸泵，送至罐区或 其它工序。水流喷射泵为系统抽负压装置。高纯盐酸流程高纯盐酸流程由盐酸工序来的氯化氢气体进入降膜吸收器，用纯水吸收 后通过盐酸比重罐测量后，进入高纯盐酸贮槽，出槽后加入 2%亚硫酸钠溶液，脱除游离氯后的高纯盐酸再经过高纯盐 酸泵，出界区去电解工序。从降膜吸收器下部出来的氯化氢尾气返回尾气吸收塔。降 膜吸收器用循环水进行冷却。1、湿氯气对铁管有较强的腐蚀作用，其腐蚀作用的主要原 理包括（D）2Fe+3 Cl2 2Fe Cl3 Fe+3Cl2 Fe Cl2 Cl2+H2 OHCl+HClO Fe Cl3+3 H2 OFe（OH）3+3HClA.B.C D.2.氯化氢在水中的溶解度很大，其溶解度与压力有关，并随 温度升高而（B ）A.增大 B.减小 C.不变3.由于氯化氢被水吸收时放出大量的热，所以会使酸液的温 度（A ），氯化氢气体的分压（），从而不利于 氧化氢气体的吸收。A.升高、增大 B.升高、减小 C.降低、减小4.按氯化氢合成原理，CL2和H2可按11.1的比例化合，但 是操作时都是控制过剩，过剩量一般在（）以下，最 多不超过（B ）。A.1%、5%B.5%、1%C.10%、20%5.为安全起见，H在进入合成盐炉前必须设置（B ）A.缓冲罐 B.阻火器 C.冷却器6.盐酸中的水分与气相中的水分成平衡，故浓度（C ）恒沸组成的盐酸，将因水分的不断蒸发而浓度不断增大。A.等于 B.高于 C.低于7.潮湿CL2对金属有强腐蚀作用，故CL2必须干燥到含H2O不 超过（B ）（质量分数）A.5%B.0.4%C.0.05%8.当H2在氯氢混合气体中含量（A ）时，就可能发生爆炸。A.4%B.4%C.=4%9.任何温度下盐酸均与气相中的HCL成均衡，当气相中HCL分 压（B ）平衡分压时，气体中的HCL即溶解于盐酸中。A.小于 B.大于 C.等于10.当气相中的HCL分压（A ）平衡分压时，盐酸中的HCL 即释放。A.小于 B.大于 C.等于11.下列叙述中不正确的是（A ）A.干燥HCL对金属有腐蚀，而潮湿HCL对金属无腐蚀。B.HCL可以组成恒沸混合物C.HCL对金属氧化物的制取及金属表面去锈等用途十分广泛12.HCL的溶解热使反应系统温度升高，相对地（B ）液 相表面上的HCL平衡分压阻止吸收过程进行。A.增高 B.降低 C.改变1、盐酸的用途？重要的无机化工原料，广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。盐酸能用于制造氯化锌等氯化物（氯化锌是一种焊药），也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属，制成氯化物。随着有机合成工业的发展，盐酸（包括氯化氢）的用途 更广泛。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造盐酸奎宁（治疗疟疾病）等多种有机药剂的盐酸盐等。在进行焰色反应时，通常用浓盐酸洗铂丝（因为氯化物的溶 沸点较低，燃烧后挥发快，对实验影响较小）2、简述合成氯化氢时，氯氢分子配比为什么要控制在 CL:H=1:1.051.1.0工艺生产氯化氢应控制H2过量，若CL2过量则产生游离 氯，使炉壁及风冷管壁腐蚀生产三氯化铁。另外游离氯带 入氯乙烯造成安全事故，同时氢气比氯气便宜。氯气有 毒，过量氯气增加了尾气处理负荷和环境污染，但H2过量 不能超过10，否则引起氯氢纯度下降，以至影响氯乙烯 合成收率。如果H2过量大于20，则将形成爆炸混合物，危及安全生产，因此必须控制H2过量5-10。