Содержание
Я, Что такое хлористый водород?
1.1 Газообразный хлористый водород
Хлористый водород, химическая формула HCl. Это бесцветный газ с раздражающим запахом.
| Его молекула состоит из одного атома хлора и одного атома водорода. |
 |
1.2 Водные растворы хлористого водорода
1.2.1 Обзор
Его водный раствор называется соляной кислотой. Хлористый водород чрезвычайно растворим в воде. Один объем воды может растворить около 500 объемов хлористого водорода при 0°C.
1.2.2 Концентрации и применение соляной кислоты
| Химическая Лаборатория |
Промышленное производство |
Фармацевтика |
Другие |
| 37% |
20% - 32% |
0,1% - 1% |
38% - 40% или 0,01% - 0,1% |
Соляная кислота доступна в широком диапазоне концентраций, и обычно используются концентрации 37%, 20% - 32% и 0,1% - 1%. Различные концентрации соляной кислоты имеют различное применение в различных областях. При использовании соляной кислоты необходимо выбирать соответствующую концентрацию в соответствии с конкретными потребностями и обращать внимание на коррозионную активность и эксплуатационную безопасность.
1.2.2.1 Химическая лаборатория
Обычно используемая соляная кислота с концентрацией 37%, часто называемая концентрированной соляной кислотой, является одним из наиболее часто используемых кислотных растворов в лабораториях.
Концентрированная соляная кислота обладает сильной кислотностью и может реагировать со многими веществами, и обычно используется в реакциях кислотно-щелочной нейтрализации, экспериментах по коррозии металлов и других лабораторных операциях. При использовании концентрированной соляной кислоты в лаборатории необходимо обращать внимание на ее коррозионную активность и летучесть, чтобы не нанести вреда человеческому организму и окружающей среде.
1.2.2.2 Промышленное производство
Соляная кислота обычно доступна в концентрациях от 20% до 32%. Эта концентрация соляной кислоты обычно используется в промышленных процессах, таких как очистка металла, травление стали и приготовление других химикатов. Концентрация соляной кислоты, используемой в промышленности, ниже, чем концентрация концентрированной соляной кислоты в лабораториях, поскольку более низкие концентрации безопаснее и более экономичны.
1.2.2.3 Фармацевтика
Концентрация соляной кислоты очень требовательна. Соляная кислота часто используется в фармацевтическом процессе для регулирования pH и растворимости лекарств. Концентрация соляной кислоты, используемой в фармацевтике, очень низкая, обычно в диапазоне от 0,1% до 1%. Эта низкая концентрация соляной кислоты действует как вспомогательное средство в лекарстве, помогая ему лучше растворяться или стабилизироваться.
1.2.2.4 Другие приложения:
В некоторых специализированных реакциях химического синтеза требуется соляная кислота в концентрации от 38% до 40%.
При травлении оптических приборов используют соляную кислоту концентрацией от 0,01% до 0,1%.
II, Свойства хлористого водорода
2.1 Физические свойства
Внешний вид: Бесцветный, гигроскопичный, удушающий газ.
| Плотность |
Температура плавления |
Точка кипения |
Растворимость (вода) |
Давление насыщенных паров (кПа) |
| 1,477 г/л (газ) |
-114,2°С |
-85,1℃ |
72 г/100 мл (20℃) (стандартное давление) |
4225,6 (20℃) |
2.2 Химические свойства
2.2.1
Негорюч на воздухе, термически стабилен, не разлагается примерно до 1500℃.
2.2.2
Коррозионно, не реагирует с водой, но растворяется в воде, часто в виде тумана соляной кислоты в воздухе. 1 объем воды может растворить 503 объема газообразного хлористого водорода при температуре 25 ℃ и давлении 1 атмосфера.
2.2.3
Растворим в этаноле и эфире, а также во многих других органических веществах.
2.2.4
Химические свойства сухого хлористого водорода очень неактивны. Щелочные металлы и щелочноземельные металлы могут гореть в хлористом водороде, а натрий горит ярко-желтым пламенем.
2.2.5
Водный раствор хлористого водорода — это соляная кислота. Наличие соляной кислоты часто проверяется с помощью аммиака, который реагирует с хлористым водородом, образуя белые частицы хлорида аммония. Хлористый водород имеет сильный диполь и водородные связи с другими диполями.
 |
Промышленная соляная кислота часто имеет слегка желтый цвет, в основном из-за присутствия хлорида железа. |
III, Методы приготовления
3.1 Подготовка лаборатории
Обычно твердый хлорид натрия реагирует с концентрированной серной кислотой без нагревания или при небольшом нагревании с образованием бисульфата натрия и хлористого водорода соответственно.
NaCl+H2SO4=NaHSO4+HCl↑
Затем реакцию продолжают при температуре от 500°C до 600°C с образованием хлористого водорода и сульфата натрия.
NaHSO4+NaCl=Na2SO4+HCl↑
Общее химическое уравнение можно выразить следующим образом:
2NaCl+H2SO4=Na2SO4+2HCl↑ (Примечание: HCl добавляется ↑ только при нагревании и в отсутствие воды).
3.2 Промышленная подготовка
3.3 Промышленный процесс производства и проектирование хлористого водорода высокой чистоты
3.3.1 Совместное производство хлористого водорода из сульфата калия методом Мангейма
Концентрированная серная кислота вступает в реакцию с высушенным хлоридом калия, в результате чего получается газообразный хлористый водород высокой чистоты, который с помощью компрессора нагнетается в стальные баллоны.
3.3.2 Метод декальцинации соляной кислотой
Концентрированную соляную кислоту нагревают и декальцинируют в декальцинационной башне, получая газообразный хлористый водород.
Метод солянокислотной декальцинации высокочистого хлористого водорода широко применяется в производстве ПВХ, хлоропрена и высокочистой соляной кислоты.
3.3.3 Синтез
Исходные водород и хлорный газ подвергаются реакции горения в печи синтеза с получением хлористого водорода. Выходящий из печи синтеза хлористый водород очищается при комнатной температуре и низкотемпературной сушке и адсорбции, охлаждается при низкой температуре и низком давлении для исключения неконденсирующихся газов и примесей и разливается в жидком состоянии.
3.3.4 Метод кислотного опреснения промышленных побочных продуктов
Хлористый водород является побочным продуктом производства с использованием разбавленной кислоты для абсорбции органических хлоридов в адиабатической абсорбционной башне. После сгущения HCl поступает в разделительную башню для десорбции высококонцентрированного газа.
3.3.5 Метод очистки побочного нефтехимического производства хлористого водорода
Использовать побочный продукт нефтехимии — хлористый водород в качестве сырья для получения хлористого водорода высокой чистоты.
| В присутствии катализатора реакции хлористого водорода ацетилен и хлористый водород реагируют в галогенированные углеводороды, которые имеют более высокую температуру кипения, чем хлористый водород. Затем происходит разделение и удаление продуктов реакции. |
 |
3.4 Методы промышленной сушки HCl
Сушка HCl позволяет эффективно удалить воду из газообразного HCl, повысить его чистоту и обеспечить стабильность качества продукции.
3.4.1 Метод сушки серной кислотой
Метод сушки серной кислотой является широко используемым методом промышленной сушки HCl. Он использует сильную гигроскопичность серной кислоты и пропускает газ HCl через слой серной кислоты, чтобы привести его в контакт с серной кислотой и адсорбировать содержащуюся в ней воду, тем самым реализуя цель сушки.
Этот метод имеет такие преимущества, как простота эксплуатации и небольшие инвестиции в оборудование, и широко применяется в промышленном производстве.
3.4.2 Сушка молекулярным ситом
Метод сушки молекулярным ситом является еще одним широко используемым методом промышленной сушки HCl. Молекулярное сито представляет собой материал с микропористой структурой и обладает сильной адсорбционной способностью. Пропуская газ HCl через слой молекулярного сита, вода в нем адсорбируется и удаляется за счет использования адсорбционного эффекта молекулярного сита. Этот метод характеризуется высокой эффективностью и надежностью и широко используется в производстве высокочистого HCl.
IV, Использование
4.1 Применение хлористого водорода
Хлористый водород в основном используется в производстве красителей, специй, лекарственных препаратов, различных хлоридов и ингибиторов коррозии.
4.2 Применение соляной кислоты
4.2.1 Применяется в гидрометаллургии редких металлов.
При выплавке вольфрама шеелит (вольфрамат кальция) сначала смешивают с карбонатом натрия и обжигают на воздухе (800–900 °C) для получения вольфрамата натрия.
CaWO4+Na2CO3==Na2WO4+CaO+CO2↑
Спеченный блок погружают в воду при температуре 90°C для растворения вольфрамового натрия и подкисляют соляной кислотой, выпавшую в осадок вольфрамовую кислоту отфильтровывают, а затем обжигают для получения оксида вольфрама.
Na2WO4+2HCl==H2WO4↓+2NaCl
H2WO4==высокая температура==WO3+H2O↑
Наконец, оксид вольфрама прижигают в потоке водорода для получения металлического вольфрама.
WO3+3H2==высокая температура==W+3H2O(г)
4.2.2 Органический синтез.
При температуре 180 ～ 200 ℃ и в условиях использования соли ртути (например, HgCl2) в качестве катализатора хлористый водород и ацетилен вступают в реакцию присоединения с образованием винилхлорида, а затем полимеризуются в поливинилхлорид под действием инициатора.
4.2.3 Отбеливающая и красильная промышленность.
Соляная кислота используется при протравливании хлопчатобумажной ткани после отбеливания и при нейтрализации остаточной щелочи после мерсеризации хлопчатобумажной ткани. В процессе печати и крашения некоторые красители нерастворимы в воде и требуют обработки соляной кислотой, чтобы превратить их в растворимую соляную кислоту перед нанесением.
4.2.4 Обработка металла.
Предварительная обработка стальных деталей перед нанесением покрытия, сначала промывают раствором едкого натра для удаления масла, а затем замачивают в соляной кислоте; перед сваркой металла необходимо нанести немного соляной кислоты на сварные швы и т. д., использование соляной кислоты может растворить оксиды металлов этого свойства, удалить ржавчину. Таким образом, металлическую поверхность можно покрыть и прочно сварить. Также можно достичь цели удаления материалов коррозией посредством реакции растворения с некоторыми металлами (например, алюминием).
4.2.5 Пищевая промышленность.
При изготовлении химического соевого соуса, отварной жмых бобов и другое сырье замачивают) замачивают в растворе, содержащем определенное количество соляной кислоты, поддерживая определенную температуру, соляная кислота оказывает каталитическое действие, что может способствовать гидролизу сложных белков, через определенный период времени, образованию аминокислот со свежим вкусом, а затем нейтрализовать каустическую соду (или кальцинированную соду), то есть аминокислоту натрия. Принцип изготовления глутамата натрия аналогичен этому.
4.2.6 Производство неорганических лекарственных средств.
Соляная кислота — сильная кислота, которая реагирует с некоторыми металлами, оксидами металлов, гидроксидами металлов и большинством солей металлов (например, карбонатами, сульфитами и т. д.), образуя гидрохлорид. Поэтому соляная кислота используется в производстве нескольких неорганических лекарственных препаратов.
4.2.7 Производство органических лекарственных средств.
Многие органические препараты, такие как новокаин и гидрохлорид тиамина (препарат витамина B1), также производятся из соляной кислоты.
V. Хранение и транспортировка
5.1 Сухая HCl
5.1.1 Уведомление об эксплуатации
5.1.1.1
При работе с хлористым водородом операторы должны надевать резиновые перчатки, резиновые сапоги с высокой талией, резиновый фартук, защитные очки и противогаз.
5.1.1.2
Рабочее место должно хорошо проветриваться, чтобы воздух оставался свежим и сухим.
5.1.1.3
Сухой хлористый водород следует хранить в стальных баллонах.
5.1.1.4
Баллоны следует хранить в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом месте на открытом воздухе или в помещении с принудительной вентиляцией, вдали от окислов и источников возгорания. Не допускать столкновения контейнеров.
5.1.1.5
Для регулярного обнаружения утечек можно использовать мыло или аммиак.
5.1.2 Оборудование, трубопроводы и клапаны:
Поддержание хлористого водорода в сухом состоянии является ключом к предотвращению коррозии, поскольку влажный хлористый водород ускоряет коррозию металла.
5.1.2.1 Внешние материалы
Нержавеющая сталь является обычным выбором для сухого хлористого водорода в оборудовании и трубопроводах. Нержавеющая сталь имеет хорошую коррозионную стойкость и может эффективно противостоять коррозионному воздействию сухого хлористого водорода.
Кроме того, высоколегированные стали и титановые сплавы являются распространенным выбором для сред с высокими температурами и давлением, поскольку обладают превосходной коррозионной стойкостью и прочностью.
| Температура |
Материал / Металл |
| Т < 1200 °С |
Платина |
| 400 °С < Т < 425 °С |
Сплавы с высоким содержанием никеля, такие как Inconel 600, Hastelloy B и C |
| 400 °С < Т < 425 °С |
Хромоникелевые сплавы |
| Т < 760 °С |
Чугун |
| 260 °С < Т < 315 °С |
Углеродистая сталь |
5.1.2.2 Внутренние покрытия
Выбор соответствующих антикоррозионных покрытий необходим для внутренних покрытий оборудования и трубопроводов. Необходимо учитывать устойчивость покрытия к высоким температурам и химикатам.
Полимерные покрытия являются обычным выбором и обеспечивают хорошую коррозионную стойкость и химическую стабильность. Полимерные покрытия могут задержать начало коррозии, образуя защитный слой, который предотвращает прямой контакт сухого хлористого водорода с металлическими поверхностями.
5.1.2.3 Герметизация
Герметизация оборудования и трубопроводов важна. Уплотнения должны использовать материал с хорошей коррозионной стойкостью, такой как фторэластомер или политетрафторэтилен (ПТФЭ).
5.1.3 Эксплуатационные процедуры
5.1.3.1 Перед использованием
Выпекайте и вакуумируйте, чтобы сохранить их в сухом и герметичном состоянии.
5.1.3.2 Когда не используется
HCl следует выпустить и заполнить оборудование сухим инертным газом. Если газ просачивается, закройте утечку полиэтиленовой крышкой, нейлоновым шлангом и т. д. Введите газ в воду, чтобы поглотить его, а затем нейтрализуйте его гашеной известью. В случае утечки жидкости полностью поглотите его большим количеством воды. Когда выбрасывается большое количество газа, мы можем распылить воду на расстоянии, чтобы поглотить газ. Сточные воды поглощаются водой, а затем нейтрализуются щелочными веществами, такими как каустическая сода, бикарбонат натрия, кальцинированная сода и гашеная известь.
5.2 Хранение и транспортировка соляной кислоты
5.2.1 Хранение
Хранить в прохладном, проветриваемом складе. Температура хранения не должна превышать 30°C, а относительная влажность воздуха не должна превышать 85%. Хранить контейнер герметично. Смешанное хранение не допускается. Хранить отдельно от щелочей, аминов, щелочных металлов и легковоспламеняющихся (горючих) материалов. Место хранения должно быть оборудовано оборудованием для экстренной обработки утечек и подходящими материалами для укрытия.
5.2.2 Отходы
Метод утилизации отходов: нейтрализовать известково-щелочной водой для получения хлорида натрия и хлорида кальция, разбавить водой и сбросить в систему канализации.
5.2.3 Транспортировка
Опасный груз №: 81013
Номер ООН: 1789
Категория упаковки: O52
Способ упаковки: Кислотостойкая алтарная или керамическая бутылка снаружи обычного деревянного ящика или полурешетчатого деревянного ящика; стеклянная бутылка или пластиковая бочка (банка) снаружи обычного деревянного ящика или полурешетчатого деревянного ящика; стеклянная бутылка с матовым горлом или стеклянная бутылка с резьбовым горлом снаружи обычного деревянного ящика; стеклянные бутылки с резьбовым горлом, стеклянные бутылки с железной крышкой и компрессионным горлом, пластиковые бутылки или металлические бочки (канистры) снаружи обычного деревянного ящика.
5.2.4 Примечания
Данный продукт должен транспортироваться в стальных цистернах с гуммированной футеровкой или в специальных пластмассовых цистернах предприятий железнодорожной отрасли.
Упаковка должна быть полной, а погрузка — устойчивой.
Во время транспортировки убедитесь, что контейнер не протекает, не разрушается, не падает и не повреждается. Категорически запрещается смешивать и перевозить со щелочами, аминами, щелочными металлами, легковоспламеняющимися или горючими материалами, пищевыми химикатами и т. д.
Транспортные средства должны быть оснащены оборудованием для экстренной обработки утечек. Во время транспортировки его следует защищать от воздействия солнечных лучей, дождя и высоких температур.
При перевозке по дорогам необходимо следовать указанным маршрутам, не останавливаясь в жилых районах и густонаселенных районах.
