氯化氢合成工段操作规程范本

第一章产品及原料概述

一原料氯气

1.分子式：Cl2

2.分子量：71

3.物理性质：

氯气在常温、常压下为黄绿色气体，具有强烈的刺激性气味，对肺和呼吸道粘膜有损害作用。略重于空气，微溶于水，氯气的水溶液叫氯水，氯水具有氧化性，氯气与水在低于9.6℃时形成黄色水合物（Cl·8H2O）。

4.化学性质：

氯气化学性质活泼，具有较强的氧化性，能与许多单质及化合物起反应，因此，具有强烈的腐蚀性。

二、原料氢气

1.分子式：H2

2.分子量：2

3.性质：氢气是一种无色、无味、易燃的气体，具有还原性，在水中及其它溶液中溶解度极小。液态氢具有超导性质。氢是最轻的物质，在空气中体积含量为4—74%时，即形成爆炸性混合气体。

三、产品氯化氢

1.分子式：HCl

2.分子量：36.

3.物理性质：

密度：气态氯化氢在标准状况下的密度为1.63Kg/m3，相对密度（与空气密度之比）为1.2679。

溶解度：气态氯化氢极易溶解于水，在20℃，101.325Kpa下，1体积水能溶解442体积的氯化氢气体，但氯化氢在水中的溶解度随温度的升高而逐渐下降。

表1—1 在101.325KPa压力下氯化氢在不同的温度下在水中的溶解度

4、化学性质：

（1）氯化氢为共价极性分子，化学性质活泼，具有强烈的腐蚀性，但在较高温度特别是在露点108.65℃以上时，几乎对碳钢无显著腐蚀作用，若温度保持在108.65—250℃之间，氯化氢对碳钢的腐蚀速度可保持在适度的范围之内。另外，石英、石棉、酚醛树脂、耐酸陶瓷、耐酸人造树脂、塑料以及一些金属合金比较耐氯化氢气体的腐蚀。

（2）加聚反应

氯化氢气体在有机合成中的一类主要反应为加成聚合反应

═CHCL →〔CH—CHCL〕n

nCH≡CH + nHCL → n CH

2

此反应为工业制PVC的基本反应，氯化氢工段合成氯化氢的目的也在于此。

四、产品盐酸

氯化氢的水溶液即盐酸，是一种重要的工业原料和化学试剂，用于制造各种氯化物，常用的浓盐酸的质量百分数为37% ，密度1.1g.cm-1，浓度12mol.l-1.工业上生产的盐酸质量浓度为31% ，可广泛用于冶金工业中金属清洗，电力工业中锅炉除垢，采矿工业中矿产品精加工，石油工业中油井酸化，电子工业中集成块及印刷线路板去杂质，食品工业中调味品生产，纺织工业中织物漂白分解促进剂，印染工业中偶氮染料之胺化等。

五、产品高纯盐酸

1.区别

普通盐酸和高纯盐酸的物理化学性质都相同，它们的区别仅仅在于：高纯盐酸是用高纯水吸收制得的盐酸，而普通盐酸是用普通水吸收制得的盐酸。高纯盐酸所含的杂质比普通盐酸少得多。

2.用途

高纯盐酸是离子膜制碱工艺不可缺少的化学品之一，它主要用于调整离子膜电解槽二次精盐水的PH值，鳌合树脂塔中树脂的再生和脱氯淡盐水的酸化。除用于离子膜制碱工艺外，还可以稍加处理制成试剂级盐酸。由于它的纯度高，在制造高品味的调味粉，酱油等食品工业及电子业中有着广泛的用途。

3.物化性质

（1）高纯盐酸是无色、透明、有刺激性气味的液体。

（2）恒沸点——此乃盐酸的特性，浓盐酸在加热蒸馏时，其馏出物是含有少量水份的氯化氢气体，（此乃盐酸脱吸制氯化氢气体的依据。）在0.1Mpa情况下，这种蒸馏一直持续到浓度降低为20.24%，温度上升至108.65℃为止，达此温度之后不再上升，故称恒沸点。恒沸溶液之比重仅为1.101。因此，决不可能借助于加热煮沸来完全除去溶液中的氯化氢。

第二章工艺原理一、氯化氢合成原理

1.反应方程式 H

2 + CL

2

→ 2CHL + 18421.2J

2.反应机理

氯气和氢气的合成反应在常温和散射光线下进行的很慢，但在高温和光照条件下，反应会迅速进行，甚至会爆炸，这种反应称为链反应。链反应有三个过程：链的引发、链的传递，链的中断。

(1)链的引发：点燃的氢气在合成炉内燃烧，释放出大量的光和热，这种光和热以光量子的形式释放出来，氯分子吸收了氢气燃烧时放出的光量子，能级升高，原子键断裂而离解为两个活化氯原子。

CL

2

+△E(光量子)→2CL˙

（2）链的传递：活化氯原子迅速与氢气分子反应生成一个氯化氢分子,同时激发一个活化氢原子,活化氢原子再与氯气分子反应生成一个氯化氢分子和活化氯原子……如此激发→反应→再激发→再反应……犹如链子一般，使反应进行下去。

（3）链的终止：若链式反应过程中的活性原子亦即链的传递物被消除，则此反应的链即被中断。随着链反应的连续进行，系统内活性原子不断增多，反应到急剧无法控制的程度而发生爆炸。但实际上，在氯化氢的合成过程中，活性原子不断产生的同时，也在不断的死灭，当活性原子产生的几率等于死灭的几率时，系统内活性原子的数目保持稳定，因此链式反应可平稳地进行下去。

活性原子的死灭有以下几种情况：

a.同类的活性原子相碰撞重新结合成分子而失去活性。

Cl+Cl→Cl2

H +H →H2

b.活性氯原子和活性氢原子相碰撞生成HCL分子而失去各自的活性。

H + CL → HCL

c.活性原子和其他杂质分子或炉壁等相碰撞也会失去活性。

3．影响合成的条件

（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，在440℃以上即能迅速化合。只有在温度高的情况下反应才能完全。但在温度超过1500℃

时有显著的热解现象，因此生产上维持合成炉出口氯化氢温度：400-500℃。

（2）水分

绝对干燥的氯气和氢气是很难起反应的，当有微量水份存在时，可以加快反