книги / Справочник по производству хлора, каустической соды и основных хлорпродуктов
..pdfРис. 11-31. Схема получения синте тического хлористого водорода и соляной кислоты:
1 — печь для синтеза хлористого водорода;
2, 3 — холодильники; |
4 — колонна |
адиаба |
|
тической |
абсорбции |
НС1; 5 — хвостовая |
|
колонна; |
б —сборник |
соляной |
кислоты; |
|
7 — центробежный насос. |
|
|
Ифртнме
Рис. 11-32. |
Схема изотермической абсорбции |
хлористого |
водорода: |
1 — изотермический |
абсорбер; 2 — абсорбционная колонна; |
3 — сборник |
крепкой кислоты; |
|
4 — хвостовая колонна. |
|
|
Рис. 11-33. Схема адиабатической абсорбции с конденсатором:
/ — адиабатический абсорбер; 2 — конденсатор.
11-11. Примерные расходные коэффициенты на 1 т 32%-нон синтетической соляной кислоты:
Хлор газообразный |
(100%), кг |
312—320 |
Водород, м3 |
. |
100—135 |
Азот, м3 ......................................... |
. . |
5—10 |
Электроэнергия переменного тока, кВт-ч |
5—10 |
|
4* |
51 |
11-12. Основные нормы технологического реж им а получения
|
синтетической кислоты: |
|
|
Содержание, |
%, не менее |
|
50—60 |
С12 в хлоргазе , |
|
||
Н2 в водороде . . . |
. |
95 |
|
Концентрация |
кислоты, % |
30—36 |
|
Получение соляной кислоты из абгазов хлорорганических про изводств с очисткой от основных хлорорганических примесей пока зано на рис. 11-34. При необходимости получения кислоты, кон-
Рнс. И-34. Схема адиабатической абсорбции НС1 из абгазов хлорорганических производств:
1 — адиабатический абсорбер; |
2 — конденсатор; |
3 — разделитель; 4 — хвостовая колонна; |
5 —разделитель; в — сборник |
органической фазы; |
7 — сборник водной фазы; 8 — насосы; |
9 — отдувочная колонна; 10 — теплообменник; 11 — сборник кислоты.
центрация которой выше 32%, применяют схему, показанную на рис. II-35, а для получения 100%-ного НС1 — на рис. П-36.
Для |
полной отгонки хлористого водорода из соляной кислоты |
и для |
получения НС1 из разбавленной кислоты применяют |
экстрактивную ректификацию с использованием водоотнимающих средств (концентрированной H2S 0 4 или растворов СаС12 и MgCl2). как это показано на рис. 11-37.
На получение 1 т 100%-ного НС1 из азеотропной соляной ки слоты чадо израсходовать 5 т кислоты, 25 т 55%-ного раствора СаС12 и 1,3— 1,5 Гкал пара (« 5 ,5 —6,3 ГДж).
Получение чистого 100%-ного хлористого водорода из смесей НС1 с большим содержанием паров воды осуществляется также с использованием водоотнимающих средств (рис. П-38).
Схема установки для электролиза соляной кислоты с получени ем хлора п водорода приведена на рис. П-39.
52
Рис. 11-35. Схема получения концентрированной соляной кислоты из абгазов:
/ — колонна |
адиабатической абсорбции; 2 —конденсатор; 3 — отделитель газов; 4 — разде |
литель фаз; |
о — холодильник; 6 — сборник кислоты; 7 — насос; 8 — изотермический абсор |
|
бер; 9 — сборник концентрированной кислоты. |
Рис. П-36. Схема получения 100%-ного хлористого водоро да из абгазов*
/ — адиабатический абсорбер; 2 — конденсатор; 3 — отделитель газов;
4 — разделитель |
фаз; 5 — отдувоч- |
|||
кая |
колонна; 6 — сборник кислоты; |
|||
7 — насос; |
8 —теплообменник; |
9 — |
||
кипятильник: |
10 — ректификацион |
|||
ная |
колонна; |
// — водяной |
холо |
|
дильник; |
12 — рассольный |
холо |
||
|
|
дильник. |
|
|
100% -ный.
НС1
Рис. 11-37. Схема экстрак тивной ректификации соля
ной кислоты |
с |
растворами |
|
хлористого |
кальция: |
||
1 — холодильник; |
|
2 —ректифи |
|
кационная |
колонна; 3 — холо |
||
дильник |
раствора |
СаСЬ; 4 — |
|
нейтрализатор; |
|
5 — выпарной |
|
|
аппарат. |
||
53
Рис. П-38. Схема получения 100%-ного НС1 из газовых смесей с большим содержанием паров воды:
1 — сушильная колонна; 2 — адиабатическая абсорбция; 3 — холодильник; 4 — ректифика ционная колонна; 5 — кипятильник; 6 — нейтрализатор; 7 — выпарной аппарат.
Рис. И-39. Схема установки для электролиза соляной кислоты:
/ — хранилище крепкой кислоты; 2 — клапан, регулирующий |
подачу крепкой |
кислоты; 3 — |
|||||||
ротаметр крепкой |
кислоты; |
4 — смеситель; |
5 —ротаметр |
циркулирующей кислоты; 6 — хо |
|||||
лодильник; 7 — измеритель |
плотности; 8 — электролизер; |
9 — приемный |
бак |
отработанной |
|||||
кислоты; 10 — регулятор давления газов; |
11 — колонна для |
промывки хлора; |
/2 — колонна |
||||||
для осушки хлора; |
13 — отдувка хлора из |
серной кислоты; |
14 — отдувка |
хлора из слабой |
|||||
соляной |
кислоты; |
15 — колонна |
для промывки водорода; |
1б — колонна |
для |
промывки во |
|||
дорода |
известковым молоком; |
17 — холодильник; 18 — приемный бак известкового молока. |
|||||||
54
11-13. Примерные расходны е коэффициенты на получение
1 т хлора электролизом соляной кислоты:
Хлористый водород (100%), т |
1,03 |
Серная кислота, кг |
20—30 |
Графитовые аноды, кг |
1,3—1,5 |
Электроэнергия переменного тока, кВт-ч |
. 2100—220С |
на электролиз ............................... |
|
для вспомогательных процессов . |
50 |
Вода, м3 |
50 |
9. ХЛ О РА ТЫ Щ Е Л О Ч Н Ы Х И Щ Е Л О Ч Н О ЗЕ М Е Л Ь Н Ы Х М Е Т А Л Л О В
Хлорат натрия получают преимущественно электрохимическим окислением водных растворов поваренной соли, хлораты калия и магния — путем обменного разложения хлората натрия с хлори дом соответствующего металла. В небольших масштабах исполь зуются химические способы получения хлората калия и кальция.
На рис. П-40 приведена схема получения твердого хлората натрия электрохимическим окислением поваренной соли с выпар кой щелоков.
Примерный состав электролита, поступающего на каскад элек тролизеров (при pH = 6—7):
г/л
280
40—80
3—6
NaC103 ............... |
350—375 |
N a C l ................... |
100— 120 |
Активный хлор . . |
3—4 |
Выход хлората по току составляет 80—85%. Состав раствора после выпарки (в г/л): 900—950 NaC103 и 80—90 NaCl.
На рис. 11-41 показана схема получения твердого хлората нат рия без применения выпарки. Соль кристаллизуется из растворов с более низкой концентрацией хлората, поэтому требуются более низкие температуры кристаллизации.
Примерные составы растворов (в г/л) |
приведены ниже: |
||
|
|
Исход- |
После |
|
|
иыи |
каскада |
|
|
элек- |
электро- |
|
|
тролит |
лнзеров |
NaCl . |
|
200 |
100— 120 |
NaClOa . |
• . |
340 |
500-550 |
\ та2Сг20 7 |
3—6 |
3—6 |
|
Активный |
хлор |
|
3 - 4 |
55
Раствор имеет рН =6—7, выход хлората по току 80—83%.
При использовании электродов из двуокиси свинца или на основе окислов рутения можно получать концентрированные рас-
Рис. II-40. |
Технологическая схема |
получения хлората |
натрия |
электрохимиче |
||||||||||||
|
|
|
|
ским методом с применением выпарки: |
|
|
|
|
||||||||
1 — приготовление и |
очистка |
исходного |
электролита; |
2 — фильтр |
для |
электролита; 3 — |
||||||||||
насос; |
4 — напорный |
бак |
для |
электролита; 5 — электролизеры; |
6 — сборный |
бак |
электро |
|||||||||
лита; |
7 —окончательное |
дехлорирование |
электролита; |
8 — второй корпус |
выпарки; |
9 —пер |
||||||||||
вый корпус |
выпарки; 10 — фильтры |
для отделения |
NaCl; 11 — фильтр для упаренного |
|||||||||||||
раствора; |
12 — приемник |
упаренных |
щелоков; |
13 — кристаллизатор; |
14 — паровакуумная |
|||||||||||
установка; |
15 — фильтр |
для |
хлората |
|
натрия; |
16 — сборник |
маточника; |
17— транспорт |
||||||||
соли на сушку; 18--сушка хлората натрия; |
19 — колонка для |
отмывки водорода |
от хлора; |
|||||||||||||
20 —• колонка |
для промывки водорода |
водой; |
21 — вентилятор для |
водорода; |
22 — контакт |
|||||||||||
|
|
|
|
ный |
аппарат; 23 — холодильник; |
24 — компрессор. |
|
|
|
|||||||
творы хлората натрия, содержащие не более 50 г/л хлоридов и пригодные для непосредственного использования в установках для получения двуокиси хлора (рис* 11-42).
56
Naci
Рис. |
11-41. Технологическая |
схема получения |
хлората натрия электрохимическим методом без применения выпарки: |
|||||||||||||||
/ — напорный |
бак |
исходного |
раствора; |
2 — каскад |
электролизеров; |
3 — напорный |
бак соляной |
кислоты: |
4 — приемник |
электролитических |
||||||||
щелоков; |
5 — центробежный |
насос; 6 — подогреватель, |
электролитических щелоков; |
7 — колонны |
обезвреживания; |
8 — бак |
дообезврех^ивания |
|||||||||||
и нейтрализации; |
9 — мерник формиата |
натрия; 10 — мерник |
NaOH; |
// — напорный |
бак фильтрации; 12— патронные фильтры; |
13 — напор |
||||||||||||
ный бак |
промывной воды; 14 — напорный |
бак дофильтрацин; |
15 — друкфильтр; 15 — сборник |
очищенных |
щелоков; |
17 — подогреватель; |
||||||||||||
18 — донасытитель; |
19 — осветлитель; |
20 |
— промежуточная |
емкость; |
21 — классифицирующий |
кристаллизатор; |
22 — центрифуга; |
23 — холо |
||||||||||
дильник; |
24 |
сборник маточного раствора; 25 — сборник |
промывных |
вод; 26 — донасытитель |
маточного раствора; 27— 6ак для |
приготовле |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ния |
исходного |
раствора. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Чистый.
рассол
Рис. 11-42. Схема получения концентрированных растворов хлорат т натрия:
1 — напорный бак |
рассола; 2 — напорный бак |
соляной |
кислоты; S — каскад |
электролизе- |
ров; 4 — установка |
термического разложения |
активного |
хлора; 5 — установка |
химичесхого |
|
обесхлорпвания; 6 — насос для перекачки раствора. |
|
||
11-14. Примерные расходные коэффициенты на производство
1 |
г NaC103 при использовании графитовых анодов |
|
|
|
Статьи расхода |
С выпаркой |
Без выпарки |
Поваренная соль |
(100%), т . . . |
0,550-0,600 |
0,550—0,600 |
Сода кальцинированная (95%), кг |
6— 10 |
6—10 |
|
Сода каустическая (100%), кг |
15—40 |
15—40 |
|
Соляная кислота |
(31%), кг |
80—100 |
80—100 |
Хромовокислый натрий, кг . . |
4—6 |
4—6 |
|
Графитовые аноды, к г ............................ |
12,0—15 |
12—20 |
|
Электроэнергия постоянного тока, кВт-ч |
6700—7300 |
6700— 7300 |
|
Пар |
|
2,6 |
1,0 |
Гкал |
|
||
ГДж |
|
10,9 |
4,19 |
Холод |
|
|
|
Гкал |
|
— |
0 ,6 — 0 ,8 |
ГДж |
|
— |
2,5—3,4 |
Вода, м3 |
|
500—1000 |
100—200 |
Ввиду малой растворимости хлората калия электрохимические методы его получения практически не применяются. На рис. 11-43 приведена схема получения хлората калия обменным разложением NaC1 0 3 с хлористым калием.
58
Рис. 11-43. Примерная схема получения хлората калия обменным разложением NaC103 и КС1:
1 — бак для донасыщения |
рассола поваренной солью; 2 — центробежные |
насосы; |
3 — ап |
||||||
парат для очистки |
рассола |
от солей |
Са, Mg и SO*; 4 — фильтр; |
5 — напорный |
бак |
рассола |
|||
(корректировка pH |
и содержания |
хроматов); 6 — напорный |
бак |
соляной |
кислоты; |
7 — кас |
|||
кад электролизеров; |
8 — аппарат |
для |
разложения активного |
хлора; 9 — фильтр |
для |
шлама; |
|||
Ю— реактор обменного разложения; |
11 — кристаллизатор; |
12 — сгуститель |
центрифуги; |
||||||
|
13 — центрифуга; 14 — сборный бак маточника. |
|
|
|
|||||
П-15. Примерные расходные коэффициенты на 1 т КС103, |
|
|
|||||||
|
|
получаемого обменным методом; |
|
|
|
|
|||
Хлористый |
калий |
(100%), т . . |
|
|
0,625 |
|
|||
Сода кальцинированная |
(95%), кг |
|
|
5 |
|
|
|||
Сода каустическая |
(100%), |
кг |
|
|
5 |
|
|
||
Соляная кислота (31 %), кг |
|
|
60 |
|
|
||||
Хромовокислый натрий, кг . |
|
|
3 |
|
|
||||
Графитовые |
аноды, кг |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
Электроэнергия, кВт-ч |
|
|
|
6500—6700 |
|||||
Вода, м3 |
. |
|
|
|
|
|
200 |
|
|
Хлорат-магниевый дефолиант (ХМД) получают при взаимодей
ствии NaC103 н MgCl2-6H20 в расплаве [содержание M g(C103)r не ниже 37,2%].
11-16. Примерные расходные коэффициенты на производство
1 т хлорат-магниевого дефолианта:
M g C I2.6 H 20 , кг . |
. |
550 |
NaC103 (95%), к г ......................................................... |
|
450 |
Электроэнергия переменного тока, кВт-ч |
50—60 |
|
Вода производственная, |
м3 |
30—35 |
Пар |
|
0,25—0,30 |
Гкал . . |
|
|
ГДж ............... |
|
1,05—1,25 |
Сжатый воздух, м3 |
|
180—200 |
59
Хлораг-кальциевый дефолиант (ХКД) получают хлорированием известкового молока с последующим частичным осаждением хло
ристого кальция содой. |
следующего состава |
После упаривания получают раствор |
|
(в г/л): |
|
Са(С10зЬ • • |
428±8 |
СаС12, не более . |
380 |
NaCl, не более |
45 |
Выпускается также марка ХКД, не замерзающего при темпера турах до —20 °С и содержащая от 355 до 370 г/л Са(С10з)г.
10. ХЛОРНАЯ КИСЛОТА И ПЕРХЛОРАТЫ
Хлорную кислоту получают электролизом растворов НС1 или С1г в концентрированной хлорной кислоте, а также обменным раз ложением перхлората натрия с хлористым водородом.
Рис. П-44. Схема получения перхлората натрия электрохимическим окислением растворов хлората натрия:
1 —<приемник растворов NaCI03; 2 — перхлоратный |
электролизер; 3 — сборник раствора |
|||
МаСЮч; 4 — выпарной аппарат; |
5 — фильтр раствора; |
б — кристаллизатор; |
7 —центрифуга; |
|
|
8 — сушка |
NaClOi. |
|
|
Перхлорат натрия |
получают |
электрохимическим |
окислением |
|
хлората натрия в растворе. Другие перхлораты обычно получают обменной реакцией перхлората натрия с соответствующими солями или нейтрализацией хлорной кислоты соответствующими основа ниями.
Принципиальная схема получения перхлората натрия электро химическим окислением растворов хлората натрия показана на рис. П-44. Схема получения перхлоратов калия и аммония обмен ным разложением растворов перхлората натрия приведена соот ветственно на рис. 11-45 и 11-46.
II-17. Примерные расходные коэффициенты на производство
1 т перхлората натрия и калия;
|
|
|
NaCIO* |
КСЮ* |
Хлорат натрия, кг |
|
910—925 |
800—825 |
|
Хлорид |
калия, кг . . . . |
— |
550—575 |
|
Соляная |
кислота |
(32%). к г .................. |
30-50 |
25—45 |
Электроэнергия постоянного тока, кВт-ч |
2400-3000 |
2100—2600 |
||
Платина, г .................................................. |
(поваренная соль), кг |
5 -1 0 |
4,5—9,0 |
|
Побочный продукт |
— |
425—450 |
||
60