Выбор реактора для проведения процесса окисления хлороводорода

Технология – учение о выгодных (т.е. поглощающих наименее труда людского и энергии природы) приемах переработки природных ресурсов в продукты, потребные (необходимые, или полезные, или удобные) для применения в жизни людей.

Происхождение слова «технология» (от греч. «technos» – искусство, ремесло и logos – учение, наука) вполне отвечает его содержанию: учение об умении, искусстве перерабатывать исходные вещества в полезные продукты.

Химическая технология представляет собой переработку, в процессе которой превалируют химические и физико-химические явления, что приводит к изменению состава, свойств и строения вещества.

Химическая технология – естественная, прикладная наука о способах и процессах производства продуктов (предметов потребления и средств производства), осуществляемых с участием химических превращений технически, экономически и социально целесообразным путем.

Химическая технология интегрирует в себе знания о химических превращениях, физико-химических свойствах и явлениях переноса, сведения из математики, механики, экономики и других наук и вырабатывает знания о взаимодействии отдельных явлений.

По мере развития химической промышленности содержание химической технологии обогащалось новыми сведениями, закономерностями. Значительный прогресс науки в последние годы связан с применением современных вычислительных средств для решения теоретических и прикладных задач.

Материальной основой всех химико-технологических процессов являются машины и аппараты химических производств. Эффективность химического производства обеспечивается за счет систематического повышения его технического уровня на основе использования мощных, непрерывных, малостадийных и менее энергоемких аппаратов. Так, выбор и расчет аппарата, ректификационной колонны, реактора является важным критерием, определяющим технологический процесс.

В последние десятилетия в промышленности органического синтеза все шире применяются хлор, хлористый водород и соляная кислота.

Разложение хлористого водорода воздухом было запатентовано в 1845 г. Окслэндом. Он предлагал пропускать смесь обоих газов через раскаленную пемзу, охлаждать и вымывать водой неразложившийся хлористый водород. В 1855 г. Фогель предложил для получения хлора использовать нагретую хлористую медь. В 1868 г. Дикон предложил комбинацию мыслей Окслэнда и Фогеля: непрерывный поток смеси хлористого водорода и воздуха пропускали через нагретую пемзу, пропитанную хлористой медью. В настоящее время окисляют не воздухом, а кислородом, что позволяет получить концентрированный хлор при применении высокоактивных катализаторов.

В настоящее время уделяется большое внимание созданию рациональных методов переработки и использования хлористого водорода, но процессы переработки абгазного хлористого водорода усложняется из-за наличия примесей органических веществ. Наиболее распространенным методом использования абгазного хлористого водорода является переработка его в соляную кислоту. Способы делятся на две группы. Первая группа базируется на получении хлора из газов, содержащих хлористый водород. К ней относятся каталитические методы окисления, процессы электролиза соляной кислоты, плазменные методы окисления хлористого водорода и другие. Вторая группа методов основывается на использовании абгазного хлористого водорода в качестве исходного сырья.

Окисление хлористого водорода кислородом также производят с помощью расплавленной смеси FeCL3 + KCL в две стадии, осуществляемых в отдельных реакторах. В первом реакторе происходит окисление хлорного железа с образованием хлора:

2FeCL3 + 1.5KCL= Fe2O3 +3CL2.

Во втором реакторе хлорное железо регенерируется из окиси железа хлористым водородом:

Fe2O3 + 6 HCL =2FeCL3 + 3H2O.

Процесс каталитического окисления хлористого водорода лучше осуществлять в аппарате, в котором контактная масса, состоящая из Fe2O3 ,KCL и хлорида меди, кобальта или никеля, нанесенных на инертный носитель, перемещается сверху вниз. В верхней части аппарата она проходит горячую зону хлорирования, где Fe2O3 превращается в FeCL3, взаимодействуя с HCL. Затем контактная масса опускается в зону охлаждения, где под действием кислорода образуется элементарный хлор, а FeCL3 переходит в Fe2O3.

• Хлороводород
• Хлор
• Выводы