ТҰЗ
ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ӨНДІРІСІ
ЖӘНЕ ОНЫҢ МАТЕРИАЛДЫҚ
БАЛАНСЫН ЕСЕПТЕУ
Орындағандар:
Базаркулова Г.А., Төлес
Б.Қ.,
Жумабекова
А.С.
Жетекші:
Ибатаев Ж.А.
ХЛОРСУТЕКТІҢ
ФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІ
- Хлосутек
– өткір иісті,түссіз газ, -84,8°
сұйылады, -112,2° қатады, ауадан 1,268 есе
ауыр. Тұз қышқылы өте улы, тығыздығы
1,6391 г/мл. Түзілу жылуы Н = -167,3 кДж/моль.
Сулы ортада 3 кристаллогидрат түзеді:НС1*3Н2O,
НСl*2Н2O, НС1*Н2O.
Құрғақ
күйде реакцияшыл емес, оттектің
өзі оны тек қыздырғында ғана
тотықтырады. Хлорсутек ауада фторсутек
сияқты түтіндене бастайды.
АЛЫНУЫ
- 1.
Хлор сутегімен тікелей әрекеттеседі:
- H2
+ Cl2 =2HCl + 184 кДж/моль
- реакция
қалыпты температура мен шашыраңқы жарықта
өте баяу өтеді, шамалы қыздырса, не күн
сәулесі тік түссе, реакция жылдамдап
қоопарылыс беруге дейін барады. Реакция
қопарылыссыз жүру үшін екі газды біріне-бірі
әрекеттестіру зонасында ғана қосады.Бұл
реакцияны жете тексергенде ол бір-біріне
жалғасқан жеке сатыдан тұратын тізбекті
реакция екендігі анықталады. Әуелі күн
сәулесі не жылу энергиясы (hν) хлордың
молекуласын айырады, босаған атом өте
актив радикал (·) ретінде сутек молекуласымен
әрекеттесіп, былайша тізбектеседі: 1)
Cl 2 + hν = Cl· + Cl·
-
2) Cl· + H2 = HCl +H·
-
3) H· + Cl2 = HCl + Cl· т.т. Осылайша
тізбектесіп жүре береді; осының нәтижесінде
алған энергия әсерінен айырылған Cl2-нің
молекуласына 100 мыңға дейін HCl молекулалары
түзіледі екен.
- 2.
Хлорсутек ас тұзы NaCl мен
концентрленген H2SO4
күкірт қышқылымен әрекеттестіріліп алынады:
- NaCl
+ H2SO4
= NaHSO4 + HCl
- NaCl
+ NaHSO4 = Na2SO4
+ HCl
- 3.
Техникада органикалық заттарды хлорлағанда,
қосалқы өнім ретінде HCl түзіледі:
- RH
+ Cl2 = RCl + HCl (R - органикалық
радикал)
- 4.
күкірт диоксидінің ас тұзы мен оттек
пен су буының қатысындағы әсерлесуі:
2SO2+O2+NаС1+2Н2O=4НС1+2Nа2SO4
- 5.
хлор,су буы мен көмірдің әсерлесуінентүзіледі:
- С12+Н2O+С=2НС1+СO;
ҚОЛДАНЫЛУЫ
- Тұз қышқылы күшті қышқылдардың бірі, ол асыл металдардан басқа металдардың бәрін ерітеді. Тұз қышқылының халық шаруашылығындағы маңызы зор. Химия өнеркәсібінде – пластмасса, сірке қышқылы, өзінің тұздарын, спирттер, бояулар өндіру үшін және ағашты гидролиздеуге қолданылады; одан басқа гидрометаллургияда, гальванопластикада, тері илеуде, мата өндірісінде және т.б. қолданылады.
ТҰЗ
ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ ӨНДІРІСІ
- НСl
элементтердің синтездеп алу
– көп таралған және ең тиімді
әдіс. Бұл әдіспен 80-90 % газдың концентрациясын
алуға болады. Тұз қышқылының
өндірісі негізгі 2 сатыдан тұрады:
1 – тұз қышқылының түзілуі; 2 –
хлорсутектің сусыздандырылуы. Хлордың
сутектің қосымша 3-5 % мөлшерінде
жарылыссыз өтеді. Бұл процесс
жүретін пештер темірден, кварц
материалдардан жасалады. Екінші
сатысы Гаспаянның әдісі бойынша
жүреді.
Схема типовой
адиабатической абсорбции НСl из абгазов: 1-адиабатический абсорбер; 2 - конденсатор; 3, 5-сепараторы;
4-хвостовая колонна; 6-сборник органической
фазы; 7-сборник водной фазы; 8, 12-насосы;
9-отдувочная колонна; 10-теплообменник;
11-сборник товарной кислоты.
Схема распределения
температур (кривая 1) и концентрации (кривая 2) НСl по высоте
адиабатического абсорбера.
20000
КГ/ТӘУЛІК 100%-ДЫҚ
ТҰЗ ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ
ӨНДІРІСІНІҢ МАТЕРИАЛДЫҚ
БАЛАНСЫ
- Берілгені:
- өнімнің
концентрациясы - 34% НС1 (қышқыл);
- құрғақ
хлор газының құрамы: (пайыздық, %):
- С12
- 92,0; О2 - 0,50; N2 - 2,50; Н2
- 3,00; СО2 - 2,0;
- Құрғақ
сутекгінің құрамы (пайыздық, %):Н2
- 98,0; О2-0,85; N2- 1,15;
- Қосымша
3% сутегі беріледі;
- Қалыпты
жағдайдағы тығыздықтары (кг/м3):
хлор - 3,214; хлорсутек - 1,640; сутегі - 0,090;
оттегі - 1,4; азот - 1,25; көмір қышқыл газы
- 1,96.
- Есебі:
- I.
Хлордың шығыны:
- 100%-дық
хлордың 20000 кг/тәулік немесе 833,3 кг/сағ
шығыны:
- H2
+ Cl2 = 2HCl + Q
-
кг/сағ
Мұндағы:
71 және 73 хлор мен хлорсутектің
молекулалық массалары
- Анализ
бойынша техникалық хлордың құрамы
келесідей:
- а)
оттегі - 0,5%:
м3/сағ немесе 2 кг
- б)
азот- 2,5%:
м3/сағ немесе 8,6 кг
- в)
сутегі - 3,0%:
м3/сағ немесе 0,7 кг
- г)
СО2 - 2%: м3/сағ
немесе 10,7 кг
- Жиыны:
21,8 м3 немесе 22 кг.
- 4)
Сонымен, таза хлордың 810,5 кг шығындалса,
ал техн.хлордан 832,5 кг шығындалады.
- II.
Сутегінің шығыны:
- 1)
100%-дық сутегі шығыны:
кг
-
м3
- қосымша
5% сутегі алынады:
м3 немесе 24 кг
- 2)Техникалық
сутегі: м3
- 3)
Техникалық сутегінің құрамы
келесідей:
- а)
оттегі - 0,85%:
м3 немесе 3,2 кг
- б)
азот - 1,15%:
м3 немесе 3,9 кг
- Жиыны:
5,4 м3 немесе 7,1 кг
- Синтез
кезіндегі оттегінің құрамы:
- а)
техникалық хлорда - 1,4 м3
немесе 2 кг;
- б)
техникалық сутегіде - 2,3 м3 немесе
3,2 кг.
- 5,2
кг оттегіні байланыстыру үшін қажетті
Н2:
- 2H2
+ O2 = 2H2O + Q
кг H2 немесе 7,2 м3
- Барлық
таза сутегі:
- а)
таза сутекте – 24 + 0,7 қоспада = 24,7 кг Н2
немесе 274,4 м3 Н2;
- б)
оттекпен реакциясынан кейін - 24,7 - 0,65 =
24,05 кг Н2.
- Сонымен,
таза хлор 810,5 кг түседі, ал техниклық хлорда
22 кг қоспасы бар. Жиыны: 832,5 кг техникалық
хлор.
- Қоспаның
құрамы:
- О2(0,5%)
- 1,4 м3 немесе 2 кг; N2(2,5%)
- 6,9 м3 немесе 8,6 кг;
- Н2(3,0%)
- 8 м3 немесе 0,7 кг; СО2(2,0%)
- 5,5 м3 немесе 10,7 кг.
- Жиыны:
21,8 м3 немесе 22 кг
- Сутегінің
шығыны бойынша қорытынды:
- а)
хлормен реакцияға 24 кг (105% нормасынан
көп) Н2 қажет;
- б)
техникалық хлор құрамына 0,7 кг Н2
түседі;
- в)
нәтижесінде барлық қажетті сутегі - 24
кг + 0,7 кг = 24,7 кг;
- г)
Бұдан су түзуге 5,2 кг шығындалады,ал сутегінің
0,65 кг шығындалады;
- д)
Н2-нің НС1 түзуге қалатыны:
24,7 - 0,65 = 24,05 кг;
- е)
0,65 кг сутегіден 5,85 кг су бөлінеді.
- Бұл
барлық шамалар материалдық баланс кестесінде
келтірілген:
КЕСТЕ
- 1. 833,3 КГ/САҒ ХЛОРСУТЕКТІҢ МАТЕРИАЛДЫҚ
БАЛАНСЫ (Р=1АТМ)
Кіріс
Шығын
Құраушылар
м3
Кг
%
Құраушылар
м3
кг
%
Техникалық
хлор:
274,1
832,5
100,0
НСl
508
833,3
96,6
С12
252,2
810,5
92,0
N2
10
12,5
1,4
Н2
105,0
0,7
3,0
СO2
5,5
10,7
1,2
О2
1,4
2
0,5
Н2O
7,2
5,85
0,7
N2