[发明专利]一种采用焙烧法制备氯化氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工产品，特别是一种采用焙烧法制备氯化氢的技术，适合于生产氯化氢。

背景技术

氯化氢是氯元素的重要存在形态，也是非常重要的化工产品和原料。主要用于生产PVC、聚氨酯、环氧树脂、有机硅、合成橡胶、氟氯烃、TiO2涂料及一些农用化学品、建筑材料和一些医药制剂等。

化工生产大量消耗氯气的同时，通常产生等摩尔的氯化氢气体，因此氯化氢是工业上一种常见的副产物。而HCl是一种价格便宜、很难处理的化学品，过去常采用水吸收法制成盐酸出售或用碱液中和后排放。将HCl直接转化成Cl2加以利用，实现氯元素在工业体系中的循环利用和反应过程的零排放，带来巨大的经济效益，符合当代资源循环型社会发展的总体要求。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，原有技术是不能得到氯化氢，采用本法会大大提高生产效率，本方法提供了一种设备及工艺。该技术不仅工艺合理，并解决了生产氯化氢的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种采用焙烧法制备氯化氢的方法，其特征在于在焙烧炉内用沸点比盐酸高的硫酸物分解食盐，温度在120-150℃，然后升温至650-800℃，产生氯化氢。

本发明所述焙烧法制备氯化氢的方法，其中硫酸浓度在60°Be(波美度)或93％的硫酸。

本发明所述焙烧法制备氯化氢的方法，其中的硫酸物为硫酸或硫酸氢钠。

本发明采用焙烧法制备氯化氢的技术，焙烧法系利用沸点比盐酸高的硫酸分解食盐，产生氯化氢。此法由于需在高温下反应，通常是在焙烧炉内进行。

(1)原理

此法是基于食盐与硫酸的反应，其反应式为

2NaCl+H₂SO₄→Na₂SO₄+2HCl↑

此反应完全是离子反应，实际上分为两步进行，第一步为

NaCl+H₂SO₄→NaHSO₄+HCl↑

此反应不需要高温，稍微加热(约在150℃)，即可完成。在此温度下反应不能再继续进行，只能生成硫酸氢钠和氯化氢。但当温度继续升高到600℃以上时，即可进行第二步反应，其反应式为

NaHSO₄+NaCl→Na₂SO₄+HCl↑

此反应温度在650℃左右，进行顺利，至800℃完成。在反应过程中，所用硫酸浓度在60°Be(波美度)左右。

由此可见，硫酸氢钠亦可用来生产氯化氢。

在硫酸法制作硝酸时，其副产NaHSO4可用于制造盐酸，如上式反应，故NaHSO4亦称硝饼。制得的中性硫酸钠(Na2SO4)，常称为盐饼，或称芒硝，其无水化合物又称为元明粉。元明粉则用于染料工业，是重要化学工业原料。硫酸与食盐的热效应的反应式为

2NaCl+H₂SO₄→Na₂SO₄+2HCl+Q1↑

该反应为吸热反应，温度变化对反应影响不大。但是由于硫酸具有脱水作用，反应的热效应于使用的硫酸浓度有关。硫酸浓度愈低，热耗量愈大。

在使用100％H₂SO₄，反应温度为t℃时，热效应Q/[kcal/(g·mol)]可用下式计算：Q1＝-16.3+0.015t

在使用93％的硫酸，反应温度为t℃时，热效应Q/[kcal/(g·mol)]可用下式计算：Q2＝-23.9+0.0192t

用上述二式可计算出，在25℃时，Q1＝-15.8kcal/(g·mol)，Q，2＝-23.4kcal/(g·mol)。

由以上情况看来，反应混合物加热之后，反应方可顺利进行。

除此而外，反应温度还影响盐饼的形态。根据反应温度的不同，生成的硫酸钠可用全部留于液相内，也可以部分地呈酸性盐结晶析出。其酸性盐的成分如下：

2Na₂SO₄·9H₂SO₄，H₂SO₄·2H₂SO₄，H₂SO₄·H2SO4(NaHSO₄)，