化工史话31:一举多得——盐酸合成
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发布时间：2024-10-24 00:00
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时间：2024-11-19 03:01
氯碱工业中，电解饱和食盐水产生的氢气和氯气，虽是副产品，但在当前工业中，氢气供不应求，氯气则主要应用于聚氯乙烯合成。然而，在工业初期，氢气运输不便，而氯气虽可液化，但腐蚀性强，运输存在危险，因此通常将氯气通入消石灰，制成次氯酸钙，即漂白粉，用于消毒，相较于液氯，漂白粉运输更为安全且使用方便。
氯气还被广泛用于合成盐酸，盐酸在20世纪初，用途广泛，包括钢材表面处理和工业中的酸碱调节。相较于传统工艺，氯碱工业中的盐酸生产更经济，物料成本低，且在生产过程中氢气得到充分利用，整个流程的原子经济性高。
实现氯气与氢气稳定化合反应的关键在于控制反应条件。实验室规模下，光照可以促进反应，但在实际操作中，光化学反应器设计复杂，工业应用受限。稳定反应通常依赖燃烧，氯气的强氧化性使得火焰下快速与氢气反应成为可能。为了确保氢气过量，采用同心管燃烧器，内部通氯气，外部通氢气，有效控制氢气与氯气的比例，保证反应稳定进行。在这一过程中，设备采用石墨制造，以抗腐蚀介质，燃烧火焰温度可达1000度，通过外部通冷却水，防止石墨过热。生成的氯化氢在冷却后被收集，这套工艺在1912年被首次采用，奠定了现代氯碱工业的基础。
