Методы очистки абгазных хлористого водорода и соляной кислоты

В абгазном хлористом водороде и получаемой из него соляной кислоте всегда содержатся различные примеси, обусловленные, главным образом, процессами хлорирования, гидрохлорирования, дегидрохлорирования и фторирования. Для использования абгазной соляной кислоты взамен синтетической или абгазного хлористого водорода для синтетических целей необходима очистка этих продуктов от примесей.

Большинство примесей, сопутствующих абгазному хлористому водороду, можно разделить на четыре групп: инертные вещества (трудносорбируемые газы — азот, водород, метан и др.); органические соединения, малорастворимые в воде (хлорбензол, хлорметаны) и водорастворимые (хлораль, уксусная кислота и др.); соединения кислотного характера (О₂, CL2, HF и т. п.); вода.

Выбор метода очистки абгазного HCl от примесей зависит от их природы и особенностей технологического процесса, в котором используется хлористый водород.

Процессы очистки абгазного HCl основаны на следующих методах: абсорбция или адсорбция хлористого водорода из газовой смеси с последующей десорбцией (селективное выделение); отгонка, экстракция, конденсация или химическая обработка примесей с переводом в легкоотделяемые от хлороводород-соединения; ректификация хлористого водорода из его смеси с примесями.

Наиболее распространенным способом очистки от инертных примесей является абсорбция водой хлороводорода из газовой смеси с получением концентрированной соляной кислоты и последующей десорбцией хлороводорода. Регенерированный хлороводород практически не содержит примесей. Этот способ основан на хорошей растворимости хлороводорода и крайне низкой растворимости в воде и соляной кислоте инертных примесей. Абсорбция хлороводорода проводится в изотермических или адиабатических условиях.

Большинство органических примесей малорастворимо в воде, поэтому для очистки хлористого водорода от этих примесей чаще всего применяют метод абсорбции водой, предпочтительнее адиабатической. Так как абсорбцию HCl ведут при высокой температуре, то растворимость хлорорганических примесей в соляной кислоте снижается, и они уносятся из абсорбционной колонны с абгазами. Кроме того, многие органические примеси образуют с водой азеотропные смеси, отгоняющиеся вместе с инертными газами. Этим способом HCl можно очищать от бензола, хлорбензола, тетрахлорэтана, тетрахлоруглерода.

Очистка соляной кислоты. Адиабатическая абсорбция водой или соляной кислотой абганого хлористого водорода, содержащего хлор, позволяет получать соляную кислоту с минимальным содержанием хлора. Так, этим методом можно получить соляную кислоту, содержащую менее 0,002% свободного хлора. Для более полной очистки соляной кислоты от хлора применяют отпарку или отдувку, т. е. те же способы, которые используют для очистки от органических примесей. Ряд предложений основан на химических методах очистки.

Для полной очистки от хлора, растворенного в соляной кислоте, его восстанавливают стехиометрическим количеством гидразингидрата, гидразинсульфата или гидроксиламина. В случае применения гидразингидрата в процессе очистки протекает реакция:

H₂N-NH₂ + 2Cl₂>N₂ + 4HCl (7).

Сернистая кислота удаляется из соляной кислоты путем взаимодействия неочищенного продукта с нитроэтилхлоридом. Оксиды азота извлекают из кислоты перед дистилляцией добавлением при обычной температуре сопи сульфаминовой кислоты или сульфата аммония. Силикаты натрия или бария почти полностью связывают и удаляют фтороводород из соляной кислоты. Для получения чистой соляной кислоты абгазную соляную кислоту, загрязненную фторидами, обрабатывают кремнием, содержащим активированный алюминий, при 55 °C. Фторид-ионы удаляют из соляной кислоты при контактировании ее с силикагелем или оксидом алюминия. Для регенерации адсорбентов служит водный раствор основания. Примеси HF удаляют из соляной кислоты концентрацией выше азеотропной также методом ее дистилляции.

Соляную кислоту, загрязненную соединениями кремния, обрабатывают водным раствором фтористого водорода или газом в количестве 2−4 масс, частей на 1 масс часть соединений кремния.

При определении микропримесей в обессоленной воде и конденсатах пара высокого давления используют реактивную соляную кислоту, содержащую не более 0,5% железа. С помощью анионита АВ-17 содержание железа в кислоте реактивных марок может быть снижено до 0,1%. Регенерацию анионита осуществляют водой.

Анионообменные смолы используют для очистки от железа соляной кислоты низких концентраций; для очистки кислоты концентрацией более 32% следует применять катионообменную смолу, приготовленную на основе фенола.

Для удаления хлора, хлоридов железа и мышьяка из технической кислоты с целью получения кислоты квалификации ч. д. а. перед ректификацией осуществляют восстановление примесей порошком никеля.