В промышленности НСl получают след. Способами: сульфатным, синтетическим и из абгазов (побочных газов <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/879.html>) ряда процессов. Первые два метода теряют свое значение. Так, в США в 1965 доля абгазной соляной кислоты <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> составляла 77,6% в общем объеме производства, а в 1982-94%.
Производство соляной кислоты <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> (реактивной, полученной сульфатным способом, синтетическим, абгазной) заключается в получении НСl с послед. Его абсорбцией <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> водой <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html>. В зависимости от способа отвода теплоты абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> (достигает 72,8 кДж/моль <https://www.xumuk.ru/bse/1692.html>) процессы разделяются на изотермический, адиабатический и комбинированные.
Сульфатный метод
Основан на взаимодействии NaCl с концентрированной H2SO4 при 500-550 °С. Реакционные газы <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/879.html> содержат от 50-65% НСl (муфельные печи <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3303.html>) до 5% НСl (реактор с кипящим слоем <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1987.html>). Предложено заменить H2SO4 смесью SO2 и О2 (температура процесса около 540 °С, кат.Fе2О3).
Синтетический метод
В основе прямого синтеза НСl лежит цепная реакция горения <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1128.html>:
Н2 +Сl2=2НСl+184,7кДж
Константа равновесия <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2103.html> Кр рассчитывается по уравнению: lgKp = 9554/T- 0,5331g T+ 2,42.
Реакция инициируется светом, влагой, твердыми пористыми (древесный уголь <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1490.html>, пористая Pt) и некоторыми минер. веществами (кварц <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1950.html>евая глина <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1095.html>). Синтез, ведут с избытком Н2 (5-10%) в камерах сжигания, выполненных из стали, графита <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1145.html>, кварца <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1950.html>, огнеупорного кирпича. Наиболее современный материал, предотвращающий загрязнение НСl, графит, импрегнированный фенолформальдегидными смолами. Для предотвращения взрывного характера горения <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1128.html> реагенты <https://www.xumuk.ru/bse/2315.html> смешивают непосредственно в факеле пламени горелки. В верхней зоне камер сжигания устанавливают теплообменники <https://www.xumuk.ru/bse/2659.html> для охлаждения реакционных газов <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/879.html> до 150-160°С. Мощность современных графитовых печей <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3303.html> достигает 65 т/сутки (в пересчете на 35%-ную соляную кислоту <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html>). В случае дефицита Н2 применяют различные модификации процесса; напр., пропускают смесь Сl2 с водяным паром <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3187.html> через слой пористого раскаленного угля <https://www.xumuk.ru/bse/2807.html>:
Сl2 + 2Н2О + С = 4НСl + СО2 + 288,9 кДж
Температура процесса (1000-1600 °С) зависит от типа угля <https://www.xumuk.ru/bse/2807.html> и наличия в нем примесей, являющихся катализаторами <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1914.html> (напр., Fe2O3). Перспективно использование смеси СО с парами <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3187.html> воды <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html>:
СО + Н2О + Сl2 = 2НСl + СО2
Более 90% соляной кислоты <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> в развитых странах получают из абгазного НСl, образующегося при хлорировании <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5041.html> и дегидрохлорировании органических соединений, пиролизе <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3351.html> хлорорг. отходов, хлоридов <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5040.html> металлов <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2548.html>, получении калийных нехлорир. удобрений <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4647.html> и др. Абгазы содержат различные кол-ва НСl, инертные примеси (N2, H2, СН4), малорастворимые в воде <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html> орг. вещества (хлорбензол <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5038.html>, хлорметаны <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2590.html>), водорастворимые вещества (уксусная кислота, хлораль <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5030.html>), кислые примеси (Сl2, HF, О2) и воду <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html>. Применение изотермической абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> целесообразно при низком содержании НСl в абгазах (но при содержании инертных примесей менее 40%). Наиб. перспективны пленочные абсорберы <https://www.xumuk.ru/bse/6.html>, позволяющие извлекать из исходного абгаза от 65 до 85% НСl.
Наиболее широко применяют схемы адиабатической абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html>. Абгазы вводят в нижнюю часть абсорбера <https://www.xumuk.ru/bse/6.html>, а воду <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html> (или разбавленную соляную кислоту <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html>)-противотоком в верхнюю. Соляная кислота <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> нагревается до температуры кипения <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1985.html> благодаря теплоте растворения <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3820.html> НСl. Изменение температуры абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> и концентрации <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2115.html> НСl дано на рис. 1. Температура абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> определяется т-рой кипения <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/1985.html> кислоты соответствующей концентрации <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2115.html> (макс. температура кипения азеотропной смеси около 110°С).
На рис. 2 дана типовая схема адиабатической абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> НСl из абгазов, образующихся при хлорировании <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5041.html> (напр., получение хлорбензола <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5038.html>). НСl поглощается в абсорбере <https://www.xumuk.ru/bse/6.html> 1, а остатки малорастворимых в воде <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html> орг. веществв отделяют от воды <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html> после конденсации <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2093.html> в аппарате 2, доочищают в хвостовой колонне 4 и сепараторах 3, 5 и получают товарную соляную кислоту <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html>.
Рис. 1 - Схема распределения температур (кривая 1) и концентрации <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2115.html> (кривая 2) НСl по высоте адиабатического абсорбера <https://www.xumuk.ru/bse/6.html>
Рис. 2 - Схема типовой адиабатической абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> НСl из абгазов: 1-адиабатич. абсорбер <https://www.xumuk.ru/bse/6.html>; 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
На рис. 3 дана типовая схема получения соляной кислоты <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> из абгазов с использованием комбинир. схемы абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html>. В колонне адиабатической абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> получают соляную кислоту <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> пониженной концентрации <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2115.html>, но свободную от органических примесей соляную кислоту <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> с повышенной концентрацией <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/2115.html> НСl производят в колонне изотермической абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> при пониженных температурах. Степень извлечения НС1 из абгазов 95-99% (при использовании в качестве абсорбента разбавленных кислот) и практически полная при использовании чистой воды <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/786.html>.
Рис. 3 - Схема типовой комбинированной абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html> НСl из абгазов: 1-колонна адиабатической абсорбции <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/4.html>; 2 - конденсатор; 3-отделитель газов <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/879.html>; 4-сепаратор; 5-холодильник; 6, 9-сборники кислотыты; 7-насосы; 8-изотермич. абсорбер <https://www.xumuk.ru/bse/6.html>
Определяют НСl в воздухе <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/800.html> нефелометрически с образованием AgCl.
Хлороводород и соляная кислота <https://www.xumuk.ru/bse/1276.html> токсичны, вызывают сильные ожоги слизистых оболочек, удушье, разрушают зубы и т.д. ПДК НСl в воздухе <https://www.xumuk.ru/encyklopedia/800.html> рабочей зоны 5,0 мг/м3.