Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
Такая станция позволяет использовать установки сжижения хлора в качестве буфера, накапливающего в хранилищах жидкий хлор в моменты, когда производство хлора на заводе превышает его потребление и, наоборот, испаряющего жидкий хлор из запаса в моменты недостатка хлора [14].
Развитие производства жидкого хлора и его транспортирование на дальние расстояния открыло возможность отделить хлорпотребля-ющие производства от хлорных заводов и обеспечивать эти производства хлором за счет перевозки его в жидком виде в цистернах.
Это приобрело особое значение для таких хлорпотребляющих производств, которые базируются в местах расположения основного сырья, например целлюлозно-бумажные комбинаты, производства по переработке руд цветных металлов и другие, для которых часто нецелесообразно организовывать свое производство хлора. Иногда такие предприятия считают рациональным организовать свое производство хлора, как зто делают многие целлюлозно-бумажные комбинаты.
Ниже приведены данные о росте производства жидкого хлора в США и увеличении доли хлора, поступающего на сжижение, в последние десятилетия [8—12]:
гоа
Тыс. T
% общего производства
Год
Тыс. T
% общего
производств»
1914
0
0
1960
2172
51,5
1923
62,7
31,3
1962
2560
53,5
1938
200
43.0
1965
3100
53,2
1946-
520
49,0
1966
3410
54,2
1951
1065
46,6
1967
3595
51,7
1955
1702
55,4
1968
3890
50,8
1958
1815
55,6
1969
4000
48,0
Некоторые колебания доли хлора, подвергаемого сжижению,, можно объяснить естественными колебаниями в распределении хлора между потребителями, а также недостаточной точностью публикуемых данных, особенно относящихся к внутризаводскому потреблению жидкого хлора.
В нашей стране впервые промышленное производство жидкого хлора было начато в* 1915 г. [7, 15]. Доля общей выработки хлора, поступающего яз^ сжижение, за последние 5 лет выросла с 41 до 45%. В ближайшие годы предусматривается увеличение производства жидкого хлора и его доли в общем производстве хлора [16].
Примерное распределение жидкого хлора между отдельными потребителями в нашей стране за период 1965—1970 гг.:
% общего
Отрасль количества
Химическая промышленность ...... 63,8—69,6
Целлюлозно-бумажная промышленность . . 12,0—14,7
Цветная металлургия ..........5,4—7,0
Химводоочистка............'. 4,8—7,2
Прочие потребители ...........2,4—3,5
Экспорт.................0,1—8,9
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА СЖИЖЕНИЯ ХЛОРА
Для сжижения хлора необходимо, чтобы -парциальное давление его паров было равно давлению насыщенного пара хлора. Это достигается снижением температуры при неизменном давлении или повышением давления газообразного хлора, или комбинированием компримирования газа со снижением его температуры. Зависимость давления насыщенных паров хлора от температуры приведена в табл. 6-1, Для сжижения чистого хлора при атмосферном давлении необходимо понизить его температуру до —34,05 °С. Сжижение чистого хлора при 0 °С-происходит при давлении 3,762 ат.
Обычно на практике сжижению подвергается не чистый хлор, а газовые смеси, состоящие из хлора и примесей, состав и содержание которых зависят от способа производства хлора, его очистки и подготовки к сжижению и местных условий производства.
В качестве загрязнений в хлоре могут присутствовать водород, кислород, азот, двуокись углерода, треххлористый азот, различные продукты хлорирования углеводородов и влага. Кроме того, в газообразном хлоре могут содержаться мелкие капли серной кислоты, увлекаемой-из башен сернокислотной сушки, а также частицы твердых хлорида и сульфата натрия, образуемых в башнях сушки хлора
0 12 3 4 5 6 Парциальное давление, ат
Рис. 6-3. Растворимость водорода, , азота и кислорода в жидком хлоре:
J1- кислород; 2 — азот; з — водород (сплошная линия при —60 °С, пунктирная — при —30 °С).
при реакции серной кислоты с брызгами и туманом электролита, увлекаемыми хлором из электролизеров.
Различные примеси ведут себя по-разному в процессе сжижения газообразного хлора. Такие газовые примеси, как водород, кислород и азот, имеющие очень низкую температуру сжижения, при всех применяемых в промышленности способах Сжижения хлора остаются в виде несжиженных газов. Растворимость их в жидком хлоре невелика, и ею обычно пренебрегают (рис. 6-3).
Наличие инертных газовых примесей в подвергаемом сжижению газообразном хлоре определяет технологию сжижения хлора. Для «жижения чистого хлора достаточно довести его парциальное давление до величины, отвечающей давлению насыщенных паров хлора
WO 80 60 W
Содержание хлора,%
Рис. 6-4. Температура конденсации хлора различного состава при Р=3 ат.
JOO
Содержцние флора^Ъ
Рис. 6-5. Давление начала конденсации хлора различного состава при t = —20 9C
при данной температуре путем понижения температуры, повышения давления или комбинированного действия обоих факторов. Если обеспечить непрерывно отвод тепла, то процесс начавшейся конденсации будет продолжаться при постоянных температуре и давлении до полного сжижения всего газообразного хлора. В условиях стационарных температуры и давления коэффициент сжижения может достигать 100%. В этом случае парциальное давление хлора равно общему давлению газа.
