Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
В случае применения дополнительной очистки жидкого хлора от CO2 [27] изменяется состав абгазов и жидкого хлора. При двухступенчатой коэффициентом сжижения 99,8 % и
Рис. 6-8. Растворимость двуокиси углерода в жидком хлоре при различной температуре:
1 — при —60 °С; 2 — при —45 °С; 3 — при —30 °С; 4 - при —15 °С; 5 — при 20 °С.
схеме сжижения с общим коэффициентом сжижения
Таблица 6-4> Состав газов по ступеням
г
H
Газ
ч
¦г
Содержание, %
Gl2
со»
H2
воздух, .і
Абгаз первой ступени сжижения Абгаз второй ступени сжижения
і
98,2
82 82
11 11
0,6
6
10
20 30
0,3
3 2
17 15
F
0,9
9 6
52 ¦ 44 -
1
Примечание. При работе без очистки от двуокиси углерода жидкий хлор после второй ступени содержит 3% CO2.
г
на первой ступени 91,5% получены абгазы, состав которых приведен в табл., 6-4*
21
323
ъ
За счет отдувки двуокиси углерода из жидкого хлора содержание ее в абгазах первой и второй ступеней сжижения существенно возрастает. Снижается концентрация водорода и воздуха в абгазах за счет разбавления их двуокисью углерода.
Треххлористый азот, образующийся в небольшом количестве в электролизерах или на стадии охлаждения хлора в холодильниках смешения при условии содержания в воде аммонийных солей или аминов, обычно конденсируется и практически полностью попадает в жидкий хлор. Как было указано ранее (см. главу 4), при испарении жидкого хлора, загрязненного NGl3, содержание последнего в остатке неиспаренного хлора возрастает. В зависимости от условий испарения коэффициент разделения может составлять от 6 ДО 10.
Растворы треххлористого азота в жидком хлоре концентрацией более 5% взрывоопасны. Если начальное содержание NCl3 в жидком хлоре составляет 0,2%, то содержание 5% NCl3 достигается при объемном испарении тогда, когда остаток неиспаренного хлора будет составлять 1,5—2,0% исходного количества. Поэтому при объемном испарении жидкого хлора, содержащего даже малое количество треххлористого азота, создается опасность взрыва в конце процесса испарения. Обычно стремятся исключить возможность образования NCl3 в хлоре. При наличии в жидком хлоре примеси NCl3 необходимо проводить его полное испарение в проточном испарителе, чтобы исключить возможность накопления треххлористого азота в остатке неиспаренного хлора.
Примеси влаги в хлоре могут усиливать коррозионное разрушение аппаратуры и хранилищ жидкого хлора. Исследование показало, что в равновесной системе H2O—Cl2 содержание влаги-в газовой фазе выпгег чем в жидкой, что приводит к повышению содержания влаги в несжиженном остатке газов в процессе сжижения хлора. В табл. 6-5 приведены данные по растворимости воды в жидком хлоре при различной температуре и значения коэффициента распределения а влаги между жидким хлором и газовой фазой.
При температурах выше 28,7 °С третьей фазой, находящейся в равновесии с жидким хлором и паровой фазой, является жидкая вода, при более низкой температуре — твердый гидрат хлора. При давлении 6 ат и в интервале температур до 28,7 вС твердый гидрат хлора может образоваться в конденсаторах хлора. При полной конденсации хлора максимально допустимая влажность не должна превышать растворимости воды в жидком хлоре при температуре конденсации. В практических условиях, когда 100%-ная конденсация не достигается, некоторое количество влаги уносится с нескон-денсировавшимися газами.
Как видно из табл. 6-5, в широком интервале температур содержание влаги в газовой фазе (абгазах) в 4,1—4,2 раза выше, чем в жидком хлоре [28, 29]. Если содержание влаги в исходном хлоре выше растворимости воды в жидком хлоре при температуре сжижения, то в процессе конденсации хлора, вследствие указанного явле-
- Таблица 6-5. Растворимость воды в жидком хлоре [28]
Температура,
•с
растворимость воды в жидком хлоре
Равновесное содержание воды в газах
Давление водяных паров,v атм•і 0~8
а
Равновесие
^
мол. %
вес. ч./мли
мол. %
50
0,21
530
0,87
123
4,1
G жидкой водой
40
0,16
400
0,65
72,7
4,1
То же
30
0,12
295
0,48
41,8
4,1
»
28,7
0,11
275
0,45
39
*
4,2
G жидкой водой и гидра-
том хлора
28,7
0,094
240
0,40
31
4,2
G гидратом хлора
25
0,098
250
0,41
21
4,2
G жидкой водой
20
0,076
190
0,32
9,85
4,2
G гидратом хлора
10
0,048
120
0,20
4,35
4,2
То же
0
0,029
78
0,12
1,8
4,2
—10
0,017
42
0,070
0,70
4,2
—20
0,0093
23
0,039
—30
0,0050
13
0,021
0,25
4,2
»
—40
0,0025
6
0,011
0,08
4,3
-г
ния, в абгазах возрастает содержание влаги тем в большей мере, чем выше степень сжижения.
Увеличение влажности газовой фазы в процессе сжижения серьезно усложняет технологию сжижения хлора.
При сжижении хлора, высушенного по общепринятому сернокислотному методу, с повышением степени сжижения до 90% и выше точка росы в абгазах сжижения возрастает до —30 °С и выше. Поэтому в конденсаторах наблюдается вымораживание влаги. Помимо нарушения теплопередачи за счет намораживания «ледяной шубы» создаются условия для образования в жидком хлоре отдельной водной фазы, что усиливает коррозионное разрушение аппаратуры [29].
