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氯气

CL2 常温常压下为黄绿色气体,经压缩可液化为金黄色液态氯,是氯碱工业的主要产品,用作为强氧化剂与氯化剂。氯中含 5%(体积)以上氢气时有爆炸危险。氯能与有机物和无机物进行取代或加成反应生成多种氯化物。氯在早期作为造纸、纺织工业的漂白剂。在第一次世界大战期间,氯作为化学武器大量生产。战后氯产品作为民用产品,可将苯氯化再水解制苯酚,广泛用来消毒和杀菌。第二次世界大战后,由于聚氯乙烯以及氯化烷烃等有机氯溶剂的生产,氯主要用作生产有机化合物的原料,而作为无机氯化物如盐酸、漂白粉等原料的比例逐渐减少。80年代,有机化合物的用氯量已占耗氯总量的60%~70%。

氯气生产

工业上氯气主要由电解食盐水溶液制得(见氯碱生产过程);此外,氯气也由盐酸回收取得,例如:气态氯化氢的催化氧化;用二氧化硫直接氧化氯化氢;盐酸水溶液的电解等。极少量的氯气是钠、钙、镁的熔融氯化物电解的副产品。

氯气液化

氯气通常可直接利用,但为了制取纯净的氯气,并考虑贮运的方便,而把一部分氯气进行液化制成液氯,用钢瓶或槽车运往用户。生产中,将从电解槽出来的热氯气(其中含有少量氢、氧和二氧化碳等杂质),用冷水洗涤或在换热器内冷凝脱水,再用硫酸干燥(必要时可以液氯洗涤以除去水分和杂质),然后送去液化。因湿氯对铁有腐蚀作用,液化前氯中水分应低于50ppm。

氯气液化的温度和压力范围很大,工业生产上分为低压法、中压法和高压法。低压法在氯气为0.078~0.147MPa(表压),冷却温度为-35~-40℃下进行液化。中压法在氯气为0.245~0.49MPa,冷却温度为-15~-20℃下进行液化。高压法的氯气为0.98~1.17MPa,用15~25℃水冷却即可液化。高压法比低压法能耗低,循环水用量少,但设备费用较高,适于大规模生产使用,中、小型氯碱厂多采用中压法。液化率由氯中含氢量来决定。液化尾气中含氢不得超过4%(体积)。尾气含60%~70%的氯气可作为合成盐酸、氯苯、次氯酸盐的原料气,也可经过深度净化精制,使液化率达到98%~99%。

安全

液氯在生产和贮运中易发生下列问题:

(1)液化尾气中氯气、氢气与空气的混合气爆炸;

(2)包装容器中残存有机物杂质与氯气反应爆炸;

(3)水和食盐水溶液中铵盐带入液化系统,会使液氯中三氯化氮积累而引起爆炸。当液氯蒸发用完后,所用容器均须用水和碱水冲洗,以除去被三氯化氮污染的液氯后,方能修理和使用。氯是剧毒物,生产中对受压容器等设备应严格要求,防止氯气泄漏。空气中氯气允许浓度不大于1ppm。