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氯化氢气体在精制设备中纯化的方法

打印  发布时间:2020-10-17 15:56:30

      氯化氢通常在精制设备中纯化,经压缩和冷却变为液态氯化氢,将其贮存于压力容器内。工业上常用浓硫酸洗涤以除去氯化氢中夹带的水分,在保持过程最佳工况的理想条件下,水分可降至0.01%(体积)以下。用固体CaCl2进行精制时,水分可降至0.01%(体积)以下。工业上较少采用含硅吸附剂(如耐酸沸石)干燥的方法。用沸石可使水分降至0.01%(体积)以下。
       在精制设备中纯化的缺点是需要对精制装置的填料进行周期性再生,以及要处理生成的腐蚀性残渣。
       工业上,精制填料的再生意味着与精制本身相当的或更为困难的操作。即使不考虑再生时强腐蚀物质的存在,由于再生操作导致精制系统在结构上和材料选择上都是很困难的,这一事实也必然在过程的经济上反映出来。上述精制过程的另一缺点是必需精确地遵守预定的操作条件。一旦短时间地提高流量,就会降低精制效果。而短时间地通过湿氯化氢则会引起设备局部污染,并且设备内壁就会成为盐酸蒸汽长期的二次污染源。类似的情况还可能由于精制填料的落入,造成精制设备的污染,从而导致对产品的污染。目前在工业规模上尚未广泛实现的另一可能方法是低温下使水冷凝的方法。其主要困难是氯化氢中的水蒸气在冷却器的自由空间呢,由于水蒸气的瞬间过饱和而生成盐酸气溶胶。该气溶胶被氯化氢气流带出冷却器,并组件蒸发。一般形成的冷却系统对气体流量、它的组成、冷却介质的流量及其温度的变化都是非常敏感的。与其它干燥系统比较,这里的湿氯化氢更易于造成设备的局部污染。

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       工业上,在节接近常压下,实质上有两种从氯化氢中去除杂质气体的方法。一种方法是用水或稀盐酸吸收氯化氢。其废气由于不溶于液相而从设备中排出。得到的浓盐酸于108℃共沸蒸馏而放出弄氯化氢气体。第二种方法也是建立在吸收氯化氢的基础上,而解吸收则用硫酸或盐酸溶液如CaCl2。两种方法都能使氯化氢中氢的含量低于0.1%(体积)。
       所有精制操作都是从欲纯化的气体中除去某些组分。与此同时,特别是在高温及腐蚀介质作用下,也会使纯净的气体中来自设备材质或辅助性材料的组分富集起来,这些物质造成的二次污染具有显著的影响。
       电子工业中生产半导体元件时,使用杂质含量很低的氯化氢气体。特别有害的杂质是水,它在氯化氢中的含量使用要求极其极限值为0.0005%至0.1%(体积)。其次为N2和H2等有害气体,对半导体工业按使用要求的不同,其上限为0.01%至0.1%(体积)。

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