氯化铵分解制盐酸工艺.docVIP

氯化铵分解 氯化铵分解机制 氯化铵加热后分解出氯化氢和氨两种气体在N2 环境下DSC 测试表明180 ℃吸热峰是氯化铵晶型由NaCl 型转化为CsCl 型吸热峰230 ℃吸热峰是氯化铵热分解没有氯化铵熔化峰显微镜观察分解过程看到氯化铵晶体没有融化只是体积不断缩小说明氯化铵分解前并没有融化。通过热分解反应动力学的研究得出热分解反应是在晶体表面进行反应是一层一层地向内部收缩反应速率仅与表面质点数有关受一维相边界反应机理控制热分解过程由三步完成第一步是表面质点振动能增加过程第二步是表面(氢离子和氯离子) 反应过程第三步NH3 和HCl 从表面脱附过程。 反应活化能E = 84. 67 kJ / mol。在空气环境下DTA 测试表明晶型转化吸热峰温度188 ℃分解吸热峰温度295 ℃(起始196 ℃,终止310 ℃) DTG结果为分解温度292 ℃(起始167 ℃,终止307 ℃) 。直接分离热分解产生的氯化氢和氨这两种气体是难以做到的,温度稍低这两种气体即反应生成氯化铵,从外表上看好象是升华过程。目前，NH4C1分解技术在世界上还没有大规模工业化应用，只有少量专利和文献对分解NH4C1的工艺提出了一些设想并进行了初步探索，Kessler早在1929年就提出将NH4C1气体通过熔融态的NH4HSO分步得到HC1和NH3的方法；还有一些专利对NH4HSO4，(NH4)2SO4和NH4CI共混熔融后分步反应的方法进行了初步实验研究Fuchsman等和张智新均提出利用MgO分解NH4C1的方法；Coenen等提出利用有机胺在有机溶剂中分解NH Cl。这些方法可按照采用反应物的不同分为两类，即硫酸氢铵法和镁氧化物法氢铵法在NH4C中混入酸性物质NH4HSO，加热并控制温度在220270℃，释放出HC气体；继续升温至330以上，NH4)2SO4分解成NH4HSO4和NH3，NH4HSO4循环使用．化学反应式为 NH4HSO4NH4Cl （NH4)2SO4+HCl(g) (1) （NH4)2SO4 NH4HSO4 + NH3 (2) 2、镁氧化物法 采用镁氧化物[MgO，Mg(OH)2和Mg(OH)C]的NH4C1分解工艺有2个主要阶段：蒸氨过程和水解、分解过程．蒸氨过程有N3放出，水解、分解过程有HC放出，它们的化学反应式如下： 蒸氨过程Mg(OH)Cl(s) + NH4Cl(aq) NH3(g) + H2O(l) + MgCl2(aq) Mg(OH)2(s)+2NH4Cl(aq) 2 NH3(g) +2H2O(1)+MgCl2(aq) MgO(s)+ 2NH4Cl(aq) 2 NH3(g) +H2O(1)+ MgCl2 (aq) (2)水解、分解过程 MgCl2·6H2O(s) Mg(OH)Cl(s)+HCl(g) +5H2O(g) Mg(OH)Cl(s) 600℃ MgO(s)+HCl(g) 2 Mg(OH)Cl(s) Aqueoes Mg(OH)2(s)+ MgCl2 (aq) 3、几种工艺路线比较 (1)从最大收率、生产周期、流程复杂度、能耗方面比较评价，氧化镁法是最优工艺路线 (2)硫酸氢铵工艺在理论上是可行的，但转化率很低，工业应用价值不大 (3)氧化镁、氢氧化镁和碱式氯化镁工艺路线在适当的工艺条件下，均可达到90％以上的氨产率(4)氧化镁工艺的蒸氨过程的最佳工艺条件为：MgONH4Cl (摩尔比)0.76：1，H2O：NH4CI(摩尔比)= 83：1，反应温度110℃，反应时间4 h在此条件下，氨产率可达95％用25 %～40 %的氯化铵溶液在2. 5～3 V 的直流电源下进行电解在阳极产生氯气阴极产生氢气这两种气体经干燥压缩冷却得到液氯和液氢电解完成后的电解液经加热于85～100 ℃蒸出氨经冷却气液分离压缩冷却后得到液氨将氯化铵在高于330 ℃低于365 ℃范围内加热分解产生的氨和氯化氢混合气体与熔融的金属锡(或锌) 接触生成氢气和氯化锡(或氯化锌)回收氨气和氢气氯化锡(或氯化锌) 再用电解方法制成金属锡(或锌) 和氯气得到金属锡(或锌) 再与氯化铵反应循环使用。整个过程只消耗氯化铵得到氨气氢气和氯气2HN4Cl + Sn 330～365 ℃NH3 + H2 + SnCl2 2、化学氧化反应制备氯气和氨气 氧化镁-羟基氯化镁法、氧化锰-氯化锰法、氧化铁-氯化铁法等 其具体反应过程见相关论文所述 四、小结 4.1、氯化铵分解制盐酸 采用羟基氯化镁或其水解后的氧化镁与氯化铵作用，制备氨气和氯化氢的技术目前在江西南昌至新化工技术有限公司中试成功（2013年7月），该技术是由以上理论技术的基础上进行了系列改进，具体信息未见报道。 另外采用硫酸