طرز تهیه اسید کلریدریک ، کلرید هیدروژن و پرکلریک اسید

[Borna66]

تولید کلرید هیدروژن :
کلرید هیدروژن به صورت زیر تولید می شود :
· به عنوان فرآورده جانبی در واکنش کلرید سدیم با اسید سولفوریک (برای ایجاد سولفات سدیم) :



Nacl + H2SO4 ----------> NaHSO4 + HCl

NaHSO4 + NaCl ----------> Na2SO4 + HCl

___________________________________

2NaCl + H2SO4 ----------> Na2SO4 + 2HCl



دی اکسید گوگرد و اکسیژن هوا می توانند به جای اسید سولفوریک مورد استفاده قرار گیرند (روش هارگریوز Hargreaves Process ). در ایالات متحده آمریکا حدود 103 × 50- 40 تن در سال به همین روش تولید می شود ( 1 تا 2٪ کل تولید).

· توسط واکنش مستقیم هیدروژن با کلر :



H2 + Cl2 ----------> 2HCl

این فرآیند ، شدیدا گرمازا است (دمای شعله بیشتر از 2000oC ) و به ویژه هنگامی از آن استفاده می شود که کلرید هیدروژن فوق العاده خالص (اسید کلریدریک) مورد نیاز باشد (مثلا در بخش مواد خوراکی). به کارگیری این شیوه نیازمند سرمایه گذاری قابل ملاحظه بر روی مواد ساختمانی واحد تولیدی خواهد بود (خصوصا قسمت احتراق که ترجیحا از جنس کوارتز یا گرافیت می باشد). وقتی هیدروژن خشک و کلرید به کاربرده شوند ، کوره سنتز و خنک کننده همراه ، می توانند از فولاد ساخته شوند .
در سالهای اخیر ، از طریق فرآیند فوق در ایالات متحده آمریکا 103 × 240- 220 تن کلرید هیدروژن تولید شده است که تقریبا 8٪ کل تولید را به خود اختصاص می دهد.

· به عنوان فرآورده های جنبی در واکنشهای کلردار کردن و تعویض هالوژن و در تولید مواد شیمیایی آلی و معدنی
به عنوان نمونه :
* تولید کلروهیدروکربنهای آلیفاتیک و آروماتیک
* تولید ایزوسیاناتها توسط واکنش آمین ها با فسژن ( Phosgene : فسژن یا کلرور کربونیل، COCl2 : یک گاز سمی جنگی است )
* تولید فلوئوروهیدروکربنها توسط واکنش کلروهیدروکربنها با فلوئورید هیدروژن
* تولید اسید فسفریک و استرهای اسید فسفرو
* تولید سیلیکای با سطح ویژه بالا توسط هیدرولیز شعله ای تترا کلرید سیلسیم


اهمیت اقتصادی کلرید هیدروژن و اسید کلریدریک :
آمار تولید و مصرف کلرید هیدروژن و اسید کلریدیک به دلیل آنکه در بیشتر موارد به صورت مستقیم (مثلا در فرآیند اکسی کلردار کردن) یا غیرمستقیم بازیابی می شوند ، نسبتا نامشخص است . در جدول زیر برآوردی از تولید اسید کلریدریک و کلرید هیدروژن ارائه شده است :






تولید اسید کلریدریک و کلرید هیدروژن (106 × تن در سال ، HCl )



ژاپن
1980
آلمان غربی
(سابق) 1978
اروپای غربی
1978
کانادا
1981
ایالات متحده آمریکا 1985
000/1
880/0
000/2
186/0
حدود 00/3



در ایالات متحده آمریکا اسید کلریدریک تحت عنوان اسید موریاتیک (Muriatic Acid ) با بومه o20 (45/31٪ وزنی HCl ) و بومه o22 (21/35٪ وزنی HCl ) به بازار عرضه می شود. اسید کلریدریک کاربردهای گوناگونی دارد که به برخی از آنها اشاره می شود :
o اسیدشوئی فلزات (103 × 300- 250 تن در سال)
o شستشو با اسید (اسیدکاری) چاه های نفت و گاز (103 × 300- 250 تن در سال)
o خنثی سازی در شیمی معدنی و آلی
o هیدرولیز پروتئینها و کربو هیدراتها
o بازسازی تبادلگرهای یونی که در تصفیه گلوکز و شربت ذرت فرکتوز بالا (HFCS) به کار می روند (103 × 300- 250 تن در سال).
o تولید دی اکسید کلر

ارقام ارائه شده در پرانتز مربوط به مصرف تخمینی ایالات متحده آمریکا می باشد.
به عنوان نمونه ، کلرید هیدروژن در تولید مواد زیر مورد استفاده قرار می گیرد :
* متیل و اتیل کلرید
* اسید کلرو سولفونیک

چونمقدار محصول فرعی کلرید هیدروژن اغلب از حد تقاضا بیشتر است از این رو لازم است تا بخشی از آن به کلر تبدیل گردد. این مسئله ، خصوصا در مواردی ضروری خواهد بود که هیچگونه مورد مصرفی برای آن در محل وجود نداشته باشد. این عمل به دو طریق الکترولیز و روش Deacon اصلاح شده انجام می گیرد. در ایالات متحده آمریکا ، اسید کلریدریک نیز باتزریق به چاههای عمیق دفع می شود.



تولید اسید پرکلریک :
اسید پرکلریک با استفاده از روش Merck تولید می گردد. در این فرآیند ، کلر حل شده در اسید پرکلریک سرد (0oC ) ، به صورت الکتروشیمیایی اکسیده می شود :



Cl2 + 8H2O ----------> 2HClO4 + 7H2

پیلهای دیافراگمی ( با دیافراگم پارچه پلاستیکی ) همراه با آندهای پلاتینی و کاتدهای نقره ای به کار برده می شوند . برای خروج گرمای تولید شده ، از خنک کننده نقره ای استفاده می گردد . ولتاژ پیل 4/4 ولت و بازدهی الکتریکی ، 60٪ است ، بخشی از الکترولیت به طور مداوم خارج می شود و در اثر تغلیظ به اسید پرکلریک 70٪ تبدیل می گردد