漫谈盐酸

一、盐酸史略
　　
　　“三酸“之中盐酸的发现和制备较硫酸和硝酸为晚。虽然早在炼金时代就已发现了氯化氢气体，但这种无色有强烈刺激性的气体并未引起人们的重视。直到
　　
　　15世纪才开始出现有“盐酸”这一名词。
　　
　　1648年德国药剂师J·R格劳伯将食盐和矾油（硫酸）放人蒸馏釜中加热制取硫酸钠，并将逸出的刺激性气体用水吸收得到一种酸性溶液（盐酸）。因为食盐来自海水，格劳伯就将盐酸称之为“海盐精”。这是实验室制备盐酸最古老的方法。因原料价廉易得，装置亦较简单，直到今天在化学教学中讲解氯化氢和盐酸时，仍在来用这种制备方法。此外采用盐卤（主要成分是氯化镁）水解制取盐酸的方法也较古老。反应方程式可表示为：
　　
　　1807年英国著名化学家戴维在研究电解食盐水时，除得到氢氧化钠溶液外，还得到了纯净的氢气和氯气，从而为氯碱工业的诞生打下了理论和实验基础。
　　
　　自19世纪始，格劳伯盐（硫酸钠）曾经风行一时，大量用于制硫化碱（硫化钠）和纯碱，在造纸、玻璃和医药方面应用广泛，需求量很大。但制备硫酸钠熔块同时放出的氯化氢气体并末利用，直接排入大气后，造成严重的空气污染。19世纪中叶英国政府只得通过法令，禁止向大气排放高浓度的氯化氢气体，于是生产工厂采用水吸收的方法来处理，得到了大量的酸性溶液—盐酸。
　　
　　19世纪末，由于大功率直流发电机研制成功，才为工业化发展氯碱工业提供了物质条件。1890年在德国建成第一个制氯工厂，1893年在美国纽约建成第一个采用隔膜法电解食盐水制取烧碱和氯气的工厂。第一次世界大战前后，世界上氯碱工业发展迅速，才满足了纺织、印染、造纸、人造纤维和生产各类有机、无机化学品和军事化学品对烧碱和氯气的需要，以后随着石油化工的蓬勃兴起，对氯的需求量激增，再次推动了氯碱工业发展并形成规模，为了利用大量的副产品氢气，用合成法生产盐酸也就顺埋成章地相应发展起来。
　　
　　合成法生产盐酸原理简单。氢气在纯净的氯气中燃烧即可得到高浓度的氯化氢气体，经水吸收就生成质地纯正的盐酸。本世纪上半叶合成法逐渐成为世界各国生产盐酸的主要方法。
　　
　　本世纪20年代，中国著名化学实业家吴蕴初先生在1921年试制味精成功，1922年他和张崇新合资创办上海天厨味精厂，产品畅销国内及东南亚各国，并远销美国。为解决生产味精的必需原料盐酸，吴蕴初在上海建立了我国第一家氯碱厂，这就是1929年他集资创办的天原电化厂。第二年该厂即投产，主要产品为盐酸、烧碱和漂白粉三种，盐酸用合成法生产。
　　
　　二、合成法制盐酸简要流程
　　
　　合成法制盐酸可分为：氯化氢气体的合成、冷却和干燥及盐酸的生成三个阶段。
　　
　　干燥的氢气和氯气在合成塔中燃烧生成氯化氢气体，纯度可达到95％以上。合成塔外壳用钢质材料制成，内有耐热、耐酸衬里材料和特殊的燃烧器。从合成塔导出的高温氯化氢气体腐蚀性很强，管道常用耐热耐腐蚀的工程塑料制作。近300℃的高温氯化氢气体先经空气冷却器冷却，再经不透性石墨冷却器（由石墨和合成树脂制成，耐酸性强，传热性好）进一步冷却到20～30℃，然后经过二个干燥塔用浓硫酸干燥，再送人吸收塔进行吸收，塔顶自上而下喷淋净水，氯化氢气体逆流而上，塔底可获得浓度约为3l％的浓盐酸。吸收过程放热，生成的浓盐酸要经石墨冷却器冷却后送至贮槽贮存，再用泵打至高位槽进行成品包装。
　　
　　我国生产的合成盐酸浓度大致为31％，其中含铁量0.01％，含砷0.0002％。一般每生产一吨31％的盐酸，消耗氯气为0.310吨，氢气9.8千克，98％的浓硫酸24.8千克。
　　
　　国内亦曾报道过一种合成法生产盐酸的新工艺，合成、冷却、吸收三个工序在一个专门的设备里完成，称“三合一”盐酸合成法。其特点是：设备占地少，操作方便，产品酸浓度可高达40％以上；但设备结构、制造较复杂，维修较困难为其不足之处。
　　
　　随着有机合成工业的飞速发展，综合利用有机化合物在氯化过程中大量产生的氯化氢气体，用来生产副产品盐酸成为大势所趋，其产量增长十分迅速。从50年代开始，在工业发达国家中，副产品盐酸的产量已经超过用合成法生产的盐酸。在制造滴滴涕、氯苯、氯乙烯等有机化工产品过程中就可生产副产品盐酸。既能大大减轻氯化氢气体对设备的腐蚀和环境污染，又使之得到综合利用生产了大量成本低廉的副产品盐酸。在有机合成工业发达的国家，仅副产品盐酸的产量就已超过了工业的需求量，在美国、德国、法国等国还将盐酸分解为氢气和氯气来解决盐酸过剩的矛盾。
　　
　　三、盐酸的性质及用进
　　
　　我国市售的商品浓盐酸含氯化氢31％左右，试剂级浓盐酸则达35％，比重约1.19。纯净浓盐酸为无色液体，工业品常因含有三价铁离子而显黄色。浓盐酸有强挥发性，强腐蚀性，通常用玻璃、陶瓷或搪瓷容器盛装。
　　
　　盐酸是重要的基本化工原料，应用十分广泛。主要因于生产各种氯化物；在湿法治金中提取各种稀有金属；在有机合成、纺织漂染、石油加工、制革造纸、电镀熔焊、金属酸洗中是常用酸；在有机药物生产中，制普鲁卡因、盐酸硫胺、葡萄糖等不可缺少；在制取动物胶、各种染料时也有用武之地；在食品工业中用于制味精和化学酱油；医生还直接让胃酸不足的病人服用极稀的盐酸治疗消化不良；在科学研究、化学实验中它是最若用的化学试剂之一。
　　
　　目前世界上盐酸的主要生产国有美国、德国、法国、日本，按含氯化氢100％计算，产量均都超过500万吨，而且大部分是以副产品盐酸居多，据“中国统计年鉴”材料报道，1990年我国盐酸产量按含氯化氢100％计也已达到了262.3万吨，其中合成法产盐酸119.65万吨，也已低于副产品盐酸了。
　　
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