于双波

摘 要：通常情况下，高纯盐酸在离子膜烧碱电解阳极液中对pH进行调节，也能够在树脂塔的再生和医药等高纯产品的生产中使用。高纯盐酸的使用过程对游离氯的含量有非常严格的要求，特别是在离子膜制碱工艺中，如果高纯盐酸的游离氯含量过高，通常超过20 mg/L都会对高纯盐酸的使用造成影响。因此，应当加强对高纯盐酸中游离氯含量的控制。本文对于高纯盐酸使用中游离氯超标的危害进行分析，对其原因进行探究，提出几点有效降低游离氯含量的措施，以供参考。

关键词：高纯盐酸；游离氯含量；危害；控制措施

在精细化工、食品工业以及离子膜烧碱等工业生产的过程中，高纯盐酸被广泛地使用。在高纯盐酸中存在着一定的游离状态的游离氯，对工业生产活动有着较大的影响。在生产的过程中，高纯盐酸游离氯的含量应当控制在一定的范围内，如果出现游离氯超标的情况，就会对螯合树脂产生一定的氧化降解作用，造成树脂强度降低，影响离子交换的能力。同时会造成部分设备的老化，缩减其使用的寿命。因此，应当严格地控制高纯盐酸中的游离氯。

1 高纯盐酸的生产工艺分析

盐酸属于一种无色透明的液体。工业盐酸中含有一定的铁和氯等杂质所以呈现黄色。在工业盐酸生产的过程中，主要采取的是燃烧法，氯气和氢气在合成炉进行燃烧，生成相应的氯化氢气体，该气体在水中进行融合之后形成氯化氢水溶液，就是成品盐酸。在生产的过程中会产生大量的反应热和溶解热，冷却水能够很好地解决。在盐酸生产的过程中，为了能够促使氯气能够充分燃烧，减少成品盐酸中的游离氯的含量，在合成炉燃烧之前，需要对氯氢的比例进行控制。一般来说，正常的燃烧，火焰的颜色是青白色，通过对火焰进行观察，对氯气的流量进行判断和调节。如果出现火焰发红或者发黄的情况，说明氯气过量：如果火焰的颜色发白，并且伴有烟雾，说明氢气过量。普通的工业盐酸采用的是普通工业用水，对合成炉的要求较低，成品盐酸的杂质含量要求不高。高纯盐酸和普通工业盐酸生产的原理相同，但是高纯盐酸使用的是石墨炉合成炉，吸收水采用的是纯水。在高纯盐酸生产的过程中，采取二合一石墨合成炉，氢气和氯气经过阻火器后，按照一定的比例进入石墨合成炉内，在石英灯头上进行充分的燃烧，生成的氯化氢气体经过冷却之后导出，之后经过两级降膜吸收塔和尾气塔之后形成盐酸。尾气经过水流喷射器抽入到水封罐之后放空，成品盐酸在吸收塔的底部进入到盐酸储罐。在这样的生产工艺中，除了氯气和氢气中带来微量的杂质之外，可以避免其他的杂质进入到成品盐酸中。在高纯盐酸生产的过程中，游离氯是最难控制的指标，游离氯是氯气和氢气的配合比例不当造成的，燃烧不完全的氯气以游离状态在盐酸中存在。

2 高纯盐酸中游离氯超标的危害分析

在离子膜法烧碱工艺生产中，高纯盐酸是生产的产品，同时也是重要的辅助原料，主要在电解槽陽极液和脱硝淡盐水中进行pH调节，有利于树脂塔酸的再生，并且对脱盐水反渗透膜组件进行酸洗等。高纯盐酸中的游离氯具有非常强的氧化性，并且对电解环节中的螯合树脂、脱硝CIM膜管以及反渗透膜管产生影响。同时从安全的方面来说，如果游离氯抄表会造成炉压升高，尾气塔排放的尾气不符合标准，带来一定的安全隐患。为了降低高纯盐酸中的游离氯，一些企业采用加入Na2SO3的措施，但是在酸性的条件下，Na2S03还原性较弱，会造成电解槽的加酸管道堵塞导致酸流量不稳定，并且很难对其化学副反应进行控制。因此，在高纯盐酸的游离氯控制的过程中，需要从源头开展，对其进行有效的控制，避免游离氯出现超标的情况。

3 高纯盐酸游离氯超标的原因分析

3.1氯氢流量和比例的方面因素

在高纯盐酸生产的过程中，由于氯氢流量的不稳定，并且氯氢的比例难以控制，造成氯气的流量较大，导致游离氯超标。系统操作的过程中，运行电流在不断升高，并且氢气的纯度也在上升，体积分数在短时间内达到99%以上，氯气的纯度提升较慢。为了能够对氯气系统的压力进行平衡，需要尽快开始点火生产活动，氯气的体积分数达到一定标准时，就能够达到点火的指标。由于此时氯气的纯度不高，压力不够稳定，并且火焰的颜色变化较大，氯氢比例不容易控制，导致游离氯短时间内超标比较严重，随着系统生产趋向稳定，合成炉的生产也渐渐稳定。同时，在系统正常运行的过程中，由于操作人员缺乏责任心，不能够及时进行调节，缺少一定的工作经验，判断不准确，分析出现一定的误差，操作过程中出现失误，导致氯气过量，在点火之后的一段时间内，高纯盐酸中游离氯的含量较高。

3.2生产过程中，系统的压力不稳定，调节不及时，造成游离氯瞬间偏高

在电解的过程中，升降电流会造成氯气和氢气的系统出现压力波动；其他消耗氯气的工序流量的调整对氯气系统压力产生影响；氯气和氢气压缩机的运行出现波动，导致氯气和氢气系统初心大幅度的压力波动。系统压力波动，会导致进炉原料的气流量产生波动，最终导致游离氯出现瞬间偏高的情况。

3.3石英灯头以及安装方面的原因

在石英灯头安装的过程中，垂直缺少精确度，或者石英灯头出现破损都会造成游离氯的含量出现偏高的情况。合成炉的灯头通常采用的是内外夹层套式石英灯头，在内层中进入氯气，夹层中进入氢气，如果安装中垂直度不精确，内外夹层不够均匀，很容易造成氯气和氢气流量不均匀，燃烧得不完全，造成高纯盐酸中出现游离氯偏高的情况。

3.4原材料方面的因素

在高纯盐酸生产的过程中，氯气和氢气原料的不合格，会造成游离氯超标的情况。在氯气处理的过程中，处理不彻底，并且在系统中存在微量的酸泥，在运行一段时间之后，酸泥很容易在弯头、三通以及阀门等位置进行积累，造成流量计出现失灵的情况，氯气的进炉量难以准确地控制，操作不能够正常地运行，导致游离氯出现超标的情况。同时，氢气处理不干净，夹带有碱雾和水蒸气，长期运行会造成氢气管路以及管件的堵塞，导致氢气流量不稳定。氢气中含有水分，造成火焰燃烧的过程中存在细微的爆炸，对火焰的观察产生干扰，很容易造成灯头的损坏，造成被动停炉的情况。

3.5水冲泵的抽力不稳

在高纯盐酸生产的过程中，水力喷射泵对负压进行抽取，要去炉体内的负压在一定的范围内稳定工作，如果喷射泵系统出现泄漏或者水冲泵出现故障，造成抽力不稳，炉内的负压出现波动，导致氯氢流量不稳定，燃烧不均匀，游离氯出现超标的情况。

4 高纯盐酸中游离氯含量控制的有效措施

4.1促进工艺的改进，加强氢气、氯气的压力波动控制

加强游离氯含量的控制。电解槽升降负荷或者其他使用氢气氯气的环节进行用气量调整时，中控室需要和氯化氢气体合成单位进行密切的配合，缓慢地对负荷进行升降，同时需要对氢气和氯气的回流进行调整，保证其压力的稳定。对于氢气管道中的积水，特别是在冬季时，需要及时采取措施排出，避免由于结冰现象对氢气的压力造成影响。液氯贮槽进行排压的过程中，需要对泄压阀门进行控制，避免由于压力的波动造成合成炉氯气过量。如果合成工序中，氯气缓冲罐中的氯气出现不足时，可以从尾氯分配台进行间接的补充，避免从氯气的处理工序直接补充到缓冲罐，避免由于补充氯气的原因造成压力的波动，保证氯气压力控制在稳定的范围内。

4.2加强氯气和氢气纯度的控制

通过相应的技术改造，对系统开车和合成炉点火这个阶段产生的部分不合格的盐酸引入到相应的废酸罐内，经过相应的检测分析之后，把合格的盐酸输入到盐酸储罐内，可以用于系统自用和销售。

4.3加强氯气和氢气配比的控制

在氯气和氢气配比的过程中，需要保证氢气流量和氯气流量的比控制在（1.05～1.10）：1的范围内容，并且在DCS上将合成炉的氯气和氢气流量进行连锁组态，实现流量的自动配比。加强员工的岗位培训工作，根据合成炉内炉压、火焰的颜色对氯氢配比进行合理的控制。

4.4加强设备的安装，促进分析误差的降低

在石英灯头安装的过程中，保证灯头的完善，加强垂直精确率的控制，避免出现氯气和氢气的流量波动和燃烧不充分的情况，对游离氯含量进行控制。安装相应的在线监测装置，促进在线监测和化验分析有效集合，对游离氯的指标变化进行了解，并且及时采取措施。

5 结语

在高纯盐酸生产的过程中，需要对游离氯的含量进行控制，保证在合格的范围之内，在促进高纯盐酸等级提高的同时，加强生产过程的安全工作，避免由于游离氯的影响对螯合树脂、膜组件等关键设备造成损害，保证系统的安全稳定。因此，加强对游离氯过量的原因分析，从人员、材料、工艺以及设备等幾个方面入手，对游离氯的控制措施进行探究，保证高纯盐酸的质量。

[参考文献]

[1]朱伯麟，姜锦，张可为，等.高纯盐酸中游离氯含量控制措施[J].氯碱工业，2014 （3）：27-28.

[2]谷豪.高纯盐酸生产过程中存在的问题及解决方法[J].化工管理，2017（26）：60.

[3]王青华.高纯盐酸生产过程中存在的问题及解决[J].西部皮革，2015（18）：44.