舍勒發現氯氣是在1774年,當(dang)時他正在研(yan)究軟錳礦(二氧化錳),當(dang)他使(shi)軟錳礦與濃鹽(yan)酸混(hun)合并加熱時,產生了一(yi)種(zhong)(zhong)黃綠色的(de)氣體(ti),這(zhe)種(zhong)(zhong)氣體(ti)的(de)強烈的(de)刺激性氣味(wei)使(shi)舍勒感到極(ji)為(wei)難受,但是當(dang)他確信自己制(zhi)得了一(yi)種(zhong)(zhong)新氣體(ti)后,他又感到一(yi)種(zhong)(zhong)由(you)衷的(de)快樂。
舍勒制備出氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)以(yi)(yi)后(hou),把(ba)它(ta)溶(rong)解(jie)在水里,發(fa)(fa)現這(zhe)種水溶(rong)液對(dui)紙張、蔬菜和花都具有永久(jiu)性的(de)漂白作用;他(ta)還(huan)發(fa)(fa)現氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)能與金(jin)屬(shu)或金(jin)屬(shu)氧化物發(fa)(fa)生(sheng)化學反(fan)應。從1774年舍勒發(fa)(fa)現氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)以(yi)(yi)后(hou),到(dao)(dao)1810年,許多科學家先后(hou)對(dui)這(zhe)種氣(qi)(qi)體的(de)性質進行了研究。這(zhe)期間(jian),氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)一直(zhi)被當作一種化合物。直(zhi)到(dao)(dao)1810年,戴維經(jing)過大(da)量(liang)實驗研究,才確認這(zhe)種氣(qi)(qi)體是由(you)一種化學元素(su)組成的(de)物質。他(ta)將這(zhe)種元素(su)命名為chlorine,這(zhe)個(ge)名稱來自希臘(la)文(wen),有“綠色(se)的(de)”意思。我(wo)國早年的(de)譯(yi)文(wen)將其譯(yi)作“綠氣(qi)(qi)”,后(hou)改為氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)。
氯氣(qi)(qi)的生(sheng)產方法經(jing)歷了(le)漫長的發展過(guo)程(cheng)。1774年瑞典化(hua)學(xue)家舍勒用軟錳礦(含有二氧(yang)化(hua)錳)和濃鹽酸作用,首先制得(de)了(le)氯氣(qi)(qi),其反應(ying)方程(cheng)式為:
4HCl(濃)+MnO?=加熱=MnCl?+2H?O+Cl?↑
然而,由于當時(shi)還不(bu)能夠大量制得鹽酸(suan)(suan),故這種方(fang)法(fa)只限于實驗室內制取氯(lv)氣。后來法(fa)國化學家貝(bei)托雷(lei)把氯(lv)化鈉、軟錳(meng)礦和濃硫酸(suan)(suan)的(de)混合物裝入鉛蒸餾(liu)器中,經過加熱制得了(le)氯(lv)氣,其反(fan)應(ying)方(fang)程式(shi)為:
2NaCl+3H?SO?(濃)+MnO?=加(jia)熱(re)=2NaHSO?+MnSO?+2H?O+Cl?↑
因為此法原料易(yi)得,所以,自1774年舍勒制得氯氣到1836年止,人們一直沿用貝托雷發明的方(fang)法來生產氯氣。
1836年(nian)古(gu)(gu)薩(sa)格發明(ming)(ming)了一種焦化(hua)塔,用(yong)來吸收路布(bu)藍法(fa)生產(chan)(chan)純堿(Na?CO?)的(de)(de)過(guo)程中排(pai)出(chu)的(de)(de)氯(lv)化(hua)氫氣體(ti)(以(yi)前(qian)這(zhe)種含氯(lv)化(hua)氫的(de)(de)氣體(ti)被認為是(shi)一種廢氣,從古(gu)(gu)薩(sa)格開始,才得到了充分利用(yong))得到鹽酸(suan),從此鹽酸(suan)才成為一種比較便宜的(de)(de)酸(suan),可以(yi)廣為利用(yong).舍勒(le)發明(ming)(ming)的(de)(de)生產(chan)(chan)氯(lv)氣的(de)(de)方法(fa),經過(guo)改進,到此時才成為大(da)規模生產(chan)(chan)氯(lv)氣的(de)(de)方法(fa)。
1868年狄(di)肯和洪特(te)發明(ming)了用(yong)氯化銅作(zuo)催化劑,在加熱時,用(yong)空氣(qi)中的氧(yang)(yang)氣(qi)來氧(yang)(yang)化氯化氫氣(qi)體制取氯氣(qi)的方法(fa),其(qi)反應方程式為:
4HCl+O?=2H?O+2Cl?↑
這種方法被稱為狄肯法。(又(you)譯為地(di)康法)
上(shang)面這(zhe)些(xie)生(sheng)產氯(lv)氣(qi)的(de)(de)方(fang)法,雖然在(zai)歷(li)史(shi)上(shang)都(dou)起過(guo)一定(ding)的(de)(de)作(zuo)用,但是(shi)它們與電解(jie)法生(sheng)產氯(lv)氣(qi)相比,無論從經濟效益還(huan)是(shi)從生(sheng)產規模上(shang),都(dou)大為遜(xun)色.當電解(jie)法在(zai)生(sheng)產上(shang)付諸實用時,上(shang)述生(sheng)產氯(lv)氣(qi)的(de)(de)方(fang)法就逐漸被淘汰了。
電解(jie)法(fa)的(de)誕(dan)生(sheng)要追溯到(dao)1833年(nian)。法(fa)拉第經過一系列的(de)實驗,發現(xian)當把(ba)電流作用(yong)在氯(lv)化(hua)鈉的(de)水溶液時,能夠獲得(de)氯(lv)氣,其(qi)反應方程式(shi)為:
2NaCl+2H?O==2NaOH+H?↑+Cl?↑
后來,英國科學家瓦特(te)也發(fa)(fa)現了(le)(le)(le)這種(zhong)方法(fa)(fa)(fa),并(bing)在(zai)1851年獲得了(le)(le)(le)一份關于生(sheng)產氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)英國專利。但是(shi)由于當時沒有(you)實(shi)用(yong)的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)發(fa)(fa)電(dian)機以(yi)產生(sheng)足夠的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)(liu),所(suo)以(yi)電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)也只能停留在(zai)實(shi)驗室規(gui)模,不(bu)能付諸工(gong)業生(sheng)產,而被束之高閣(ge)。一直(zhi)到十九世紀(ji)七十至八十年代,出(chu)現了(le)(le)(le)比(bi)較(jiao)好的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)(liu)發(fa)(fa)電(dian)機,電(dian)解(jie)法(fa)(fa)(fa)才得到廣(guang)泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)。從此(ci),氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)工(gong)業生(sheng)產跨入了(le)(le)(le)一個(ge)新(xin)紀(ji)元。然而當時電(dian)解(jie)制取氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi)所(suo)使用(yong)的(de)(de)(de)電(dian)極(ji)為(wei)汞(gong)(gong),致(zhi)使電(dian)解(jie)得到的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)(qi)(qi)中混(hun)有(you)相當多的(de)(de)(de)汞(gong)(gong)蒸氣(qi)(qi)(qi)(qi)。這種(zhong)“汞(gong)(gong)法(fa)(fa)(fa)制氯(lv)(lv)(lv)”對環境危害(hai)很大,所(suo)以(yi)新(xin)的(de)(de)(de)“離子(zi)交換膜法(fa)(fa)(fa)”制取氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi),更環保,更節能。(汞(gong)(gong)法(fa)(fa)(fa)制氯(lv)(lv)(lv)是(shi)制取氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)主流(liu)(liu)方法(fa)(fa)(fa),如2010年中國有(you)46%的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi),2000年西歐50.1%的(de)(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)(qi)都為(wei)此(ci)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產的(de)(de)(de))。
物質結構
原子(zi)結構:氯原子(zi)最外層有7個電(dian)子(zi),反應中易得到1個電(dian)子(zi)或共用(yong)一個電(dian)子(zi)對達到穩定(ding)結構(共價鍵)。
分子(zi)(zi)結構(gou):氯分子(zi)(zi)為雙原子(zi)(zi)分子(zi)(zi),分子(zi)(zi)式Cl?。
狀態
常溫(wen)常壓下為(wei)有強(qiang)烈刺激性氣味的黃綠色的氣體。
密度
氯氣密(mi)度是(shi)空氣密(mi)度的2.5倍,標況(kuang)下(xia)ρ=3.21kg/m3。
易液化
熔(rong)沸點(dian)較(jiao)低,常溫常壓(ya)(ya)下,熔(rong)點(dian)為-101.00℃,沸點(dian)-34.05℃,常溫下把氯(lv)氣(qi)加壓(ya)(ya)至600~700kPa或(huo)在常壓(ya)(ya)下冷(leng)卻到-34℃都可以使其(qi)變成液氯(lv),液氯(lv)是一種(zhong)油狀(zhuang)的液體,其(qi)與氯(lv)氣(qi)物理性質不(bu)同,但(dan)化(hua)學(xue)性質基本(ben)相(xiang)同。
溶解性
可(ke)溶(rong)于水,易溶(rong)于有機(ji)溶(rong)劑(例如:四(si)氯化碳)難溶(rong)于飽和食鹽水。1體積(ji)水在常溫下可(ke)溶(rong)解2體積(ji)氯氣(qi),形成黃綠色氯水,密度(du)為 3.170g/L,比空氣(qi)密度(du)大。
自然分布
自(zi)然(ran)界中(zhong)游離狀態的氯存在于大氣(qi)層中(zhong),不過此時(shi)的氯氣(qi)受紫外線經(jing)常(chang)會分解成兩個氯原子(zi)(自(zi)由基)。是破壞臭氧(yang)層的主要單質之(zhi)一。
助燃性
氯氣(qi)(qi)支持燃燒(shao),許多物質(zhi)(zhi)都可在氯氣(qi)(qi)中燃燒(shao)(除(chu)少數物質(zhi)(zhi)如碳(tan)單質(zhi)(zhi)等)。
與金屬反應
1、與鈉的(de)反(fan)應(ying):2Na+Cl2=2NaCl
現象:鈉在氯氣里劇(ju)烈燃燒,產生大量的白煙(yan),放熱(re)。
2、與銅(tong)的反(fan)應(ying):Cu+Cl2=CuCl2
現象:紅熱的銅絲在氯氣(qi)里劇烈燃燒,瓶里充滿棕黃色(se)的煙,加少量(liang)水后(hou),溶液(ye)呈藍(lan)綠色(se)(綠色(se)較明顯),加足量(liang)水后(hou),溶液(ye)完全顯藍(lan)色(se)。
3、與鐵的反應:2Fe+3Cl2=2FeCl3
現象;鐵(tie)絲(si)在氯氣里劇烈燃燒,瓶里充滿棕紅色煙,加少(shao)量水后,溶液呈黃色。
4、與鎂的反(fan)應:Mg+Cl2=MgCl2
現象;非常劇烈的燃燒(shao),生(sheng)成白色(se)的煙(yan)。
注:氯(lv)氣(qi)具(ju)有強氧化性,加熱下可(ke)以(yi)與所(suo)有金屬(shu)(shu)反應,如金、鉑在熱氯(lv)氣(qi)中燃燒(shao),而與Fe、Cu等變價金屬(shu)(shu)反應則生(sheng)成(cheng)高價金屬(shu)(shu)氯(lv)化物(wu)。
常溫下(xia),干燥氯(lv)氣或液氯(lv)不與(yu)鐵反應,只(zhi)能在加熱(re)情(qing)況下(xia)反應,所以可用鋼瓶儲存氯(lv)氣(液氯(lv))。
與非金屬反應
1、與氫氣的反(fan)應:H?+Cl?=點燃=2HCl
現象:H?在Cl?中安靜地燃燒,發出蒼白色火焰,瓶口處出現白霧。
H?+Cl?=光照(zhao)=2HCl
現(xian)象(xiang):H?在Cl?中(zhong)安(an)靜地(di)燃(ran)燒,發(fa)出蒼(cang)白(bai)色火焰(yan),瓶口處出現(xian)白(bai)霧。
注:將(jiang)點(dian)燃的(de)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)放入氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)中,氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)只在(zai)管(guan)口與(yu)(yu)(yu)少量(liang)(liang)的(de)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)接觸,產生少量(liang)(liang)的(de)熱(re);點(dian)燃氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)與(yu)(yu)(yu)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)的(de)混合氣(qi)(qi)(qi)體時,大量(liang)(liang)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)與(yu)(yu)(yu)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)接觸,迅速(su)化合放出(chu)大量(liang)(liang)熱(re),使氣(qi)(qi)(qi)體急劇(ju)膨脹而(er)發生爆炸(zha)。工業上制鹽酸使氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)中燃燒。氫(qing)(qing)氣(qi)(qi)(qi)在(zai)氯(lv)(lv)氣(qi)(qi)(qi)中爆炸(zha)極限是9.8%~52.8%。
2、與(yu)磷的反應:2P+3Cl?(少量)=點燃(ran)=2PCl?
2P+5Cl?(過量)=點燃=2PCl5
現象:產生白(bai)色煙(yan)霧
3、與硫的反應:2S+Cl?=點(dian)燃=S?Cl?
注:在(zai)一定條(tiao)件(jian)下,氯氣還(huan)可與(yu)S、Si等(deng)非金屬直接化合。
4、與水(shui)反應(ying):Cl?+H?O=HCl+HClO(可逆反應(ying))
現象:水變黃綠(lv)色,氣(qi)泡(pao)在水里又(you)冒出來,有刺激性氣(qi)味。
注:在該反(fan)應(ying)中(zhong),氧(yang)化(hua)劑是Cl?,還原劑也是Cl?,本反(fan)應(ying)是歧化(hua)反(fan)應(ying)。氯(lv)氣遇水會產生(sheng)次(ci)氯(lv)酸(suan),次(ci)氯(lv)酸(suan)具有凈化(hua)(漂白)作用(yong),用(yong)于(yu)消毒——溶于(yu)水生(sheng)成的HClO具有強氧(yang)化(hua)性(xing)。
5、與(yu)二氧化硫和水(shui)反(fan)應:SO?+Cl?+2H?O=H?SO?+2HCl
6、與堿(jian)溶液反應(ying):Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl?+Ca(ClO)2+2H2O
注:上述兩(liang)反(fan)應(ying)中,Cl?作氧化(hua)劑和還(huan)原劑,是歧(qi)化(hua)反(fan)應(ying)。
7、與鹽溶液反應(ying):Cl2+2FeCl2=2FeCl3
Cl2+Na2S=2NaCl+S
Cl2+2I-=2Cl-+I2↓
Cl2+2Br-=2Cl-+Br2↓
注:中(zhong)學階(jie)段(duan)用來證明氯氣非(fei)金屬性和氧化(hua)性比(bi)硫(liu)強。
8、與二硫化(hua)碳反應:CS2+3Cl2→CCl4+S2Cl2
注:反應(ying)條件為90℃到100℃。
9、與甲烷的反應:CH?+Cl?—光照→CH?Cl+HCl
CHCl?+Cl?—光(guang)照(zhao)→CCl?+HCl
現象:黃綠色氣體(ti)消失(shi),容(rong)(rong)器內壁出現液珠,容(rong)(rong)器內壓強下降。氯氣與甲烷反應(ying)時,四個反應(ying)同時進行。
10、與乙烯的反(fan)應:CH?=CH?+Cl?→CH?ClCH?Cl(1,2-二(er)氯乙烷)(加成反(fan)應)
11、與苯的反應:CH?=CH?+Cl?→CH?ClCH?Cl(1,2-二氯乙烷)
注:該取代反應在氯(lv)化(hua)鐵的催化(hua)下才(cai)能(neng)發生。
C6H6+Cl2→FeCl3→C6H5Cl+HCl
注:該加(jia)成反(fan)應在紫外(wai)線照射(she)(無鐵)的條件下(xia)才(cai)能發生(sheng)。
CAS號:7782-50-5
MDL號(hao):MFCD00010934
EINECS號:231-959-5
RTECS號:FO2100000
BRN號(hao):3902968
PubChem號(hao):暫(zan)無
1、摩爾折射率:11.74
2、摩爾體積(cm3/mol):51.3
3、等(deng)張比容(90.2K):109.0
4、表面(mian)張(zhang)力(dyne/cm):20.4
5、介電常數(shu):無可(ke)用的
6、極化率(10-24cm3):4.65
7、單一同位素(su)質量:69.937705Da
8、標稱質量:70Da
9、平均質(zhi)量:70.906Da
1.疏水參數計(ji)算參考值(zhi)(XlogP):1.6
2.氫鍵供體數量:0
3.氫鍵受體數(shu)量:0
4.可旋(xuan)轉化學(xue)鍵數量:0
5.互(hu)變異(yi)構(gou)體數(shu)量(liang):無(wu)
6.拓(tuo)撲分子極性表面積0
7.重原(yuan)子數(shu)量:2
8.表面電(dian)荷(he):0
9.復雜度:0
10.同位素原子(zi)數量:0
11.確(que)定(ding)原子立(li)構中心數量:0
12.不(bu)確定原子立(li)構中(zhong)心數量:0
13.確定(ding)化學鍵立構中心(xin)數(shu)量:0
14.不確定化學鍵立構中心數量(liang):0
15.共價鍵單元數量:1
危險運輸編碼(ma):UN 1017 2.3
危險品標(biao)志:有毒(du)危害環境
安全標識:S9S45S61
危險標識:R23R50R36/37/38
1、工業生產中(zhong)用(yong)直流電(dian)電(dian)解(jie)飽(bao)和(he)食(shi)鹽水法來(lai)制取(qu)氯氣:
2NaCl+2H?O=通電=H?↑+Cl?↑+2NaOH
氯堿工(gong)業始于20世(shi)紀20年代,氯氣的生(sheng)產(chan)主(zhu)要(yao)是采(cai)用電解鹵水(飽(bao)和食鹽水)。
精制的(de)飽和食(shi)鹽(yan)水注(zhu)入(ru)電(dian)(dian)解(jie)槽后(hou),在直流(liu)電(dian)(dian)的(de)作用下進(jin)行電(dian)(dian)解(jie),其電(dian)(dian)極反應如下:
陽(yang)極反應:2Cl--2e→Cl2↑
陰極反(fan)應:2H2O+2e→H2↑+2OH-
總(zong)反(fan)應: 2NaCl+ 2H2O → 2NaOH+ Cl2↑+ H2↑
通過電解槽出來(lai)的氯氣中(zhong)含有(you)許多雜質(zhi),如(ru)氫氣、水(shui)蒸(zheng)氣、三氯化(hua)氮(dan)等,必(bi)須進(jin)(jin)行消除雜質(zhi)或進(jin)(jin)行干燥處(chu)理。
2、其它(ta)冶金(jin)工業(ye)的副產品,如冶鎂:MgCl2(熔融(rong))=電解= Mg + Cl2 ↑
煉(lian)鈉:2NaCl(熔融)=電解= 2Na + Cl2 ↑
實驗室通(tong)常用(yong)氧化濃鹽酸的(de)方法來制取氯氣:
常(chang)見的氧化劑有:MnO?、KMnO?、Ca(ClO)?、Co2O3
發生的(de)反應分別是:
4HCl(濃)+MnO?=加熱(re)=MnCl?+Cl?↑+2H?O
16HCl+2KMnO?=2KCl+2MnCl?+8H?O+5Cl?↑
(這(zhe)兩個反(fan)應用的(de)鹽酸(suan)比較稀的(de)話,反(fan)應將不(bu)再進(jin)行,沒(mei)有鹽酸(suan)可(ke)(ke)用一種非(fei)還(huan)原性酸(suan)和(he)氯化鈉的(de)混合物代替(ti),也可(ke)(ke)產(chan)生氯氣。)
4HCl+Ca(ClO)?=CaCl?+2H?O+2Cl?↑(此反應(ying)(ying)需要的鹽(yan)酸很稀,1mol/L便(bian)可以劇烈反應(ying)(ying)。)
2H++ClO-+Cl-=H2O+Cl2↑
【只要能電(dian)離(li)(li)出H+的(de)(de)酸(suan)即(ji)可(ke)參加并且(qie)發(fa)(fa)生(sheng)此歸中反應(ying)(ying);如:草(cao)酸(suan)。但由于參加反應(ying)(ying)的(de)(de)酸(suan)電(dian)離(li)(li)出的(de)(de)H+能力的(de)(de)不同,反應(ying)(ying)的(de)(de)速率(lv)也(ye)會不同。如果此酸(suan)為有(you)機酸(suan),且(qie)易揮發(fa)(fa),那(nei)么(me)要注意不能在強光照的(de)(de)照射下反應(ying)(ying),不然氯(lv)(lv)氣(qi)可(ke)能會和(he)揮發(fa)(fa)出來的(de)(de)有(you)機酸(suan)發(fa)(fa)生(sheng)取(qu)代反應(ying)(ying)發(fa)(fa)生(sheng)爆炸或生(sheng)成有(you)毒物質,如:冰醋(cu)酸(suan)會和(he)氯(lv)(lv)氣(qi)發(fa)(fa)生(sheng)取(qu)代反應(ying)(ying)生(sheng)成氯(lv)(lv)醋(cu)酸(suan)(劇毒固(gu)(gu)體(ti))、二氯(lv)(lv)醋(cu)酸(suan)(固(gu)(gu)體(ti))、三氯(lv)(lv)醋(cu)酸(suan)(固(gu)(gu)體(ti))】
如(ru)不用濃鹽酸,亦可用NaCl(固體)跟濃硫酸來代替。如(ru):
2NaCl+3H?SO?(濃)+MnO?=加熱=2NaHSO?+MnSO?+2H?O+Cl?↑
總之,實驗室(shi)制氯(lv)(lv)氣的辦法都圍繞著一個核心(xin):氯(lv)(lv)離(li)子+氧(yang)(yang)化劑+酸性(xing)環境(jing),氧(yang)(yang)化劑的氧(yang)(yang)化性(xing)不強(qiang)的話還需(xu)不同程度加(jia)熱(re)。
收(shou)集方法(fa):用向上排空氣法(fa)或者(zhe)排飽和食鹽(yan)水法(fa)
凈化方法:用飽(bao)和食(shi)鹽(yan)水除去(qu)HCl氣(qi)體,用濃硫酸除去(qu)水蒸(zheng)氣(qi)。
尾氣(qi)吸收:用強堿溶液(ye)(如(ru)NaOH溶液(ye))吸收。
驗滿方法(fa):⑴ 將濕潤的(de)淀粉-KI試紙靠近盛Cl2瓶口,觀察到(dao)試紙立即變(bian)藍,則證明已集滿。
⑵ 將濕潤(run)的藍色(se)石蕊試紙靠近(jin)盛Cl2瓶口(kou),觀察到試紙先變紅后褪色(se),則(ze)證明已集滿。
⑶ 實驗室制備氯氣(qi)時,常(chang)(chang)常(chang)(chang)根據(ju)氯氣(qi)的顏色判斷是(shi)否(fou)收集滿。
注(zhu)意:切勿被(bei)網絡上的無(wu)知言論欺騙,氯(lv)酸鹽絕對(dui)不能用來制備氯(lv)氣(qi),因(yin)為會生(sheng)成大量難以分離且(qie)易爆炸的ClO2。
據統計,20世(shi)紀90年代初(chu)期化學工業營業額的半數(shu)以(yi)上與氯(lv)有(you)關;化學工業人(ren)員中有(you)1/4左右從事(shi)與氯(lv)有(you)關的活動。用于化學工業和醫(yi)藥工業的氯(lv)量(liang)約占其總產量(liang)的75%。1993年美國(guo)產量(liang)最大的50種化工產品中,氯(lv)的產量(liang)僅次于硫酸、氮氣、氧(yang)(yang)氣、乙烯(xi)、生石灰、氨氣和氫氧(yang)(yang)化鈉(na),居(ju)第8位。自從60年代以(yi)來,一個(ge)國(guo)家的氯(lv)產量(liang)常被看做(zuo)是化學工業發展(zhan)水平的重要標志。
化(hua)學工業用于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)次氯(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)、三氯(lv)(lv)(lv)化(hua)鋁、三氯(lv)(lv)(lv)化(hua)鐵(tie)、漂白粉(fen)、溴素、三氯(lv)(lv)(lv)化(hua)磷(lin)等(deng)無機(ji)化(hua)工產(chan)品,還(huan)用于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)有機(ji)氯(lv)(lv)(lv)化(hua)物,如氯(lv)(lv)(lv)乙酸(suan)(suan)、環氧氯(lv)(lv)(lv)丙烷(wan)、一氯(lv)(lv)(lv)代(dai)苯(ben)等(deng)。也用于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)氯(lv)(lv)(lv)丁橡膠(jiao)、塑(su)料(liao)(liao)及增塑(su)劑(ji)。日(ri)用化(hua)學工業用于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)合(he)成洗滌劑(ji)原料(liao)(liao)烷(wan)基磺酸(suan)(suan)鈉(na)和烷(wan)基苯(ben)磺酸(suan)(suan)鈉(na)等(deng)。
在氯(lv)醇(chun)法生(sheng)產環(huan)氧丙(bing)烷的(de)過(guo)程中,有一(yi)步反(fan)應是丙(bing)烯(xi)與次氯(lv)酸反(fan)應生(sheng)成氯(lv)醇(chun),因此(ci)可(ke)將(jiang)氯(lv)水(shui)(shui)用(yong)于氯(lv)醇(chun)化反(fan)應中,同(tong)時氯(lv)水(shui)(shui)可(ke)部分代替(ti)生(sheng)產所用(yong)工藝(yi)水(shui)(shui)。
反應方程式如下:
Cl2+H2O==HCIO+HCl;
CH3CHCH2+HCIO==CH3CHClCH2OH。
CH3CHClCH2OH+Ca(OH)2==CH3CHCH2O+CaCl2+2H2O。
此方法利用工業鹽酸或酸洗(xi)廢液(ye)與(yu)廢鐵屑反(fan)應(ying),生成(cheng)氯化(hua)(hua)亞鐵溶液(ye),氯化(hua)(hua)亞鐵溶液(ye)與(yu)廢鐵屑組(zu)成(cheng)的循環吸收液(ye)與(yu)氯氣(qi)發(fa)生氧(yang)化(hua)(hua)還原反(fan)應(ying),氯氣(qi)將Fe2+氧(yang)化(hua)(hua)為(wei)Fe3+,Fe3+被(bei)吸收液(ye)中(zhong)的鐵屑還原為(wei)Fe2+,Fe2+繼續與(yu)氯氣(qi)反(fan)應(ying),形(xing)成(cheng)循環吸收。
涉及應方程式有:
Fe+2H+=Fe2++H2↑;
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;
2Fe3++Fe=3Fe2+。
工(gong)業上制(zhi)取鹽(yan)酸(suan)時,首先(xian)在反(fan)(fan)應(ying)(ying)器中將氫(qing)氣(qi)點燃(ran),然后通(tong)入(ru)氯氣(qi)進行反(fan)(fan)應(ying)(ying),制(zhi)得(de)氯化氫(qing)氣(qi)體,反(fan)(fan)應(ying)(ying)方程(cheng)式為:H2+Cl2=2HCl。氯化氫(qing)氣(qi)體冷卻后被水吸收成(cheng)為鹽(yan)酸(suan)。在氯氣(qi)和氫(qing)氣(qi)的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)過程(cheng)中,有毒的(de)氯氣(qi)被過量的(de)氫(qing)氣(qi)所包圍,使氯氣(qi)得(de)到充分反(fan)(fan)應(ying)(ying),防止(zhi)了對空氣(qi)的(de)污染(ran)。
重單(dan)體(ti)制法(fa)可分為兩種路線,一種是以乙(yi)(yi)烯為原(yuan)料(liao)的石油(you)路線,即氧(yang)氯(lv)(lv)化法(fa)。由石油(you)裂解(jie)分離出乙(yi)(yi)烯,然(ran)后(hou)用氧(yang)氣和HCl(裂解(jie)副產物(wu))作用生成(cheng)的Cl2與乙(yi)(yi)烯發(fa)生氯(lv)(lv)化反應,生成(cheng)二氯(lv)(lv)乙(yi)(yi)烷,再裂解(jie)出氯(lv)(lv)化氫得氯(lv)(lv)乙(yi)(yi)烯。
其總反應(ying)方(fang)程式(shi)為(wei):
4CH2=CH2+O2+2Cl2→4CH2=CHCl+2H2O
另一種(zhong)為乙(yi)炔(gui)電石法。以電石為原料制(zhi)(zhi)備乙(yi)炔(gui),然后與氯化氫(qing)反應制(zhi)(zhi)得氯乙(yi)烯。
反應方程式為:
CaC2+2H2O→4CHCH+Ca(OH)2;
CHCH+HCl→CH2=CHCl(反應條件(jian)為HgCl2/C120-180℃)。
氯(lv)氣制(zhi)(zhi)成的(de)漂(piao)白(bai)(bai)(bai)物(wu)很多,一(yi)般生活(huo)中涉及兩種,NaClO和Ca(ClO)?。一(yi)般來(lai)說,消毒液是(shi)NaClO,一(yi)般用氯(lv)氣通入氫氧(yang)化鈉(na)中制(zhi)(zhi)得。但其(qi)價格較高,工業(ye)漂(piao)白(bai)(bai)(bai)不用,常見于84。消毒粉(fen)則(ze)是(shi)Ca(ClO)?,因為(wei)其(qi)不夠穩定一(yi)般為(wei)固體(ti),是(shi)氯(lv)氣通入石(shi)灰乳中制(zhi)(zhi)得,價格低廉,用于工業(ye)漂(piao)白(bai)(bai)(bai),使(shi)用方法是(shi)加水(shui)溶解有效成分(fen)是(shi)次(ci)氯(lv)酸(suan)鈣,從而漂(piao)白(bai)(bai)(bai)。保存以上漂(piao)白(bai)(bai)(bai)劑時,注意密封干燥,避免陽光直(zhi)射。因為(wei)次(ci)氯(lv)酸(suan)鹽在(zai)空氣中會(hui)與二氧(yang)化碳、水(shui)發(fa)生反應,產生次(ci)氯(lv)酸(suan),次(ci)氯(lv)酸(suan)在(zai)光照下分(fen)解,從而導致漂(piao)白(bai)(bai)(bai)劑失(shi)效。
制備次(ci)氯(lv)酸鈣(gai)(gai)固體(ti)(ti),用氫氧化(hua)鈉溶液吸(xi)收(shou)含(han)氯(lv)尾氣得(de)到的產物是次(ci)氯(lv)酸鈉溶液,得(de)不到固體(ti)(ti)產物,不容(rong)易長時間保(bao)存。用氫氧化(hua)鈉和(he)氫氧化(hua)鈣(gai)(gai)的混合水(shui)溶液吸(xi)收(shou)氯(lv)氣時,能(neng)夠得(de)到次(ci)氯(lv)酸鈣(gai)(gai)固體(ti)(ti),便(bian)于儲存和(he)使用。
在(zai)電子(zi)工業中,高純(chun)氯氣主(zhu)要用(yong)于電子(zi)工業干刻、光導(dao)纖維、晶體生長和(he)熱氧化。
干(gan)法刻蝕是(shi)用等離(li)子體進(jin)行薄膜刻蝕的技術(shu)。
干(gan)刻(ke)又叫干(gan)法(fa)蝕刻(ke),是(shi)指氣(qi)固反應(ying),氣(qi)相產物主要(yao)有GaCl2,AsCl2和氫氣(qi),使用氯(lv)氣(qi)做等離(li)子蝕刻(ke)時,通常(chang)采(cai)用5%的高純氯(lv)氣(qi)+95%的氦氣(qi)。
用氯氣(qi)氧化(hua)降解(jie)制備納米微晶(jing)纖(xian)維素(su)
中國專利(li)公(gong)開了用(yong)氯氣氧化(hua)降(jiang)解制備(bei)納(na)米(mi)(mi)微晶(jing)纖維(wei)(wei)素(su)的方法,與水解法制備(bei)納(na)米(mi)(mi)微晶(jing)纖維(wei)(wei)素(su)相比,氯氣氧化(hua)降(jiang)解法利(li)用(yong)了氯氣水解所產生的次氯酸鈉的漂白(bai)作用(yong),可以使制得的納(na)米(mi)(mi)微晶(jing)纖維(wei)(wei)素(su)光亮、潔(jie)白(bai)。
氯氣還用(yong)于大(da)規(gui)模集(ji)成電路、光纖、高溫超導等技(ji)術領域。
用于啤酒(jiu)廠的污水(shui)處(chu)理
中國專利(li)公布(bu)了用(yong)(yong)(yong)氯(lv)(lv)氣對(dui)啤酒(jiu)廠(chang)污水(shui)進行處理(li)的(de)(de)方(fang)法。氯(lv)(lv)氣價格低(di)廉,用(yong)(yong)(yong)量少,消毒(du)可靠(kao),工藝成熟(shu),是(shi)自來水(shui)公司普遍(bian)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)消毒(du)劑,氯(lv)(lv)氣還可以(yi)除(chu)臭(chou)、除(chu)微生(sheng)物,對(dui)生(sheng)物耗氧量和化學耗氧量去除(chu)率也(ye)很高,可確保回收水(shui)質的(de)(de)穩(wen)定,因而(er)比較適合啤酒(jiu)廠(chang)污水(shui)的(de)(de)處理(li)。
自(zi)來水常用(yong)(yong)氯(lv)氣(qi)消(xiao)毒(du),1L水里(li)約通入0.002g氯(lv)氣(qi),消(xiao)毒(du)原理是其與水反應生(sheng)成(cheng)了次(ci)氯(lv)酸(suan),它的(de)(de)強氧化性能殺死水里(li)的(de)(de)病(bing)菌(jun)。而之所以不直接用(yong)(yong)次(ci)氯(lv)酸(suan)為自(zi)來水殺菌(jun)消(xiao)毒(du),是因為次(ci)氯(lv)酸(suan)易分解難保存、成(cheng)本高、毒(du)性較大,則用(yong)(yong)氯(lv)氣(qi)消(xiao)毒(du)可使(shi)水中(zhong)次(ci)氯(lv)酸(suan)的(de)(de)溶解、分解、合成(cheng)達到平衡,濃度適宜(yi),水中(zhong)殘余毒(du)性較少(shao)。
去除乙炔中的硫、磷雜(za)質
乙(yi)炔(gui)氣(qi)是(shi)PVC生產(chan)的主(zhu)要原料(liao)。工業(ye)乙(yi)炔(gui)氣(qi)中(zhong)(zhong),硫、磷是(shi)以H2S和H3P氣(qi)體形式存在的,這2種氣(qi)體超標,會使生產(chan)PVC所用的催(cui)化(hua)劑中(zhong)(zhong)毒。利用氯(lv)水中(zhong)(zhong)的CIO-的強(qiang)氧化(hua)性,對乙(yi)炔(gui)氣(qi)進行噴淋洗(xi)滌(di),可除去H2S和H3P。
反應方程式如(ru)下(xia):
4ClO-+H2S→H2SO4+4Cl-
4ClO-+H3P→H3PO4+4Cl-。
醫藥工(gong)業氯(lv)(lv)氣常用于制藥,常參與(yu)含氯(lv)(lv)基化合物(wu)的(de)合成。如:馬來酸氨氯(lv)(lv)地平片;N-(2-甲(jia)基-2、3-二氫-1H-吲哚基)-3-氨磺酰(xian)基-4-氯(lv)(lv)-苯甲(jia)酰(xian)胺。
農藥工業用(yong)作(zuo)生產高(gao)效(xiao)殺蟲劑(ji)、殺菌劑(ji)、除草劑(ji)、植物(wu)生長刺激(ji)劑(ji)的原料。
冶金(jin)(jin)工業(ye)主要用(yong)于生產(chan)金(jin)(jin)屬鈦、鎂等。
人對不同濃度氯氣(qi)的(de)反應
濃(nong)度(mg/m3)(ppm) 反應
30000(10000) 一般濾過(guo)性防毒(du)面具也無保護作用
3000(1000) 深(shen)吸入少許(xu)可能危及生命
300(100) 可能造成致命性傷(shang)害
120-180(40-60) 接觸30-60min可能引起嚴(yan)重(zhong)損害
90(30) 引起劇烈咳嗽
18(6) 刺激(ji)咽喉
3-9(1-3) 有明(ming)顯(xian)的氣味、刺激眼、鼻
1.5(0.5) 略(lve)有氣味
0.06(0.02)
嗅覺不到濃度
急性毒性
實驗(yan)動物急(ji)性中毒的表(biao)現最初(chu)是(shi)不安靜,后呈衰弱、咳嗽、流淚、噴嚏(ti)、鼻腔分泌物增多等。吸入(ru)高濃(nong)度(du)時(shi)可引起呼(hu)吸暫停;或(huo)先(xian)伴(ban)有氣(qi)急(ji),次為呼(hu)吸變慢、體(ti)溫降(jiang)低(di)、血壓降(jiang)低(di),而導(dao)致肺水腫(zhong)、血液(ye)濃(nong)縮等。并可見支(zhi)氣(qi)管擴張和間質(zhi)性肺炎(yan)。
慢性毒性
實驗(yan)動物慢性(xing)中毒大多(duo)體(ti)重減輕,抵(di)抗力(li)減弱,易(yi)感染呼吸道與肺(fei)部疾病。
“三(san)致”作(zuo)用與遺(yi)傳毒性
動物實(shi)驗(yan)表明,氯氣無(wu)致畸(ji)、致突變(bian)和(he)致癌(ai)作用,也非促癌(ai)因素(su)。
中毒機理:
氯(lv)氣是一(yi)種有(you)毒氣體,它主要通過呼吸道侵(qin)入人(ren)體并溶解在黏(nian)膜所(suo)含的(de)水分里(li),生(sheng)成次(ci)氯(lv)酸和鹽酸,對上呼吸道黏(nian)膜造成損(sun)傷:次(ci)氯(lv)酸使(shi)(shi)組織受到(dao)強烈的(de)氧化(hua);鹽酸刺激(ji)黏(nian)膜發(fa)生(sheng)炎性腫(zhong)脹,使(shi)(shi)呼吸道黏(nian)膜浮(fu)腫(zhong),大量分泌黏(nian)液,造成呼吸困(kun)難(nan)(nan),所(suo)以(yi)氯(lv)氣中(zhong)毒的(de)明(ming)顯癥狀是發(fa)生(sheng)劇烈的(de)咳嗽。癥狀重時,會(hui)發(fa)生(sheng)肺水腫(zhong),使(shi)(shi)循環作用(yong)困(kun)難(nan)(nan)而致死亡。由食道進(jin)入人(ren)體的(de)氯(lv)氣會(hui)使(shi)(shi)人(ren)惡心、嘔(ou)吐、胸口疼(teng)痛(tong)和腹瀉。1L空氣中(zhong)最(zui)多可允許(xu)含氯(lv)氣0.001mg,超過這個量就會(hui)引起(qi)人(ren)體中(zhong)毒。
氯(lv)氣(qi)(qi)吸(xi)入后(hou)與粘膜(mo)和呼吸(xi)道的水作(zuo)用形成氯(lv)化(hua)(hua)氫和新(xin)生態(tai)氧(yang)。氯(lv)化(hua)(hua)氫可使(shi)上呼吸(xi)道粘膜(mo)炎(yan)性(xing)(xing)水腫(zhong)、充血(xue)和壞死; 新(xin)生態(tai)氧(yang)對組織具有(you)強烈的氧(yang)化(hua)(hua)作(zuo)用,并可形成具細(xi)胞原漿毒作(zuo)用的臭氧(yang)。氯(lv)濃度過高或接觸時間(jian)較久,常(chang)可致(zhi)深(shen)部(bu)(bu)呼吸(xi)道病變(bian),使(shi)細(xi)支氣(qi)(qi)管(guan)及肺(fei)泡受損,發生細(xi)支氣(qi)(qi)管(guan)炎(yan)、肺(fei)炎(yan)及中毒性(xing)(xing)肺(fei)水腫(zhong)。由于刺激作(zuo)用使(shi)局部(bu)(bu)平滑肌痙攣而加(jia)劇通氣(qi)(qi)障礙,加(jia)重缺氧(yang)狀(zhuang)態(tai);高濃度氯(lv)吸(xi)入后(hou),還(huan)可刺激迷走神經引起反射性(xing)(xing)的心跳(tiao)停止。氯(lv)氣(qi)(qi)中毒不可以進行人工(gong)呼吸(xi)。
急性中毒主要(yao)為呼(hu)吸系統損害(hai)的表現。
a、 起病(bing)及(ji)病(bing)情變(bian)化一般均(jun)較迅(xun)速。
b、 可(ke)(ke)發(fa)生咽(yan)喉炎、支氣管炎、肺(fei)炎或肺(fei)水腫,表(biao)現為咽(yan)痛、嗆咳(ke)、咳(ke)少(shao)量痰(tan)、氣急、胸悶或咳(ke)粉紅色泡沫(mo)痰(tan)、呼吸困難等癥(zheng)狀,肺(fei)部可(ke)(ke)無明顯陽性體征或有(you)干(gan)、濕(shi)性羅音。有(you)時伴有(you)惡心、嘔(ou)吐等癥(zheng)狀。
c、 重癥者尚可出(chu)現急(ji)性(xing)呼(hu)吸窘(jiong)迫綜合征,有進行(xing)性(xing)呼(hu)吸頻速和窘(jiong)迫、心動(dong)過(guo)速,頑固性(xing)低氧血癥,用一般氧療無效。
d、 少(shao)數(shu)患者有(you)哮(xiao)喘(chuan)(chuan)樣發作,出現喘(chuan)(chuan)息,肺部有(you)哮(xiao)喘(chuan)(chuan)音(yin)。
e、 極高濃度時可引起(qi)聲(sheng)門痙(jing)攣或水腫、支(zhi)氣管痙(jing)攣或反(fan)射(she)性呼吸中(zhong)樞抑制而致迅速窒息死亡。
f、 病(bing)發(fa)癥(zheng)主要有肺(fei)部繼發(fa)感染、心肌損(sun)害及氣(qi)胸(xiong)、縱隔氣(qi)腫等。
g、 X線檢查:可無異(yi)常,或(huo)有兩側肺紋理增強、點狀或(huo)片狀邊(bian)界模(mo)糊陰影或(huo)云霧狀、蝶(die)翼狀陰影。
h、 血氣分(fen)析:病情較重者動(dong)脈血氧分(fen)壓明顯降低。
i、心(xin)(xin)(xin)電圖檢(jian)查:中毒后由于缺氧、肺動脈(mo)高壓以及(ji)植物神經功能障礙等,可導致心(xin)(xin)(xin)肌(ji)損害及(ji)心(xin)(xin)(xin)律失常。
眼(yan)損害:氯可引(yin)起急(ji)性結膜炎,高(gao)濃度(du)氯氣或液氯可引(yin)起眼(yan)灼傷。
皮膚損(sun)害:液氯(lv)或(huo)高濃度氯(lv)氣(qi)可(ke)引起皮膚暴(bao)露部位急性皮炎或(huo)灼傷(shang)。
中毒處理
吸入氣體者立(li)即脫離(li)現場至空氣新鮮處,保持安靜及(ji)保暖。眼(yan)或皮膚(fu)接觸液氯(lv)時立(li)即用清水徹底沖(chong)洗(xi)。
吸(xi)入(ru)后有癥(zheng)(zheng)狀者至(zhi)少(shao)觀(guan)察12小時(shi),對(dui)癥(zheng)(zheng)處理。吸(xi)入(ru)量較多(duo)者應臥床休息,吸(xi)氧,給舒喘(chuan)靈氣霧(wu)劑、喘(chuan)樂寧(Ventolin)或5%碳酸氫鈉加地塞米(mi)松等霧(wu)化(hua)吸(xi)入(ru)。
急(ji)性中(zhong)毒(du)時需合(he)理氧(yang)療(liao);早(zao)期、適(shi)量(liang)、短程(cheng)應用腎(shen)上腺(xian)糖皮質激素;維(wei)持呼吸(xi)道通暢;防治肺水(shui)腫(zhong)及繼發感染。參(can)見《急(ji)性刺激性氣體中(zhong)毒(du)性肺水(shui)腫(zhong)的治療(liao)》
其他對癥處理。
眼及皮膚(fu)灼傷按酸灼傷處理(li),參見《化學性(xing)眼灼傷的治(zhi)療》和《化學性(xing)皮膚(fu)灼傷的治(zhi)療》。
氯氣(qi)(qi)發生泄漏(lou)(lou)后,應(ying)采(cai)取(qu)針(zhen)對(dui)性的應(ying)急(ji)措施。泄漏(lou)(lou)污染區人(ren)員(yuan)應(ying)迅速撤離(li)至(zhi)上(側(ce))風(feng)處,并立即設(she)(she)置(zhi)警(jing)(jing)戒(jie)(jie),小泄漏(lou)(lou)時(shi),于(yu)150米處設(she)(she)置(zhi)警(jing)(jing)戒(jie)(jie),大(da)泄漏(lou)(lou)時(shi),于(yu)450米設(she)(she)置(zhi)警(jing)(jing)戒(jie)(jie)。消防人(ren)員(yuan)必(bi)須佩戴空氣(qi)(qi)呼吸器(qi)或(huo)氧氣(qi)(qi)呼吸器(qi),穿(chuan)全身防火防毒(du)服,手(shou)(shou)戴橡膠手(shou)(shou)套,在(zai)上風(feng)向(xiang)進行處置(zhi)。盡可(ke)能切斷泄漏(lou)(lou)源,合理通風(feng),加(jia)速擴散,噴霧(wu)狀水稀釋、溶解,構筑圍(wei)堤(di)或(huo)挖坑收容產生的大(da)量廢水。如有可(ke)能,用管道將(jiang)泄漏(lou)(lou)物(wu)導(dao)至(zhi)還(huan)原劑(酸(suan)式(shi)硫酸(suan)鈉(na)或(huo)酸(suan)式(shi)碳酸(suan)鈉(na))溶液中或(huo)將(jiang)漏(lou)(lou)氣(qi)(qi)鋼(gang)瓶浸入石灰乳(ru)液中。具體處置(zhi)措施為:
(一)關閥斷(duan)源(yuan)。生(sheng)產裝(zhuang)置發生(sheng)氯氣泄(xie)漏,事故單位(wei)的工程技術人(ren)員(yuan)或(huo)熟(shu)悉工藝的人(ren)員(yuan)關閉輸(shu)送物料(liao)的管道(dao)閥門,斷(duan)絕物料(liao)供應,切斷(duan)事故源(yuan),公安消(xiao)防隊出開花或(huo)噴霧(wu)水槍掩護并協助操作(zuo)。
(二)倒罐(guan)轉(zhuan)移。儲(chu)罐(guan)、容器(qi)壁發(fa)生泄(xie)漏(lou),無法堵漏(lou)時(shi),可采(cai)用(yong)疏導的方法將液氯(lv)倒入其他容器(qi)或儲(chu)罐(guan)。
(三(san))化(hua)學中(zhong)和(he)(he)。儲罐(guan)、容器(qi)壁發生少量泄漏,可采用化(hua)學中(zhong)和(he)(he)的(de)(de)(de)方法,即在消防車水罐(guan)中(zhong)加入生石灰、蘇打粉等堿性(xing)物(wu)質,向罐(guan)體、容器(qi)噴射,以(yi)減(jian)輕危害,也可將泄漏的(de)(de)(de)液(ye)(ye)氯(lv)導至碳酸(suan)(suan)鈉溶(rong)液(ye)(ye)中(zhong),使(shi)其(qi)中(zhong)和(he)(he),形(xing)成無(wu)危害或(huo)微毒(du)廢水。具體反應為CaO+H2O一(yi)(yi)Ca(OH)2,2Ca(OH)2+2Cl2一(yi)(yi)CaCl2+Ca(CIO)2+2H2O。生成氯(lv)化(hua)鈣(gai)和(he)(he)次氯(lv)酸(suan)(suan)鈣(gai),都沒有(you)毒(du)害作用。如果現場(chang)溫度(du)比較(jiao)高,則(ze)生成氯(lv)化(hua)鈣(gai)和(he)(he)氯(lv)酸(suan)(suan)鈣(gai)。產物(wu)的(de)(de)(de)沉降(jiang)度(du)比較(jiao)好,不會形(xing)成懸浮(fu)物(wu),很快降(jiang)落到地面,對(dui)地面植物(wu)起(qi)到鈣(gai)肥作用。
(四(si))稀(xi)釋降毒。以(yi)泄漏點(dian)為中(zhong)心,在(zai)儲罐、容(rong)器(qi)壁(bi)的四(si)周(zhou)設置水(shui)幕(mu)或(huo)噴(pen)霧(wu)水(shui)槍噴(pen)射霧(wu)狀水(shui)進行(xing)稀(xi)釋降毒,但不(bu)宜(yi)使用(yong)直流水(shui)或(huo)直接對準泄漏點(dian)噴(pen)射,避(bi)免(mian)氯(lv)氣(qi)(qi)(qi)與水(shui)作用(yong)生成酸,加(jia)(jia)速對泄漏點(dian)的腐蝕。除(chu)了使氯(lv)氣(qi)(qi)(qi)溶解于(yu)水(shui)外,還可以(yi)利用(yong)氯(lv)氣(qi)(qi)(qi)與水(shui)的反應加(jia)(jia)大對空氣(qi)(qi)(qi)中(zhong)氯(lv)氣(qi)(qi)(qi)的吸(xi)收。
(五)浸泡水解(jie)。運輸(shu)途中體積較小的液(ye)氯鋼(gang)(gang)瓶閥門損壞(huai),發生(sheng)泄(xie)漏,又(you)無堵漏器具無法制止外泄(xie)時,可將鋼(gang)(gang)瓶浸入氫氧化(hua)鈣等堿性溶液(ye)中進行中和,也可將鋼(gang)(gang)瓶浸入水中。
(六)器(qi)(qi)(qi)具(ju)(ju)堵漏(lou)(lou)。管道壁(bi)發(fa)生泄(xie)漏(lou)(lou),且(qie)泄(xie)漏(lou)(lou)點處(chu)在閥門(men)以前或(huo)(huo)閥門(men)損壞,不能夠關閥止漏(lou)(lou)時,可(ke)(ke)(ke)使(shi)用(yong)(yong)(yong)不同(tong)形狀(zhuang)的(de)堵漏(lou)(lou)墊(dian)、堵漏(lou)(lou)楔、堵漏(lou)(lou)袋等器(qi)(qi)(qi)具(ju)(ju)實施(shi)封(feng)堵。(a)微孔(kong)跑(pao)冒滴漏(lou)(lou)可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)螺(luo)絲(si)釘加粘合(he)劑旋入孔(kong)內的(de)方法(fa)(fa)堵漏(lou)(lou)。(b)罐壁(bi)撕裂發(fa)生泄(xie)漏(lou)(lou),可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)充氣袋、充氣墊(dian)等專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)器(qi)(qi)(qi)具(ju)(ju)從外部(bu)包裹堵漏(lou)(lou)。(c)帶壓管道泄(xie)漏(lou)(lou),可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)捆綁式充氣堵漏(lou)(lou)帶或(huo)(huo)使(shi)用(yong)(yong)(yong)金屬(shu)外殼內襯橡膠(jiao)墊(dian)等專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)器(qi)(qi)(qi)具(ju)(ju)實施(shi)內外堵漏(lou)(lou)。(d)閥門(men)法(fa)(fa)蘭(lan)盤(pan)或(huo)(huo)法(fa)(fa)蘭(lan)墊(dian)片損壞,發(fa)生泄(xie)漏(lou)(lou),可(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)不同(tong)型號的(de)法(fa)(fa)蘭(lan)夾具(ju)(ju),并注射(she)密(mi)封(feng)膠(jiao)的(de)方法(fa)(fa)進行封(feng)堵,也可(ke)(ke)(ke)直接使(shi)用(yong)(yong)(yong)專(zhuan)門(men)的(de)閥門(men)堵漏(lou)(lou)工具(ju)(ju)實施(shi)堵漏(lou)(lou)。
(七)洗消(xiao)處(chu)理。一是化(hua)學消(xiao)毒(du)法。即用(yong)氫(qing)氧化(hua)鈉、氨水、碳酸(suan)氫(qing)鈉等堿性(xing)(xing)物質(zhi)(zhi)溶于(yu)水中,噴(pen)灑在污染(ran)(ran)區(qu)域或受污染(ran)(ran)體(ti)表(biao)面,發生化(hua)學反應改變毒(du)物性(xing)(xing)質(zhi)(zhi),成為無毒(du)或低毒(du)物質(zhi)(zhi);二是物理消(xiao)毒(du)。即用(yong)吸(xi)(xi)附墊、活性(xing)(xing)炭等具有吸(xi)(xi)附能力的物質(zhi)(zhi),吸(xi)(xi)附回(hui)收后轉(zhuan)移處(chu)理;對染(ran)(ran)毒(du)空氣(qi)可用(yong)水驅動(dong)排煙機吹散降(jiang)毒(du),也可對污染(ran)(ran)區(qu)暫時封閉,依靠(kao)自然條件如日曬、通風使毒(du)氣(qi)消(xiao)失;也可噴(pen)射霧(wu)狀水進(jin)行稀釋降(jiang)毒(du)。
儲運過程中爆炸燃燒危(wei)險性
由于物(wu)質急(ji)劇氧化或(huo)(huo)分(fen)解反(fan)應,使(shi)溫度、壓(ya)(ya)力(li)(li)增(zeng)加或(huo)(huo)使(shi)兩(liang)者(zhe)同(tong)時(shi)增(zeng)加的(de)現(xian)象,稱為(wei)(wei)爆(bao)(bao)炸。發(fa)(fa)生(sheng)爆(bao)(bao)炸時(shi),勢能(neng)(化學能(neng)或(huo)(huo)者(zhe)機(ji)械能(neng))突然轉變(bian)為(wei)(wei)動能(neng),有高(gao)壓(ya)(ya)氣體(ti)(ti)生(sheng)成或(huo)(huo)者(zhe)釋放(fang)出(chu)高(gao)壓(ya)(ya)氣體(ti)(ti),這(zhe)些高(gao)壓(ya)(ya)氣體(ti)(ti)隨(sui)之(zhi)做機(ji)械功,如移動、形狀改變(bian)和(he)拋射周圍的(de)物(wu)體(ti)(ti)。爆(bao)(bao)炸分(fen)為(wei)(wei)物(wu)理爆(bao)(bao)炸、化學爆(bao)(bao)炸和(he)核爆(bao)(bao)炸,物(wu)理爆(bao)(bao)炸是(shi)由于液體(ti)(ti)變(bian)成蒸汽(qi)或(huo)(huo)氣體(ti)(ti)迅速(su)膨脹,壓(ya)(ya)力(li)(li)急(ji)速(su)增(zeng)加,并大大超過(guo)容器的(de)極限(xian)壓(ya)(ya)力(li)(li)而發(fa)(fa)生(sheng)的(de)爆(bao)(bao)炸;化學爆(bao)(bao)炸是(shi)因物(wu)質本(ben)身起(qi)化學反(fan)應,產生(sheng)大量的(de)氣體(ti)(ti)和(he)高(gao)溫而發(fa)(fa)生(sheng)的(de)爆(bao)(bao)炸。氯(lv)氣生(sheng)產儲運(yun)過(guo)程中的(de)爆(bao)(bao)炸兼(jian)有物(wu)理和(he)化學爆(bao)(bao)炸兩(liang)種(zhong)可(ke)能(neng)。
液(ye)氯在生(sheng)(sheng)產和貯運中易(yi)發(fa)生(sheng)(sheng)下列(lie)問題:
①液化尾氣(qi)中氯氣(qi)、氫(qing)氣(qi)與空氣(qi)的混合氣(qi)爆炸;
②包裝容器中殘存有機(ji)物雜(za)質與氯(lv)氣(qi)反(fan)應爆炸(zha);
③水和食鹽水溶液中銨鹽帶入(ru)液化系統,會使液氯中三氯化氮(dan)積累而引起爆炸。
當液(ye)氯(lv)(lv)(lv)蒸發用完后,所用容(rong)器均(jun)須用水(shui)和堿(jian)水(shui)沖(chong)洗,以除去被三(san)氯(lv)(lv)(lv)化氮(dan)污染的液(ye)氯(lv)(lv)(lv)后,方能修理和使(shi)用。氯(lv)(lv)(lv)是劇毒物,生產中對受(shou)壓容(rong)器等設備(bei)應(ying)嚴格要求,防止(zhi)氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)泄漏。空氣(qi)中氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)允(yun)許濃度不大于1ppm。
氯(lv)氣(qi)通常可直接利用(yong)(yong)(yong)(yong),但為了制取純凈(jing)的氯(lv)氣(qi),并考慮(lv)貯運的方便(bian),而把(ba)一部分氯(lv)氣(qi)進行液(ye)化(hua)制成液(ye)氯(lv),用(yong)(yong)(yong)(yong)鋼瓶或槽(cao)車運往用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)。生產中(zhong),將從電解槽(cao)出(chu)來的熱氯(lv)氣(qi)(其中(zhong)含(han)有(you)(you)少(shao)量氫(qing)、氧(yang)和二氧(yang)化(hua)碳(tan)等(deng)雜質),用(yong)(yong)(yong)(yong)冷水洗(xi)滌或在(zai)換熱器內(nei)冷凝脫水,再用(yong)(yong)(yong)(yong)硫酸干燥(必要時可以液(ye)氯(lv)洗(xi)滌以除(chu)去水分和雜質),然后送去液(ye)化(hua)。因(yin)濕氯(lv)對鐵有(you)(you)腐蝕作用(yong)(yong)(yong)(yong),液(ye)化(hua)前(qian)氯(lv)中(zhong)水分應低于50ppm。
氯(lv)氣(qi)液化的(de)常用方法有:(1)低(di)溫法;(2)直接壓(ya)(ya)縮法或(huo)高壓(ya)(ya)法;(3)低(di)溫壓(ya)(ya)縮法或(huo)綜合法。
氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)液(ye)(ye)化(hua)(hua)的(de)溫(wen)度(du)和壓(ya)(ya)(ya)力范圍很大,工(gong)業生(sheng)產(chan)上分為(wei)低壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)、中(zhong)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)和高壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)。低壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)在氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)為(wei)0.078~0.147MPa(表壓(ya)(ya)(ya)),冷卻(que)溫(wen)度(du)為(wei)-35~-40℃下進行液(ye)(ye)化(hua)(hua)。中(zhong)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)在氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)為(wei)0.245~0.49MPa,冷卻(que)溫(wen)度(du)為(wei)-15~-20℃下進行液(ye)(ye)化(hua)(hua)。高壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)的(de)氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)為(wei)0.98~1.17MPa,用15~25℃水冷卻(que)即可(ke)液(ye)(ye)化(hua)(hua)。高壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)比低壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)能耗低,循(xun)環水用量(liang)少,但設備費(fei)用較高,適于大規模生(sheng)產(chan)使(shi)(shi)用,中(zhong)、小(xiao)型氯(lv)(lv)(lv)堿廠(chang)多采用中(zhong)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)。液(ye)(ye)化(hua)(hua)率(lv)由氯(lv)(lv)(lv)中(zhong)含(han)氫(qing)量(liang)來決定。液(ye)(ye)化(hua)(hua)尾氣(qi)中(zhong)含(han)氫(qing)不得超(chao)過4%(體積)。尾氣(qi)含(han)60%~70%的(de)氯(lv)(lv)(lv)氣(qi)可(ke)作為(wei)合成鹽酸、氯(lv)(lv)(lv)苯、次氯(lv)(lv)(lv)酸鹽的(de)原(yuan)料氣(qi),也可(ke)經(jing)過深度(du)凈化(hua)(hua)精制,使(shi)(shi)液(ye)(ye)化(hua)(hua)率(lv)達到98%~99%。
氯(lv)氣泄(xie)漏(lou)(lou)極(ji)易造成人身(shen)傷(shang)亡和區(qu)域(yu)性污(wu)染(ran),防(fang)止氯(lv)氣泄(xie)漏(lou)(lou)的方(fang)法有:
①不能選用存(cun)在缺陷的(de)設備和部件,各設備和部件要定期(qi)檢測(ce)和檢驗;
②加強工藝(yi)(yi)管理,嚴格控制工藝(yi)(yi)指標,發現問題(ti)必須及時檢查和處理;
③加(jia)強事(shi)故(gu)(gu)氯處理(li)裝(zhuang)(zhuang)置的管理(li)和檢修,相關裝(zhuang)(zhuang)置采(cai)用(yong)多路電源供電,定期(qi)(qi)清(qing)洗事(shi)故(gu)(gu)氯處理(li)裝(zhuang)(zhuang)置,機泵(beng)定期(qi)(qi)試車;
④為了及時發現氯(lv)(lv)氣泄漏,在生產、儲存(cun)、輸送和使(shi)用(yong)的崗位都要(yao)安裝(zhuang)氯(lv)(lv)氣報(bao)警器,一旦氯(lv)(lv)氣泄漏,可及早發現,防止事故(gu)擴大,并在液(ye)化(hua)崗位安裝(zhuang)電視監控和堿(jian)液(ye)噴淋裝(zhuang)置;
⑤加強對職工(gong)的安(an)全教育和培訓。