特效氯氣無(wú)氟制備方法
【專利說(shuō)明】特效氯氣無(wú)氟制備方法
[0001] (一）領(lǐng)域 本發(fā)明特效氯氣無(wú)氟制備方法屬于化工領(lǐng)域。
[0002] (二）簡(jiǎn)介 1.原子結(jié)構(gòu)：氯原子最外層有7個(gè)電子，反應(yīng)中易得到1個(gè)電子或共用一個(gè)電子對(duì)達(dá) 到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
[0003] 2.分子結(jié)構(gòu)：氯分子為雙原子分子，分子式C1 3.離子結(jié)構(gòu)：氯離子最外層有8個(gè)電子，因而很穩(wěn)定 顏色\氣味\狀態(tài)：通常情況下為有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色的有毒氣體。
[0004] 密度：氯氣密度是空氣密度的2. 5倍，標(biāo)況下P =3. 21kg/m3。
[0005] 氯氣 1易液化。熔沸點(diǎn)較低，常溫常壓下，熔點(diǎn)為-101. 00° C，沸點(diǎn)-34. 05° C，常溫下把氯 氣加壓至60(T700kPa或在常壓下冷卻到-34° C都可以使其變成液氯，液氯即C12,液氯是 一種油狀的液體。其與氯氣物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)基本相同。
[0006] 2.溶解性：可溶于水，且易溶于有機(jī)溶劑（例如：四氯化碳)，難溶于飽和食鹽水。 1體積水在常溫下可溶解2體積氯氣，形成黃綠色氯水，密度為3. 170g/L，比空氣密度大。
[0007] 3.相對(duì)分子質(zhì)量：70. 9 (71) 毒性 氯氣是一種有毒氣體，它主要通過(guò)呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，生成 次氯酸和鹽酸，對(duì)上呼吸道黏膜造成有害的影響：次氯酸使組織受到強(qiáng)烈的氧化。
[0008] 鹽酸刺激黏膜發(fā)生炎性腫脹，使呼吸道黏膜浮腫，大量分泌黏液，造成呼吸困難， 所以氯氣中毒的明顯癥狀是發(fā)生劇烈的咳嗽。
[0009] 癥狀重時(shí)，會(huì)發(fā)生肺水腫，使循環(huán)作用困難而致死亡。由食道進(jìn)入人體的氯氣會(huì)使 人惡心、嘔吐、胸口疼痛和腹瀉。
[0010] 1L空氣中最多可允許含氯氣0.0 Olmg，超過(guò)這個(gè)量就會(huì)引起人體中毒。
[0011] 在一些反應(yīng)(如與金屬的反應(yīng)）中，氯氣可以支持燃燒。
[0012] 與金屬反應(yīng) 1、金屬鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉。
[0013] 現(xiàn)象：鈉在氯氣里劇烈燃燒，產(chǎn)生大量的白煙，放熱。
[0014] 2、銅在氯氣中燃燒生成氯化銅。
[0015] 現(xiàn)象：紅熱的銅絲在氯氣里劇烈燃燒，瓶里充滿棕黃色的煙，加少量水后，溶液呈 藍(lán)綠色（綠色較明顯），加足量水后，溶液完全顯藍(lán)色。 3、鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵。
[0016] 現(xiàn)象：鐵絲在氯氣里劇烈燃燒，瓶里充滿棕紅色煙(有棕黃色和棕紅色兩種說(shuō)法)， 加少量水后，溶液呈黃色。
[0017] 4?鎂帶在氯氣中燃燒生成氯化鎂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 本發(fā)明特效氯氣無(wú)氟制備方法與堿溶液反應(yīng)： C12+2Na0H=NaCl+NaC10+H20 2C12+2Ca(OH)2=CaC12+Ca(CIO)2+2H20 上述兩反應(yīng)中，Cl2作氧化劑和還原劑，是歧化反應(yīng)； C12 + 20H(_)(冷）=CIO(-) +Cl(-) +H20 3C12 + 60H(_)(熱）=C103(_) + 5C1(_) + 3H20 與鹽溶液反應(yīng) C12+2FeC12=2FeC13 C12+Na2S=2NaCl+S(中學(xué)階段用來(lái)證明氯氣非金屬性比硫強(qiáng)；） 與氣體反應(yīng)。 2. C12的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，容易與多種可燃性氣體發(fā)生反應(yīng)； 如：H2、C2H2 等； 相對(duì)原子質(zhì)量氯C1 35. 453 與有機(jī)物反應(yīng) 甲烷的取代反應(yīng)： CH4+C12=光照=CH3C1+HC1CH3C1+C12=光照=CH2C12+HC1 CH2C12+C12=光照=CHC13+HC1 CHC13+C12=光照=CC14+HC1 加成反應(yīng)： CH2=CH2+C12=催化劑=CH2C1CH2C1 (1，2-二氯乙烷） 和二硫化碳反應(yīng)： 2C12+CS2==Fe==CC14+2S。
3. 本發(fā)明特效氯氣無(wú)氟制備方法： 2NaCl+2H20=電解=H2 丨 +C12 丨 +2NaOH 常見的氧化劑有：Mn02、K2Cr207 (重鉻酸鉀)、KMn04、Ca(C10)2 注意氯酸鹽絕對(duì)不能用來(lái)制備氯氣，因?yàn)闀?huì)生成大量難以分離且易爆炸的C102 ; 發(fā)生的反應(yīng)分別是： 4HC1 (濃）+Mn02 =加熱=MnC12+C12 丨 +2H20 14HCl+K2Cr207=2KCl+2CrC13+7H20+3C12丨[此反應(yīng)用的鹽酸比較稀的話，微熱即可 反應(yīng)，沒有鹽酸可用一種非還原性酸和氯化鈉的混合物代替，也可產(chǎn)生氯氣；] 16HCl+2KMn04=2KCl+2MnC12+8H20+5C12丨[此反應(yīng)用的鹽酸比較稀的話，微熱即可反 應(yīng)，沒有鹽酸可用一種非還原性酸和氯化鈉的混合物代替，也可產(chǎn)生氯氣；] 4HCl+Ca(C10)2=CaC12+2H20+2C12丨{此反應(yīng)需要的鹽酸很稀，lmol/L便可以劇烈反 應(yīng);} 如不用濃鹽酸，亦可用NaCl(固體）跟濃硫酸來(lái)代替.如： 2NaCl+Mn02+3H2S04 (加熱）=2NaHS04+MnS04+C12 丨 +2H20 總之，實(shí)驗(yàn)室制氯氣的辦法都圍繞著一個(gè)核心：氯離子+氧化劑+酸性環(huán)境，氧化劑的 氧化性不強(qiáng)的話還需不同程度加熱； 二氧化錳鹽酸逢，隔網(wǎng)熱瓶氯氣生； 鹽水硫酸除雜質(zhì)，吸收通入火堿中； 二氧化錳鹽酸逢，隔網(wǎng)熱瓶氯氣生：這句的意思是說(shuō)在實(shí)驗(yàn)室中是用二氧化錳與濃鹽 酸在燒瓶中隔石棉網(wǎng)加熱的方法來(lái)制取氯氣； 鹽水硫酸除雜質(zhì)："鹽水"指飽和食鹽水，"雜質(zhì)"指混在氯氣中的氯化氫和水蒸氣； 這句的意思是說(shuō)使氣體依次通過(guò)飽和食鹽水和濃硫酸分別除掉混在氯氣中的氯化氫 和水蒸氣； )吸收通入火堿中：的意思是說(shuō)多余的氯氣必須通入火堿溶液中吸收掉（因?yàn)槁葰庥? 毒）； 尾氣處理及離子反應(yīng) 用NaOH溶液； 20H- +C12 =C1 ' +CIO' +H20 第一個(gè)瓶子內(nèi)的是飽和食鹽水是為了除鹽酸； 第二個(gè)是濃硫酸是為了除水蒸氣。
4. 本發(fā)明特效氯氣無(wú)氟制備方法生產(chǎn)： 工業(yè)上氯氣主要由電解食鹽水溶液制得(見氯堿生產(chǎn)過(guò)程）；此外，氯氣也由鹽酸回收 取得，例如：氣態(tài)氯化氫的催化氧化；用二氧化硫直接氧化氯化氫；鹽酸水溶液的電解等； 極少量的氯氣是鈉、鈣、鎂的熔融氯化物電解的副產(chǎn)品； 氯氣液化 氯氣通常可直接利用，但為了制取純凈的氯氣，并考慮貯運(yùn)的方便，而把一部分氯氣進(jìn) 行液化制成液氯，用鋼瓶或槽車運(yùn)往用戶； 生產(chǎn)中，將從電解槽出來(lái)的熱氯氣(其中含有少量氫、氧和二氧化碳等雜質(zhì))，用冷水洗 滌或在換熱器內(nèi)冷凝脫水，再用硫酸干燥(必要時(shí)可以液氯洗滌以除去水分和雜質(zhì))，然后 送去液化； 因濕氯對(duì)鐵有腐蝕作用，液化前氯中水分應(yīng)低于50ppm; 氯氣液化的溫度和壓力范圍很大，工業(yè)生產(chǎn)上分為低壓法、中壓法和高壓法； 低壓法在氯氣為0. 078~0. 147MPa(表壓)，冷卻溫度為-35~-40°C下進(jìn)行液化；中 壓法在氯氣為0. 245~0. 49MPa，冷卻溫度為-15~-20°C下進(jìn)行液化； 高壓法的氯氣為0. 98~1. 17MPa，用15~25°C水冷卻即可液化；高壓法比低壓法能耗 低，循環(huán)水用量少，但設(shè)備費(fèi)用較高，適于大規(guī)模生產(chǎn)使用，中、小型氯堿廠多采用中壓法； 液化率由氯中含氫量來(lái)決定；液化尾氣中含氫不得超過(guò)4%(體積）； 尾氣含60%~70%的氯氣可作為合成鹽酸、氯苯、次氯酸鹽的原料氣，也可經(jīng)過(guò)深度凈 化精制，使液化率達(dá)到98%~99% ; 液氯在生產(chǎn)和貯運(yùn)中易發(fā)生下列問(wèn)題：①液化尾氣中氯氣、氫氣與空氣的混合氣爆炸； ②包裝容器中殘存有機(jī)物雜質(zhì)與氯氣反應(yīng)爆炸；③水和食鹽水溶液中銨鹽帶入液化系統(tǒng)， 會(huì)使液氯中三氯化氮積累而引起爆炸。
5. 當(dāng)液氯蒸發(fā)用完后，所用容器均須用水和堿水沖洗，以除去被三氯化氮污染的液氯 后，方能修理和使用； 氯是劇毒物，生產(chǎn)中對(duì)受壓容器等設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格要求，防止氯氣泄漏； 空氣中氯氣允許濃度不大于lppm; 本發(fā)明特效氯氣無(wú)氟制備方法常用離子方程式 C12 +H20 ==(可逆號(hào)）Cl- +H+ +HC10 C12 + 20H(_)(冷）=CIO(-) +Cl(-) +H20 3C12 + 60H(_)(熱）=C103(_) + 5C1(_) + 3H20 C12 + 21- == 2C1- + 12 C12 +H2S03 +H20 == 2C1- +S042- + 4H+ C12 +H2S== 2C1- + 2H+ +SI C12 + 2Fe2+ == 2Fe3+ + 2C1-(向 FeBr2 溶液中少量C12) 3C12 + 2Fe2+ + 4Br- == 2Fe3+ + 2Br2 + 6C1-(足量C12) 2C12 + 2Fe2+ + 2fc- == 2Fe3+ + Br2 + 4C1-(當(dāng)n(FeBr2)/n(C12)= 1 :1 時(shí)） 8C12 + 6Fe2+ + l(Br-== 6Fe3+ + 5Br2 + 16C1-(當(dāng)n(FeBr2)/n(C12)= 3 :4 時(shí)） C12 + 21- == 2C1- + 12 C12 + 21- == 12 + 2C1-(向FeI2 溶液中通入少量C12) 3C12 + 2Fe2+ + 4I-== 2Fe3+ + 212 + 6C1-(足量C12) 4C12 + 2Fe2+ + 61- == 2Fe3+ + 312 + 8C1-(當(dāng)n(FeI2)/n(C12)= 3 :4 時(shí)） 2C1- + 4H+ +Mn02==Mn2+ +C12t+ 2H20Cl- +Ag+ ==AgCli CIO- +H+ ==HC10 CIO- +S02 +H20 == 2H+ +Cl- +S042-C10- +H20=HC10 + 0H-C12+2NaBr==2NaCl+Br2C12+2NaI==2NaCl+I2 本發(fā)明特效氯氣無(wú)氟制備方法原理：氯氣與水結(jié)合的反應(yīng)是： 氯氣+水=氯化氫+次氯酸C12+H20 ==HC1+HC10 氯在這個(gè)分子中成正一價(jià)； 這個(gè)反應(yīng)是平衡反應(yīng)，四種物質(zhì)都是同時(shí)存在的； 是平衡反應(yīng)，氯氣能在水中生成次氯酸，次氯酸就應(yīng)該能生成氯氣；可是自來(lái)水中沒有 氯化氫，所以不能生成氯氣； 2、氯氣對(duì)健康的危害：氯氣腐蝕呼吸道粘膜，刺激并干擾呼吸中樞神經(jīng)；別的就沒什 么了；主要作用是引起水腫干擾組織功能正常實(shí)現(xiàn)； 自來(lái)水生產(chǎn)中通常用適量的氯氣殺菌消毒，其與水反應(yīng)的產(chǎn)物之一是鹽酸，則用來(lái)判 別自自來(lái)水生產(chǎn)中通常用適量的氯氣殺菌消毒； 其與水反應(yīng)的產(chǎn)物之一是鹽酸，則用來(lái)判別自來(lái)水是否用氯氣消毒可用試劑A.氫氧 化鈉溶液B.氯化鋇溶液C.硝酸銀溶液，而石蕊不行； 硝酸銀檢驗(yàn)氯離子存在的原理，是銀離子可以與鹽酸電離產(chǎn)生的氯離子發(fā)生復(fù)分解反 應(yīng)生成AgCl白色沉淀，故銀離子常被用來(lái)檢驗(yàn)溶液中氯離子的存在；Ag+ +Cl-=AgCl(沉 淀）； 石蕊是酸堿指示劑，不能以酸堿指示劑來(lái)作氯元素判別；即便氯氣與水作用將形成H+，但這個(gè)量對(duì)大量水的PH值的改變很小，且自來(lái)水廠要對(duì)水作PH值調(diào)整之后才會(huì)出廠， 所以石蕊不能作為判定； 用氯氣可以殺菌消毒，而氯氣與水反應(yīng)的產(chǎn)物之一是HC1。
6.氯混合5% (體積）以上氫氣時(shí)有爆炸危險(xiǎn)； 氯能與有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行取代或加成反應(yīng)生成多種氯化物；氯在早期作為造紙、紡 織工業(yè)的漂白劑； 組成：顏料(染料）..................................................................10% 固體樹脂(連接料組分）...................................................25% 輔助劑(硅樹脂，聚季銨鹽，泛酰醇，脂肪醇和堅(jiān)果油、尿素醛，碘代丙炔基氨基甲酸丁， 異噻唑啉酮和苯酸鈉）........................5% 填充料........................................................................15% 有機(jī)溶劑(揮發(fā)性組份）...................................................45%。
【專利摘要】本發(fā)明特效氯氣無(wú)氟制備方法與堿溶液反應(yīng)，氯原子最外層有7個(gè)電子，反應(yīng)中易得到1個(gè)電子或共用一個(gè)電子對(duì)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。顏色\氣味\狀態(tài)：通常情況下為有強(qiáng)烈刺激性氣味的黃綠色的有毒氣體。密度：氯氣密度是空氣密度的2.5倍，標(biāo)況下ρ=3.21kg/m3。熔沸點(diǎn)較低，常溫常壓下，熔點(diǎn)為-101.00°C，沸點(diǎn)-34.05°C，常溫下把氯氣加壓至600~700kPa或在常壓下冷卻到-34°C都可以使其變成液氯，液氯即Cl2，液氯是一種油狀的液體。其與氯氣物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)基本相同。
【IPC分類】C25B1-34, C01B7-03, C01B7-04
【公開號(hào)】CN104709878
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310680321
【發(fā)明人】吳月梅
【申請(qǐng)人】上海泉靈信息科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月14日