ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

В настоящее время в химической промышленности на смену высокотемпературным энергоемким процессам приходят более современные ресурсосберегающие (каталитические, биохимические и др.) процессы. Поэтому высокотемпературные процессы применяются лишь для получения таких веществ, как соляная кислота, фосфор, карбид кальция и др.

Производство соляной кислоты НС1 состоит из двух стадий. Первая стадия заключается в непосредственном соединении хлора и водорода в контактной печи из жа­роупорной стали. В нижней части печи имеется горелка, состоящая из двух труб, вставленных одна в другую. Су­хой хлор поступает во внутреннюю, а водород — в на­ружную часть трубы. При выходе они соединяются с образованием пламени. Так как процесс экзотермиче­ский, температура реакции достигает 2400 °С: Н₂ 4- С1₂-» -> 2НС1 + Q. На второй стадии газообразный хлористый водород улавливается водой в поглотителях различной конструкции, среди которых наибольшее распростране­ние получили насадочные колонны, змеевиковые абсор­беры и др. В качестве товарного продукта получают 31 —34%-ную соляную кислоту.

Наибольшую роль среди высокотемпературных мето­дов переработки в химической промышленности играют электротермические процессы, проходящие в электропе­чах. В числе наиболее важных продуктов электротерми­ческих производств можно назвать фосфор, карбид каль­ция и корунд.

Белый фосфор Р получают из фосфорсодержащего природного сырья (фосфориты, апатиты) путем плавле­ния его с песком и коксом в электропечах ванного типа с угольными электродами по реакции

Са₃ (РО₄)₂ + nSiO₂ + 5С à ЗСаО • nSiO₂+ 2Р + 5СО + Q

Фосфор возгоняется в процессе производства, проходит из печи по газоходу и конденсируется затем под водой, так как он может самовозгораться. Фосфор применяется для производства фосфорного ангидрида, фосфорной кислоты, зажигательных средств, ядохимикатов, фарма­цевтических препаратов и т. д.

Производство карбида кальция осуществляется в электропечи при 2000 °С с самозажигающимися угольными электродами ванного типа и угольным подом печи. В состав шихты для получения карбида кальция входит антрацит в смеси с коксом и негашеная известь. Карбид, получаемый согласно реакции

СаО + ЗС à СаС₂ + СО - Q

образуется в печи в жидком состоянии, вытекает через специальное отверстие (летку), охлаждается во вращаю­щемся барабане, застывает, а затем дробится на куски. Главное применение карбида кальция — производство ацетилена.

Расход электроэнергии в электротермических процес­сах весьма значителен: до 3000 кВтч и более на 1 т про­дукта; печи имеют мощность до 60000 кВт.

Прогрессивные направления совершенствования элек­тротермических производств — это переход на дешевые виды электроэнергии (гидроэнергию, местное топливо, атомную энергию), создание электропечей непрерывного действия, замкнутых циклов и безотходных технологий.