氯化铝生产工艺
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中和法聚合氯化铝生产工艺
中和法聚合氯化铝生产工艺是一种常用的水处理剂生产工艺,其主要原料为氯化铝和碱液。
该工艺具有生产成本低、生产效率高、产品质量稳定等优点,因此在水处理剂生产领域得到了广泛应用。
中和法聚合氯化铝生产工艺的主要步骤包括:氯化铝的制备、碱液的制备、中和反应、聚合反应、沉淀、过滤、干燥等。
其中,氯化铝的制备是整个工艺的关键步骤之一。
氯化铝的制备通常采用氢氧化铝和盐酸反应的方法,反应产生的氯化铝溶液经过过滤、蒸发等处理后即可得到氯化铝。
碱液的制备也是中和法聚合氯化铝生产工艺中的重要步骤。
碱液通常采用氢氧化钠或氢氧化钙等碱性物质制备,其主要作用是中和氯化铝溶液中的酸性物质,使其达到中性或碱性。
中和反应是将氯化铝溶液和碱液按一定比例混合后进行的反应,其目的是使氯化铝溶液中的酸性物质被中和,达到中性或碱性。
中和反应后,聚合反应即可进行。
聚合反应是将中和后的氯化铝溶液加入聚合反应器中,加入适量的聚合促进剂和混凝剂,进行搅拌反应。
聚合反应后,产生的聚合氯化铝颗粒会逐渐增大,最终形成沉淀。
沉淀后的聚合氯化铝颗粒需要进行过滤、洗涤等处理,以去除杂质和余量的盐酸等物质。
过滤后的聚合氯化铝颗粒需要进行干燥处理,
以达到一定的含水率和颗粒度。
中和法聚合氯化铝生产工艺是一种成熟的水处理剂生产工艺,其生产效率高、产品质量稳定、生产成本低等优点使其在水处理剂生产领域得到了广泛应用。
铝酸钙制备氯化铝工艺铝酸钙制备氯化铝工艺是一种重要的化学反应过程,广泛应用于铝行业。
氯化铝作为一种重要的无机化工产品,不仅在化学工业中有广泛应用,还可在建筑、冶金、医药等领域发挥重要作用。
本文将详细介绍铝酸钙制备氯化铝的工艺流程、关键技术及注意事项。
一、铝酸钙制备氯化铝的工艺流程铝酸钙制备氯化铝的工艺主要包括以下几个步骤:1.原料准备:选用高品质的铝酸钙作为原料,其纯度应在95%以上。
同时,还需准备一定量的盐酸,用于与铝酸钙反应。
2.配料:根据反应的化学方程式,精确计量铝酸钙和盐酸的用量,确保反应能够进行得当。
3.反应:将铝酸钙和盐酸混合均匀后,放入反应釜中进行反应。
在反应过程中,需要严格控制反应温度、压力等参数,以保证反应的安全顺利进行。
4.过滤:反应完成后,将生成的氯化铝溶液与未反应的铝酸钙分离,通常采用过滤的方法进行。
过滤过程中,要注意选用合适的过滤介质和操作方法,以降低滤液中的铝离子浓度。
5.浓缩:将过滤得到的氯化铝溶液进行浓缩,以提高氯化铝的浓度。
在浓缩过程中,应严格控制温度和蒸发速度,避免氯化铝晶体析出。
6.结晶:将浓缩后的氯化铝溶液冷却至适宜的温度,使氯化铝晶体逐渐析出。
此时,可通过调整溶液的浓度、温度等条件,控制氯化铝晶体的生长速度和形状。
7.干燥:将结晶后的氯化铝晶体进行干燥,以获得高纯度的氯化铝产品。
干燥方法可选用自然干燥、真空干燥等,根据实际需求进行选择。
8.包装:将干燥后的氯化铝产品进行包装,确保包装完好无损,便于储存和运输。
二、关键技术及注意事项1.反应温度的控制:反应温度对氯化铝的生成速率有很大影响。
一般来说,反应温度控制在60~90℃为宜,过高或过低都会影响反应的进行。
2.反应压力的控制:反应压力对氯化铝的生成速率也有很大影响。
一般情况下,反应压力控制在0.5~1.0MPa为宜。
3.过滤操作:在过滤过程中,要确保过滤介质的选择合适,避免滤液中的铝离子浓度过高。
同时,要注意定期清洗过滤器,以保证过滤效果。
工业上制备氯化铝(Aluminum Chloride)晶体的常见方法是通过结晶过程。
氯化铝是一种重要的无机化工原料,常用于催化剂、电解质、金属加工、纺织、制药等领域。
下面是一种常见的工业结晶氯化铝的方法:
1.溶液制备:首先将氯化铝固体与适量的溶剂(如水)混合,形成氯化铝溶液。
溶剂的选择通常根据工业生产的要求和条件进行。
2.精炼处理:为了提高溶液的纯度,可以进行精炼处理,通常采用沉淀或过滤的方式除去杂质和固体杂质。
3.结晶:将经过精炼处理后的氯化铝溶液进行结晶处理。
结晶可以通过多种方法实现,包括冷却结晶、蒸发结晶和反溶剂结晶等。
其中,冷却结晶是最常用的方法。
通过逐渐降低溶液的温度,使溶液中的氯化铝逐渐结晶形成晶体。
4.分离和干燥:结晶完成后,将晶体与溶液分离。
通常采用过滤、离心或采用其它固液分离方法来分离晶体和残余溶液。
分离后的晶体可以通过空气干燥或在低温和低压下进行干燥处理,以获得干燥的氯化铝晶体。
需要注意的是,工业制备氯化铝的过程可能因生产设备、工艺条件和产品要求的不同而有所变化。
以上仅是一个简要的描述,实际的工业生产过程可能更为复杂和多样化。
无水氯化铝的制备和应用无水氯化铝是一种重要的无机化合物,广泛应用于化工、金属、航空航天等领域。
本文将详细介绍无水氯化铝的制备方法和应用。
一、无水氯化铝的制备方法1. 直接氯化法直接氯化法是制备无水氯化铝的常用方法之一。
其主要原料为氢氧化铝和氢氯酸。
制备过程如下:(1)将氢氧化铝与氢氯酸按一定比例混合,反应生成氯化铝。
(2)将反应产生的氯化铝和余下的氢氯酸一起加热,将其中的水分去除,得到无水氯化铝。
从反应原理来看,该方法的优点在于无需使用反应剂或催化剂,且生产效率高。
缺点则是使用的原料较为昂贵,并且加热过程较为复杂,需耗费大量能源。
2. 氧气化法氧气化法是制备无水氯化铝的另一种方法。
其原理是先将纯铝加热至一定温度,然后用氧气将其氧化成铝氧化物,最后用氯化氢将其还原为无水氯化铝。
这种方法的优点是不需要使用其他反应剂,反应过程相对简单;缺点在于需要使用高温和高压环境,对设备的要求较高,且产生的废气对环境污染较大。
3. 溶剂热法溶剂热法是一种先进的制备无水氯化铝的方法。
其原理是在特定的有机溶剂中,使氢氧化铝和氯化铝合并形成复合离子,然后将有机溶剂蒸发去除,留下无水氯化铝。
这种方法具有反应时间短、生产效率高、产品纯度高等优点。
但缺点在于需要使用高质量有机溶剂,并且生产成本相对较高。
二、无水氯化铝的应用无水氯化铝具有广泛的应用领域。
下面列举了一些常见的应用场景:1. 化学工业中,无水氯化铝是制备硝基化合物、有机物和无机盐等重要原料。
2. 金属加工行业中,无水氯化铝可以作为氧化铝剂、氯化剂、氟化剂、还原剂等,用于裂解magnesium、锂、钙、钠等金属,以及合成吸热剂、金属钎料等材料。
3. 航天航空领域中,无水氯化铝可作为燃料、推进剂等。
4. 无水氯化铝还可以作为某些工艺的催化剂,如烯烃聚合、芳香烃加氢等。
5. 在铝电解过程中,无水氯化铝也是不可或缺的原料。
总之,无水氯化铝是一种具有多种应用场景的重要原料,对于现代工业生产具有不可替代的作用。
结晶氯化铝工艺流程结晶氯化铝是一种重要的无机化工原料,广泛应用于冶金、化工、医药等领域。
本文将详细描述结晶氯化铝的工艺流程,包括原料准备、反应过程、结晶过程和产品处理等环节。
一、原料准备:1. 氯化铝: 性质稳定的氯化铝片或粉末作为主要原料,质量应符合相关标准。
2. 氯气: 用于反应过程的氯化剂,需使用高纯度的氯气。
二、反应过程:1. 反应釜: 选择耐腐蚀的反应釜,按照设计要求进行装置。
2. 加热: 将适量的氯化铝和氯气加入反应釜中,加热至一定温度。
3. 反应: 在一定温度下,氯气与氯化铝发生反应生成氯化铝气体。
4. 冷却:反应结束后,采用合适的方法进行冷却,以便进行后续操作。
5. 产物收集: 收集反应产生的气体,并进行分离和净化处理。
三、结晶过程:1. 溶液准备: 将反应产生的氯化铝气体溶解于水中,形成氯化铝溶液。
2. 过滤: 通过滤纸或其他适当的材料对氯化铝溶液进行过滤,去除杂质。
3. 浓缩: 将过滤后的氯化铝溶液加热蒸发,使其逐渐浓缩。
4. 结晶: 继续加热浓缩后的溶液,使其达到饱和状态,然后冷却至一定温度,促使氯化铝结晶形成固体结晶物。
5. 过滤与洗涤: 将结晶物进行过滤,用适量的水进行洗涤,以去除杂质。
6. 干燥: 取出洗涤后的结晶物,进行适当的干燥,使其达到规定的含水量。
四、产品处理:1. 产品收集: 将经过干燥的结晶物收集储存。
2. 包装: 根据需求,将结晶氯化铝装入合适的包装容器中。
3. 质检: 对产品进行质量检测,确保符合相关标准。
4. 存储: 将质检合格的结晶氯化铝储存于适宜的仓库中,注意防潮、防火等措施。
本文详细介绍了结晶氯化铝的工艺流程,包括原料准备、反应过程、结晶过程和产品处理等环节。
正确的操作流程和严格的质量控制是确保结晶氯化铝质量稳定的关键。
通过了解工艺流程,人们能够更好地理解结晶氯化铝生产的流程和每个环节的作用。
只有在正确的操作下,才能获得高质量的结晶氯化铝产品。
聚合氯化铝的多种生产工艺
1.传统的铝土矿法:
传统的生产PAC的方法是利用铝土矿作为原料,经过矿石的破碎、浸出、提取纯铝等步骤得到氯化铝溶液,然后与氯化钙反应生成PAC。
这种方法需要铝土矿资源丰富,但矿石资源日益稀缺,所以这种方法的应用逐渐减少。
2.半水溶剂法:
半水溶剂法又称脱硫剂法,是指将铝固体与一种溶剂反应,使铝溶解生成溶液,然后与盐酸反应生成聚合氯化铝。
这种方法相对于传统的铝土矿法来说,耗能更少、产量更高、环境友好。
3.溶液聚合法:
溶液聚合法是将铝粉与氯化铵、氯化钙等盐类化合物反应,生成聚合氯化铝。
这种方法相对简单,操作容易,适用于小规模生产。
4.高氯化铝及氯化铝溶液自身聚合法:
高氯化铝及氯化铝溶液自身聚合法是指将高氯化铝或氯化铝溶液自身在一定条件下进行聚合反应,生成聚合氯化铝。
这种方法无需引入额外的化学物质,节约了资源,但对生产工艺的要求较高。
5.氨水法:
氨水法是将氨水与氯化铝的溶液反应,生成聚合氯化铝。
这种方法操作简单,适用于小规模生产,但生成的PAC质量相对较低。
需要注意的是,以上生产工艺仅是PAC的一部分生产方法,随着科技的发展和工艺的创新,还有更多的生产工艺正在不断涌现。
根据不同的应用需求和生产规模,选择适合的生产工艺是十分重要的。
总之,聚合氯化铝是一种重要的无机高分子材料,有多种生产工艺可供选择。
从传统的铝土矿法到现代的溶液聚合法,每一种生产工艺都有其特点和适用范围。
在选择适合的生产工艺时,需要考虑原料资源、生产规模、能耗等因素,以提高生产效率和产品质量。
聚合氯化铝的生产工艺及设备聚合氯化铝(Polyaluminum chloride,简称PAC)是一种常用的水处理剂,具有良好的絮凝性能和沉降效果。
它广泛应用于污水处理、饮用水净化和工业循环水处理等领域。
本文将就聚合氯化铝的生产工艺及设备进行探讨。
一、生产工艺聚合氯化铝的生产工艺主要包括原料制备、反应生成和产品处理三个环节。
1. 原料制备聚合氯化铝的主要原料是氯化铝(AlCl3)。
氯化铝可以通过氢氧化铝(Al(OH)3)经过中和反应得到。
中和反应可以使用盐酸(HCl)作为中和剂,其中产生的氯化铝溶液即可用于后续的反应生成步骤。
2. 反应生成反应生成是指将氯化铝溶液进行聚合反应,生成聚合氯化铝产品。
反应生成常采用连续流程,即将氯化铝溶液和其他助剂如硫酸(H2SO4)、聚合物添加剂等,在反应釜中进行混合和搅拌。
通常,通过加热和酸碱催化,可以使氯化铝分子聚合生成多聚物。
聚合反应需要控制温度、反应时间和添加剂的用量,以确保产品的质量和性能。
3. 产品处理反应生成后的聚合氯化铝产品需要进行处理,以使其符合使用要求。
产品处理通常包括沉淀、澄清和干燥步骤。
首先,将反应生成的聚合氯化铝产物进行沉淀,分离出水溶液并去除其中的杂质;然后,对沉淀物进行澄清处理,通常使用过滤或离心等技术;最后,将澄清后的产品进行干燥处理,以获得成品。
二、生产设备聚合氯化铝的生产设备包括原料处理设备、反应釜和产品处理设备。
1. 原料处理设备原料处理设备主要用于制备氯化铝溶液的原料,主要包括氢氧化铝的混合槽、盐酸的储罐和输送系统等。
混合槽用于配制氢氧化铝溶液,储罐则用于储存盐酸等中和剂。
输送系统用于将原料送至反应釜中进行混合反应。
2. 反应釜反应釜是聚合氯化铝生产过程中最核心的设备,主要用于聚合反应的进行。
反应釜通常由耐酸碱性材料制成,具备搅拌装置和加热系统。
搅拌装置用于混合原料和助剂,加热系统则是为了提供适宜的反应温度。
3. 产品处理设备产品处理设备用于对反应生成的聚合氯化铝进行沉淀、澄清和干燥。
氯化铝生产工艺环评一、生产工艺流程氯化铝的生产工艺主要包括原料准备、氯化反应、冷却结晶、分离干燥等环节。
具体流程如下:1.原料准备:选用铝土矿、氢气、氯气等为主要原料,按照一定比例混合备用。
2.氯化反应:将混合原料加热至一定温度,在氯化炉中进行氯化反应,生成氯化铝和氯气。
3.冷却结晶:将氯化反应生成的氯化铝溶液进行冷却,使氯化铝结晶析出。
4.分离干燥:将结晶后的氯化铝进行分离、洗涤、干燥,得到最终产品。
二、原料与能源消耗氯化铝生产过程中所需的原料主要为铝土矿、氢气和氯气,其中铝土矿的品质和品位对生产效率和产品质量具有较大影响。
能源消耗主要包括电、煤、水等,其中电耗为主要能耗,占总能耗的60%以上。
三、污染物排放氯化铝生产过程中产生的污染物主要包括废气、废水和固体废物。
废气主要为氯化炉产生的含氯废气,废水中含有残留的氯化物、悬浮物等有害物质,固体废物主要为废催化剂和副产物。
这些污染物如果未经妥善处理而直接排放,将对环境造成严重污染。
四、废水处理针对氯化铝生产过程中产生的废水,应采取有效的处理措施,确保废水达标排放或再利用。
常用的废水处理方法包括物理法(沉淀、过滤等)、化学法(中和、氧化还原等)和生物法(活性污泥法、生物膜法等)。
应根据废水的水质和排放标准选择合适的处理工艺,以达到减排和环保的目的。
五、废气处理氯化铝生产过程中产生的废气中含有的氯气、氯化氢等有害物质会对环境和人体健康造成严重影响。
因此,必须采取有效的废气处理措施,减少有害物质的排放。
常用的废气处理方法包括吸收法、吸附法、催化燃烧法和燃烧法等。
通过合理的废气处理技术选择和应用,可以降低废气中有害物质的浓度,使其达到排放标准或再利用的要求。
六、固体废物处理氯化铝生产过程中产生的固体废物主要包括废催化剂和副产物等。
这些废物可能含有有毒有害物质,需要进行妥善处理。
常用的固体废物处理方法包括填埋法、焚烧法和综合利用法等。
应根据废物的性质和处置要求选择合适的处理方式,避免对环境和人体健康造成不良影响。
结晶氯化铝生产工艺
结晶氯化铝是以铝计量称量后与氯化氢反应产生的氯化铝溶液,通过结晶工艺进行脱水结晶得到纯度较高的氯化铝固体产品。
下面是结晶氯化铝生产工艺的一般步骤,大约700字:
1. 原料准备:氯化铝的原料主要是含氯化铝的废水和废气,也可以使用氯化铝石英砂。
废水和废气通过处理后可以得到含氯化铝的溶液。
2. 配料:根据生产需要,按照一定比例将溶液中的氯化铝与卤属金属碱金属等杂质进行筛分和去除,得到含有较高氯化铝浓度的溶液。
3. 提纯:为确保氯化铝固体产品的纯度,可以采用一系列的蒸发和洗涤工艺来提高氯化铝的纯度。
具体步骤包括:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤和洗涤。
4. 结晶:将纯化的氯化铝溶液进行脱水结晶。
一种常见的方法是采用冷却结晶法,即将高浓度的溶液通过换热器冷却,使其达到饱和状态,然后进一步降温结晶。
此时,溶液中的氯化铝开始逐渐凝聚成固体晶体。
5. 过滤:待结晶完全形成后,将溶液中的固体通过过滤器进行过滤分离,得到湿氯化铝。
6. 干燥:将过滤得到的湿氯化铝固体进行干燥处理,通常使用旋转流化床干燥机进行快速干燥,以去除水分。
7. 粉碎和包装:将干燥后的氯化铝固体进行粉碎处理,使其粒度均匀。
然后将粉碎后的产品进行包装和质检,最终成品即可投入市场销售。
以上是结晶氯化铝的一般生产工艺,具体步骤可能会根据生产工艺和设备的不同略有差异。
整个过程中,需要注意原料的准备和提纯过程中对杂质去除的控制,以及过滤和干燥等环节的操作控制,确保产品的纯度和质量。
聚合氯化铝的多种生产工艺氯化铝(AlCl3)是一种重要的化工原料,广泛应用于催化剂、防腐蚀剂、染料、药物等领域。
下面将介绍一些常见的氯化铝生产工艺。
1. 氯化铝的氧化工艺:氯化铝的氧化工艺是将铝直接氧化为氯化铝。
该工艺分为两步:(1)将铝粉加入配有活性炭的高温反应器中,在高温下进行还原反应,生成气态氯化铝;2Al + 3Cl2 = 2AlCl3。
(2)将气态氯化铝通过冷却和凝结处理,得到固态氯化铝。
2. 氯化铝的酸氯化工艺:氯化铝的酸氯化工艺是将铝与氯化氢反应生成氯化铝,并通过蒸馏和冷却得到固态氯化铝。
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2。
3. 氯化铝的氯化物交换工艺:氯化铝的氯化物交换工艺是利用氯化钠与硫酸铝反应,生成硫酸钠和氯化铝。
之后,通过蒸馏和冷却得到固态氯化铝。
2Al2(SO4)3 + 6NaCl = 3Na2SO4 + 4AlCl3。
4.氯化铝的氯法工艺:氯化铝的氯法工艺是将铝加入氯化钠-氯化钼体系中反应,生成氯化铝。
该工艺的优点是反应条件温和。
之后,经过蒸馏和冷却,得到固态氯化铝。
2Al + 6NaCl + 3MoCl5 = 2AlCl3 + 3Na2MoCl6。
5. 氯化铝的气相法工艺:氯化铝的气相法工艺是利用氯气与铝在高温下反应,生成氯化铝。
其中,氯化铝以气态存在,经过冷凝得到固态氯化铝。
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3。
以上是一些常见的氯化铝生产工艺,其中氧化工艺和酸氯化工艺是最常用的生产方法。
每种工艺都有其优缺点,在实际应用中需要根据不同的需求和条件进行选择。
同时,在工艺中还需要考虑环保、安全等方面的因素。
氯化铝生产工艺1.性质1.1物理性质白色颗粒或粉末,有强盐酸气味,工业品呈淡黄色。
易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳,微溶于苯。
熔化的氯化铝不易导电,和大多数含卤素离子的盐类(如氯化钠)不同。
氯化铝的水溶液完全解离,是良好的导电体。
无水氯化铝在178℃升华,它的蒸气是缔合的双分子。
在空气中能吸收水分,一部分水解而放出氯化氢。
AlCl3采取“YCl3”结构,为Al立方最密堆积层状结构,而AlBr3中Al却占Br最密堆积框架的相邻四面体间隙。
熔融时AlCl3生成可挥发的二聚体(AlCl3)2,含有两个三中心四电子氯桥键,更高温度下(AlCl3)2二聚体则离解生成平面三角形AlCl3,与BF3结构类似。
氯化铝为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的结晶性粉末。
极易吸收水分并部分水解放出氯化氢而形成酸雾。
易溶于水并强烈水解,溶液显酸性。
也溶于乙醇和乙醚,同时放出大量的热。
六水合氯化铝为无色斜方晶体,密度 2.398g/cm3,100℃时分解。
1.2化学性质氯化铝是强路易斯酸, 可和路易斯碱作用产生化合物,甚至也可和二苯甲酮和均三甲苯之类的弱路易斯碱作用。
若有氯离子存在,氯化铝会生成四氯合铝酸根离子(AlCl4-):AlCl3(aq) + Cl- (aq) ⇌AlCl4-(aq)在水中,氯化铝会部分水解,形成氯化氢气体或H3O+离子。
其水溶液和其他含铝物质的溶液相同,含有水合铝离子,跟适当份量的氢氧化钠反应可生成氢氧化铝沉淀:AlCl3(aq) + 3NaOH(aq) =Al(OH)3(s) + 3NaCl(aq)AlCl3(aq) + 3H2O =AlO2-+ 3HCl + H3O+Al2O3+3C+3Cl2=△=2AlCl3+3CO2Al+3Cl2=△=2AlCl3AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O氯化铝容易潮解,由于水合会放热,遇水可能会爆炸。
它会部分水解,释放氯化氢或盐酸。
溶液呈酸性,这是由于铝离子部分水解造成的。
[Al(H2O)6]3++H2O ⇌[Al(OH)(H2O)5]2++H3O+2.主要应用无水三氯化铝是一种重要的无机化工原料,主要用于制造洗涤剂的烷基化剂、合成药物、合成染料、合成橡胶、洗涤剂、塑料、香料等同时无水三氯化铝也是一种十分重要的催化剂,特别是作为费瑞德一克莱福特反应的催化剂得以广泛应用。
此外无水三氯化铝有望用于金属铝的生产,若以无水三氯化铝为原料进行铝电解将在节能减排、减少温室气体排放方面具有巨大潜力[1]。
1)氯化铝主要用在傅-克反应中,例如以苯和光气为原料制备蒽醌,应用于染料工业中。
2)苯及其衍生物在发生上述反应时,主产物是对位的异构物。
相比较下,烷基化反应涉及的问题较多,不如酰基化反应应用广泛。
无论是哪种反应,氯化铝和其他原料和仪器都必须是中等干燥的,少量的水有助于反应进行。
由于氯化铝可与反应产物配位,因此应用在傅-克反应时,它的用量必须与反应物相同,而非“催化量”。
反应后的氯化铝很难回收,会产生大量的腐蚀性废料。
为了达到绿色化学的要求,化学家开始使用氟化钇或氟化镝来替代氯化铝,减少污染。
氯化铝也常用来将醛基加在苯环上,如加特曼-科赫反应用一氧化碳、氯化氢、氯化铝及氯化亚铜为催化剂。
3)氯化铝在有机化学中有很广泛的应用。
它可以催化Ene反应,比如3-丁烯-2-酮(甲基乙烯基甲酮)与香芹酮加成。
4)AlCl3也常用在烃类聚合反应和异构化反应中,比如工业上乙苯的生产。
乙苯可用于进一步制备苯乙烯、聚苯乙烯以及用作清洁剂的十二烷基苯。
芳烃存在下,氯化铝与铝混合可用于合成二(芳烃)金属配合物。
例如,二苯铬就是通过特定金属卤化物经由Fischer-Hafner合成制备的。
低浓度的碱式氯化铝常是防汗药的成分之一,而多汗症患者在使用时浓度会高些(12%或更高)。
5)用作有机合成的催化剂,如石油裂解、合成染料、合成橡胶、合成洗涤剂、医药、香料等。
6)用于制造农药、有机铝化合物、酞菁系有机颜料用催化剂、乙基苯制造用催化剂。
7)用于金属冶炼、润滑油合成。
8)食品级产品用作膨松剂、清酒等防变色剂及果胶的絮凝剂。
9)用作分析试剂、防腐剂、媒染剂。
3.制备工艺3.1铝锭法铝锭法也称金属铝法,即将氯气直接通过熔融的金属铝,两者直接接触反应生成无水三氯化铝,反应方程式是:2A1+3C12=2A1C13(1)反应温度一般控制在800℃左右,气相产物无水三氯化铝在400℃左右进入产品捕集器,经自然冷凝结晶,得到无水三氯化铝成品尾气经稀碱或石灰乳水洗涤吸收后排空。
铝锭法生产无水三氯化铝工艺流程简单、设备少、单位产品投资小,因此它的固定成本低。
然而该方法铝源为金属铝,导致生产成本相对较高。
为了降低原料的成本,一些工艺中采用杂铝或部分杂铝作原料。
采用杂铝后,由于原料中杂质成分复杂,会导致产品中杂质较多[2]。
3.2氧化铝法氧化铝法是以氧化铝、氯气及碳三者为原料共同反应制取无水三氯化铝,国外研究者20世纪60年代后期曾对氧化铝法制无水三氯化铝的反应机理进行了研究,他们认为氧化铝法制无水三氯化铝的反应式为:Al2O3+(m+n)C+3C12=2AlCl3+mCO+nCO2 (2)式(2)中的m+2n=3,当m=0时,n=3/2,此时式(2)就成为:Al2O3+1.5C+ 3C12=2A1C13+ 1.5CO2(3)当式(2)中n=O时,m =3,此时式(2)就成为:Al2O3+ 3C+ 3C12=2A1C13+ 3CO (4)式(3)及式(4)均为放热反应,而式(4)的碳耗量为式(3)的2倍。
由此可知,若能使反应按式(3)进行,此时为反应的最佳状态;倘若反应按式(4)进行,此时为反应的最差状态;反应也可在最佳和最差两者之间进行。
因此,设计出合适的反应器使反应向式(3)进行成为氧化铝法制三氯化铝发展的关键[2]。
所用的反应设备有如下几种:(1)固定床,采用该设备制备无水三氯化铝时以氧化铝粉为主要原料,用煤作还原剂,纸浆废液作粘接剂,氯气作氧化剂,在850~950℃下进行反应。
夹带着粉尘的炉气冷却,得到粗产品AIC1。
,粗A1C1。
精制后得合格纯度的产品。
尾气中含有少量的氯气,用碱液或亚硫酸钠溶液处理后排空。
相对而言,采用该设备制备无水三氯化铝工艺流程较长,氯化前需配料、制球等。
(2)流化床,将平均粒度0.079 mm的氧化铝粉和0.14 mm的石油焦按一定的配比投入焙烧炉中,通人氯气和氧气,温度950℃,氧化铝粉在还原剂碳的存在下,与氯反应生成的气相产物经预冷分离器和预冷塔,将气体中夹带的灰分和氯化物杂质除去。
净化气体冷却至250℃左右通人四台串联的夹套水冷捕集器,再经冷却、结晶,即得粉状无水三氯化铝,并由捕集器下料口排出。
未被冷凝的气体在三台串联的尾气处理塔中,经水洗后,进入喷淋亚硫酸钠水溶液的湍球塔,以除去尾气中未反应的氯气以及无水三氯化铝水解生成的氯化氢气体。
流化床反应器与固定床反应器相比,具有工艺流程短、氯气利用率高、成本低、劳动强度低、三废量少等优点[2]。
(3)盐浴池,国外20世纪70年代后重视节能,因此对氧化铝法制备无水三氯化铝的研究比较多,其中具有代表性的有盐浴法。
该法以氧化铝粉为铝源,含碳和氯的物质为还原剂和氯化剂,常用的还原剂和氯化剂为焦炭和氯气。
3种原料在盐浴池中反应得到无水三氯化铝,生成的无水三氯化铝以气态的形式挥发出来。
所用盐浴的主要成分为A1C13和NaC1。
为了提高氯化率,可以在盐浴体系中加入一些金属或其化合物,这些金属包括铁、铬、铜、铕和铈等。
采用盐浴池生产氯化铝具有工艺简单、设备少、投资低的特点。
不过由于反应在盐浴体系中进行,对反应设备的耐腐能力要求较高[3-4]。
3.3含铝资源氯化法含铝资源氯化工艺的原理与氧化铝粉氯化法的原理相同,由于矿石中杂质多,成分复杂,因此需要对矿石进行预处理或者对氯化生成的粗三氯化铝进行复杂的净化处理。
在含铝矿物氯化流程中,许多研究围绕矿石预处理和粗三氯化铝净化展开。
Holliday等以经两步处理后的含铝矿物作原料制备无水三氯化铝。
铝土矿的处理步骤为:(1)400~750℃下,在CO和SO2气氛中使铁以硫化铁形式除去;(2)430~750℃下,铝土矿中其余的铁以气态三氯化铁的形式挥发除去。
预处理过程铝的损失在3%以下,用处理后铝土矿制备的无水三氯化铝经一般净化后产品含铁量可低至0.05%[5]。
由于无水三氯化铁与无水三氯化铝的沸点相差较小,三氯化铁是粗三氯化铝净化过程中重点除去对象。
3.4结晶六水氯化铝高温气氛保护脱水法无水三氯化铝制备较难,而含水的氯化铝制备较为容易,因此可以先从含铝的原料制备得到含水氯化铝,然后再脱水得到无水三氯化铝。
Sinha和Hilld发明一种从六水氯化铝制备无水三氯化铝的方法,首先在200~450℃下加热六水氯化铝,直至六水化合物基本脱水,脱水产物于350~600℃下,与含40%~50%(体积分数)的氯气、30%~50%的一氧化碳、5~15%的二氧化碳及5%~15%的氢气的气体混合物反应,产生无水三氯化铝气体。
该法也可以从矿物原料制备结晶氯化铝,充分利用资源的优势,不足之处也在于生产设备较大[6]。
3.5结晶六水氯化铝有机盐脱水法在结晶六水氯化镁醇氨法与复盐法脱水工艺的基础上,马家玉提出六水氯化铝复盐法脱水工艺和六水氯化铝醇氨法脱水工艺。
该工艺的特点有:六水氯化铝干燥脱水过程易操作、工艺条件范围控制广,无水有机介质循环量少、产率高、能耗低。
1)六水氯化铝复盐法脱水工艺步骤为:(1)六水氯化铝流态化干燥脱除大部分结晶水。
(2)干燥后的氯化铝产物溶于醇中配制氯化铝的醇溶液,同时配人一定量的氯化铵,而后采用真空蒸馏方法脱除氯化铝醇溶液中的水分。
(3)脱水后的氯化铝醇溶液与氨气逆流接触反应生成A1Cl3·NH3晶体。
(4)氨化后的产物洗涤、过滤、干燥,并将干燥后的晶体加热分解,得到氨与无水三氯化铝混合气体,分离后获得固体无水三氯化铝,氨循环利用。
该工艺的特点是,六水氯化铝干燥脱水过程易操作、工艺条件范围宽;无水有机介质循环量少、产率高、能耗低[7]。
2)六水氯化铝醇氨法脱水工艺主要包括:(1)有机盐酸盐的合成,胺类物质、咪唑或者吡啶与盐酸反应获得粗品有机盐酸盐。
粗品干燥后得到有机盐酸盐。
(2)复盐的合成,干燥后的有机盐酸盐与六水氯化铝和水,加热搅拌反应,之后冷却析出晶体,经过滤获得的水合氯化胺类铝复盐、水合氯化咪唑铝复盐或水合氯化吡啶铝复盐晶体。
(3)复盐分解,复盐脱水,得到不含结晶水的氯化胺类铝复盐、氯化咪唑铝复盐或氯化吡啶铝复盐。
脱除结晶水的复盐控制反应温度使复盐脱掉三氯化铝,捕集升华的三氯化铝气体得到无水三氯化铝,分离得到的有机盐酸盐循环利用[8]。