液氯汽化的工艺及注意事项

氯气是生产多晶硅的基本原料，制备多晶硅要掌握氯气的制备技术。

氯，原子序数17，元素符号Cl，第ⅦA族，原子半径99pm，相对原子质量35.45，第一电离能1260kJ/mol。1774年舍勒发现氯。

1.氯气的物理化学性质

（1）氯气的物理性质。常温、常压下氯气是黄绿色的气体，化学符号Cl₂，相对分子质量71，密度3.214g/cm³，比空气大，熔点、沸点较低，压强为101.325kPa，-34.6℃易液化，液态氯为金黄色，冷却到-101℃液氯变成固态氯，微溶于水（1体积水在常温下可溶解2体积氯气），易溶于有机溶剂（汽油、苯等有机物），难溶于饱和食盐水。氯气有刺激性气味，有毒。

（2）氯气的化学性质

1）氯气的化学性质很活泼，能和许多金属和非金属反应。

和金属反应2Na+Cl₂=2NaCl （5-27）

和非金属反应H₂+Cl₂=2HCl （5-28）

和硅反应Si+2Cl₂=SiC₄ （5-29）

2）氯气能与可燃气体形成爆炸性混合物，H₂在Cl₂中的爆炸极限如下。上限：H₂87%，Cl₂13%；下限：H₂5%，Cl₂95%。

3）氯气通常用电解食盐水的方法制取。

2NaCl+2H₂O=2NaOH+H₂↑+Cl₂↑（5-30）

（3）氯气的危害。氯气的化学活泼性使得它的毒性很强。少量氯气可引起呼吸道困难，刺激咽喉、鼻腔和扁桃体发炎，导致眼睛红肿、刺痛、流泪，引起胸闷和呼吸道综合征，激发哮喘病人呼吸发生困难，甚至休克。氯气进入血液可以同许多物质发生化合作用，引起神经功能障碍，杀伤和破坏血细胞，并引起盗汗、头痛、呕吐不止、胃肠痉挛、肝脏受损等，严重者可致全身性水肿，电解质失衡。氯气还对皮肤、衣物等具有强烈腐蚀和损毁作用。

大量氯气两分钟可致人缺氧并急速中毒死亡。

2.液氯的汽化 液氯的汽化就是使氯从液态变为气态。其原理是利用液氯汽化量随温度升高而升高的特性，通过调节钢瓶温度与阀门开启度的大小，从而达到控制氯气压力的目的。

图5-19示出液氯汽化工艺。(www.xing528.com)

（1）工艺步骤简述

1）液氯钢瓶。用以贮存和运输液氯，钢瓶外套有橡胶圈防止磁撞。图5-20示出液氯钢瓶。

2）汇流排。这是将数个液氯钢瓶汇合后进行减压，再通过主管道输送至使用终端的系统设备。汇流排由气体加热器、回火防止器、泄压阀、气体泄漏报警仪、压力开关、护瓶支架等设备组成。液氯钢瓶切换形式可分为手动切换、半自动切换、全自动切换，主要用于中小型气体供应站。图5-21示出汇流排。

图5-19 液氯汽化工艺

图5-20 液氯钢瓶

图5-21 汇流排

3）小缓冲罐。用于稳定系统压力，防止产生脉冲，起到调节系统流量的作用。图5-22示出小缓冲罐。

4）碱池。一般为石灰水池，用于处理紧急事故。

（2）操作要点。选用一组液氯钢瓶，按顺序开启瓶阀、汇流排上控制阀、缓冲罐进气阀、出气阀，进入到HCl合成岗位的大Cl₂缓冲罐，并维持小缓冲罐内Cl₂压力在一定范围即可。压力不足时，可多开液氯钢瓶，或用水淋洗液氯钢瓶，有助于液氯汽化，一直到钢瓶液氯用完（用手摸钢瓶底面不冰手即液氯用完）。

液氯属于Ⅱ级高度危害物质，在贮存、运输和使用过程中要注意遵守操作规程，防止事故的发生。

图5-22 小缓冲罐