一、生產(chǎn)特點
(一)氯氣壓力與液化溫度的關(guān)系
氣體液化的條件有兩條：①把溫度至少降低到一的數(shù)值，即稱為臨界溫度tc;②增加壓力，在臨界溫度使氣體液化所必須的最小壓力稱為該氣體的臨界壓力Pc。
氯氣液化同樣需達到這兩個條件。氯氣的臨界溫度tc=144℃，Pc=76.1大氣壓。就是說，只要低于144℃，在某一溫度下，必有一個對應(yīng)的壓力可以使氯氣液化。純氯氣的壓力與液化溫度之間成單值函數(shù)關(guān)系。壓力上升，液化溫度隨之上升；壓力下降，液化溫度隨之下降。
氯氣壓力與液化溫度關(guān)系見表7-2。
表7—2氯氣飽和蒸汽壓力與溫度的關(guān)系
表7-2所示的關(guān)系是對純氯氣而言，工業(yè)生產(chǎn)的氯氣都含有少量的O2H2N2CO2H2O等等，不純氯氣的壓力與溫度氯的分壓與其冷凝器溫度成單值函數(shù)關(guān)系：Pcl=P×Ccl其中：Pcl2為混合氣中氯分壓(kPa);P為混合氣的總壓(kPa);Ccl2為混合氣中氯的體積百分數(shù)(％)。
從上式可見，氯氣在液化過程中．總壓不變化，但氯氣分壓變化很大，使液化溫度在液化過程中也有很大的變化。
由于氯的液化溫度與氯壓力成單值函數(shù)關(guān)系，因此在工業(yè)上采用三種不同的氯氣壓力生產(chǎn)液氯。
?、俑邏悍?。氯壓力在l.4～1.6MPa(表壓)，液化溫度30~50℃。
?、谥袎悍āＢ葔毫υ?.2~0.4MPa(表壓)．液化溫度0～10℃。
③低壓法。氯壓力在0.15MPa(表壓)，液化溫度-30℃左右。
以上三種生產(chǎn)方法，以高壓法流程最短，操作簡單，能耗最低。表7—3為不同壓力下生產(chǎn)液氯耗電的比較。
表7-3不同壓力液氯生產(chǎn)工藝耗電比較表
我國目前采用的液氯生產(chǎn)工藝大部分為低壓法。近幾年來，國內(nèi)由于氯氣透平壓縮機的推廣使用，一些企業(yè)制造液氯的方法逐漸由低壓向中低壓方向發(fā)展，生產(chǎn)綜合能耗也隨之明顯下降。
(二)氯氣的液化效率和氯內(nèi)含氫的關(guān)系
液化效率也稱為液化率，其定義為：
液化效率=以液化之液氯量／進入液化系統(tǒng)氯總量×100%
使用上式計算液化效率比較麻煩，由于分析進入液氯系統(tǒng)和出液氯系統(tǒng)的氯氣成分比較容易，應(yīng)用物料平衡可推導出下式，從而方便地計算出液化效率：
式中：C1——進入液氯系統(tǒng)氯氣的體積濃度（以小數(shù)表示）；
C2—出液氯系統(tǒng)氯氣體積濃度(以小數(shù)表示)。
在液氯生產(chǎn)中，應(yīng)該是液化效率越高越好，但實際情況并非如此。因為在一般電解槽生產(chǎn)氯氣中總不可避免含有微量氫氣，一般隔膜法電解氯氣總管控制含氫不超過0.5%。這微量的氫與氯一同進入液氯冷卻系統(tǒng)，在氯液化過程中氫總量不變化．而氯氣總量卻因為不斷液化而減少，致使氯中含氫百分比不斷上升，一旦氯氣總氫量超過4％時，即有爆炸的危險(氯內(nèi)含氫的爆炸范圍為5~87.5％)。所以液化效率的極限為保證液氯尾氣含氫不超過4％．這使液化效率一般控制在90%左右，不再進一步提高。以下為原料氯含氫量與液化效率的關(guān)系(氯氣純度為95%)：
由上可知液氯尾氣含氫高低主要和原料氯含氫量有關(guān)，同時也與原料氯純度有關(guān)。當原料氯純度高時，其中含氫高，尾氣含氫超過4％的危險性越大。為此須根據(jù)料冬中含氫量、氯氣壓力來調(diào)節(jié)液化槽溫度，控制液化效率．定時分析液氯中尾氣含氫量。如超過3.5％時．應(yīng)采用開大尾氣閥門，降低液化效率的方法來孤低尾氣含氫量。
