De essentiële chemische industrie – online

Waterstofchloride is een gas bij kamertemperatuur. Oplossingen van waterstofchloride in water staan bekend als zoutzuur. Waterstofchloride wordt veel gebruikt in de chemische industrie als reagens bij de vervaardiging van andere chemicaliën. Het wordt meestal geproduceerd als nevenproduct van reacties waarbij chloor betrokken is.

Toepassingen van waterstofchloride

Onder de vele toepassingen in de chemische industrie wordt waterstofchloride gebruikt:

1. bij de productie van 1,2-dichloorethaan (ethyleendichloride) en chlooretheen (vinylchloride) dat op zijn beurt wordt gebruikt om poly(chlooretheen) (PVC) te maken.
2. bij de productie van fluorkoolwaterstoffen (bijvoorbeeld tetrafluoretheen, het monomeer voor poly(tetrafluoretheen).
3. bij de productie van chloor. Dit is in feite recycling, aangezien het grootste deel van het waterstofchloride is geproduceerd als nevenproduct wanneer chloor reageert met een reactant, bijvoorbeeld bij de vervaardiging van chlooretheen (vinylchloride), om PVC te maken. Zuur dat overblijft (zie hieronder), kan worden geëlektrolyseerd om waterstof en chloor te vormen. Een bijzondere vooruitgang voor deze elektrolyse, die door Bayer in China wordt gebruikt, is het ODC-procédé (oxygen-depleting cathode).
4. om het oppervlak van staal te reinigen (“beitsen”), aangezien het staaloppervlak hierdoor in een betere conditie komt voor verdere behandeling, zoals coaten en beitsen. Andere zuren worden soms gebruikt om roestvrij staal te beitsen.
5. bij de vervaardiging van titaan en magnesium.
6. om ionenwisselaarsharsen te regenereren.
7. om anorganische chloriden te produceren (bijvoorbeeld aluminiumchloride).
8. om de pH aan te passen in een groot aantal productieprocessen, waaronder de productie van drinkwater en voedingsmiddelen.
9. bij de vervaardiging van sommige kleurstoffen.

Vervaardiging van waterstofchloride

Het overgrote deel van waterstofchloride/waterstofchloride wordt gevormd als bijproduct. In de VS bijvoorbeeld is waterstofchloride/waterstofchloridezuur als nevenproduct goed voor ongeveer 90% van de totale productie, waarvan een groot deel bij de productie van chlooretheen via 1,2-dichloorethaan, voor de productie van poly(chlooretheen), PVC. Dit wordt vervolgens gebruikt om meer 1,2-dichloorethaan te produceren en is dus niet beschikbaar voor andere processen.

Bij de fabricage van magnesium door elektrolyse van magnesiumchloride wordt ook het zuur geproduceerd, maar dit wordt weer gerecycleerd.

Bij andere processen waarbij waterstofchloride/waterstofchloorzuur wordt geproduceerd, is de chlorering van koolwaterstoffen, bijvoorbeeld de chlorering van methaan tot chloormethaan, van ethaan tot chloorethaan en van benzeen tot chloorbenzeen.

Andere processen waarbij waterstofchloride/waterstofchloorzuur wordt geproduceerd, zijn onder meer de vervaardiging van isocyanaten die worden gebruikt om polyurethanen te maken en bij de vervaardiging van fluorkoolwaterstoffen.

Sommige installaties waar waterstofchloride/waterstofchloorzuur wordt geproduceerd, zijn gebouwd in de nabijheid van installaties waar het zuur wordt gebruikt. Zo wordt bijvoorbeeld het waterstofchloride/waterstofchloorzuur dat bij de vervaardiging van isocyanaten ontstaat, via een pvc-fabriek naar een pvc-fabriek geleid voor de productie van 1,2-dichloorethaan.

Het zuur wordt ook geproduceerd bij de vervaardiging van kaliumsulfaat (gebruikt als speciale meststof, bijvoorbeeld voor citrusvruchten en druiven) uit kaliumchloride en zwavelzuur.

Een kleine hoeveelheid van het zuur wordt geproduceerd door chloor in waterstof te verbranden. Beide reactanten ontstaan uit de elektrolyse van waterige oplossingen van natriumchloride (pekel). De reactanten worden samen verhit. De reactie is zeer exotherm en er wordt veel zorg besteed aan het beheersen van de reactie, voornamelijk door de stroomsnelheid van de twee gassen te regelen.

Zowel waterstof als chloor zijn zeer zuiver, wanneer zij door elektrolyse van pekel worden vervaardigd. Het resulterende waterstofchloride wordt als gas gebruikt of in speciale vaten, gewoonlijk van grafiet gemaakt, in water geabsorbeerd. Het wordt opgeslagen als een geconcentreerde oplossing (ongeveer 30% HCl) en is het zuiverste zoutzuur dat wordt geproduceerd.