氯化苯作为重要的基础有机化工原料，广泛应用于染料、医药、农药、橡胶助剂等领域，其生产规模随着下游产业的扩张而持续增长。在氯化苯生产过程中，氯气与苯在催化剂作用下反应生成氯化苯和氯化氢气体，经吸收后形成副产盐酸。

  一、氯化苯副产盐酸的特性与精制需求

  1.1 氯化苯生产工艺与副产盐酸来源

  《2026-2031年中国氯化苯行业专题研究及市场前景预测评估报告》氯化苯生产采用苯的液相氯化工艺，氯气和苯进入氯化反应塔，在铁环催化剂作用下发生取代反应，生成氯化苯和氯化氢气体。反应产物在氯化塔顶部实现气液分离，液态氯化液进入后续精制工序，气态氯化氢则进入吸收系统。

  氯化氢气体中夹带部分苯蒸气，经喷淋冷却、洗涤和吸收后，苯蒸气冷凝回收，净化后的氯化氢进入绝热吸收塔，采用降膜吸收工艺生产高浓度盐酸。此部分盐酸含有少量铁离子和有机物，称为绝热吸收酸。与此同时，氯化塔顶部出来的酸性氯化液依次经过水洗和中和工序，水洗过程产生的含约8%盐酸和约8g/L有机物的废水，经降膜吸收后形成水洗盐酸。两种盐酸均含有机杂质和铁离子，外观呈深棕褐色，无法达到工业合成盐酸标准，必须进行脱色和除油处理方可资源化利用。

  1.2 氯化苯副产盐酸精制的技术挑战

  氯化苯副产盐酸的主要杂质包括两类：一是有机物，主要为未反应的苯、氯化苯及多氯代副产物，含量约10g/L，导致盐酸呈现颜色并带有刺激性气味;二是铁离子，包括三价铁离子和二价铁离子，总含量约1.8g/L，来源于铁环催化剂的损耗和腐蚀。铁离子与有机物共存时，会形成有色络合物，进一步加深盐酸色泽。

  传统副产盐酸处理方法包括物理法、化学法和生物法。物理法通过过滤、沉淀、离心等方式分离杂质，操作简单但处理效果受原水质量影响，对微量金属离子去除效果不佳。化学法通过添加脱色剂或脱铁剂使杂质形成沉淀，处理效果好但可能引入新污染物。生物法利用微生物代谢转化杂质，环保但处理周期长、条件控制复杂。针对氯化苯副产盐酸的高浓度、高杂质含量特点，需开发针对性强、效率高的专用精制工艺。

  1.3 氯化苯副产盐酸精制的技术路线选择

  树脂吸附法凭借选择性高、操作简便、可再生利用等优势，成为副产盐酸精制的优选技术。该方法利用离子交换树脂或吸附树脂的选择性吸附特性，将盐酸中的有机物和铁离子分别脱除，实现盐酸的净化和脱色。

  针对氯化苯副产盐酸同时含有有机物和铁离子的特点，单一树脂难以同时高效去除两类杂质。因此，技术路线设计采用双树脂分步脱除策略：选用有机物吸附树脂专门脱除有机杂质，选用阳离子交换树脂专门脱除铁离子。两种树脂分别装填于独立吸附柱，通过优化进料顺序、树脂配比和操作条件，实现协同高效净化。

  二、氯化苯副产盐酸树脂吸附精制的实验研究

  2.1 氯化苯副产盐酸精制实验的设计思路

  实验设计遵循"分步验证、协同优化"的原则。首先，分别测定有机物吸附树脂和铁离子吸附树脂的单独处理能力，确定各自的处理容量和最佳操作条件。其次，探索两种树脂的装填配比，使在同一吸附周期内同时达到饱和，提高树脂利用效率。再次，研究进料顺序对处理效果的影响，确定最优工艺流程。最后，针对铁离子反色问题，开发氧化预处理技术，确保精制盐酸的稳定性。

  实验采用双柱灌注脱除法，将一定体积的脱有机物树脂和脱色树脂分别装填到吸附柱中，单独灌注副产盐酸，直至出口杂质浓度超标，记录精制盐酸的处理量，换算得到树脂使用的配比。吸附操作采用常压滴注方式，保持盐酸液体在吸附柱中不间断穿过，模拟工业吸附中的喷淋状态。

  2.2 氯化苯副产盐酸直接吸附的处理效果

  直接使用原副产盐酸进行吸附实验，有机物吸附树脂表现出良好的脱色效果。当处理量为250mL时，出口盐酸出现亮黄色;处理量达到500mL时颜色开始加深;处理量达到600mL时颜色迅速加深至与进口一致。由此确定，有机物吸附树脂对本次实验所用氯化苯副产盐酸的处理量为500mL，即10倍树脂充填体积，出口有机物含量从10g/L降至2g/L以下。

  铁离子吸附树脂的处理过程出现特殊现象。当处理量达到300mL时，出口盐酸开始出现淡黄绿色，且已处理的250mL盐酸静置30分钟后也呈现同样颜色。继续处理至500mL、600mL，出口盐酸均呈现淡黄绿色，但检测数据显示总铁含量并未明显增加。分析表明，溶液中的二价铁离子逐步氧化成三价铁离子而显色，树脂对二价铁离子的吸附能力不足，三价铁离子的存在也降低了树脂对二价铁离子的吸附能力。

  2.3 氯化苯副产盐酸氧化预处理的改进效果

  针对铁离子反色问题，开发氧化预处理工艺。选用双氧水作为氧化剂，其优势在于：可将二价铁离子氧化为三价铁离子，反应产物为水和氧气，不引入新杂质;同时可与少量有机杂质形成芬顿体系，促进其氧化降解。双氧水投加量根据250mL处理量时测得的总铁量计算，按电子守恒和氧化方程式，添加量为副产盐酸质量的1.0%至2.0%，双氧水浓度按12%计。

  氧化预处理后的吸附实验取得显著改善。有机物吸附树脂的处理效果保持稳定，出口有机物含量持续低于检测限。铁离子吸附树脂的处理能力大幅提升，处理量达到900mL时出口盐酸才开始出现黄绿色，前900mL处理后的盐酸静置不再反色，色号稳定在10以下。由此确定，氧化预处理后铁离子吸附树脂的处理能力为900mL，即18倍树脂充填量，较直接吸附提升80%。

  2.4 氯化苯副产盐酸精制树脂配比与进料顺序优化

  改变进料顺序的对比实验表明，将副产盐酸先通过铁离子吸附树脂、再通过有机物吸附树脂的反向流程存在问题。铁离子吸附树脂作为一级柱时，再生后无法恢复至白色，有机物吸附在树脂上无法解吸，导致树脂失效。因此，确定采用正向流程：副产盐酸先通过有机物吸附树脂，再通过铁离子吸附树脂。

  根据单独处理能力测定结果，有机物吸附树脂与铁离子吸附树脂的处理量比例为10:18，简化后约为1:2。考虑到实际运行中一级柱杂质浓度的波动，实验采用1:2的装填比例进行串柱验证。总装填体积100mL的复合吸附柱，处理氧化预处理后的副产盐酸，结果显示：处理量300mL至500mL范围内，出口有机物和铁离子含量均为零，色号小于10;处理量超过500mL后，出口有机物含量升至2g/L，铁离子含量升至0.3g/L，色号升至20至30。该结果验证了树脂配比和进料顺序的合理性，为工业化设计提供了参数依据。

  三、氯化苯副产盐酸精制工艺的工业化应用

  3.1 氯化苯副产盐酸精制工艺流程设计

  基于实验研究结果，设计形成完整的氯化苯副产盐酸精制工艺流程，包括四个核心工序：过滤除杂、氧化预处理、有机物吸附、铁离子脱色。

  过滤工序去除副产盐酸中的机械杂质和大颗粒悬浮物，保护后续树脂吸附柱免受堵塞和污染。氧化工序投加双氧水，将二价铁离子氧化为三价铁离子，同时降解部分有机杂质，投加量控制在盐酸质量的1.0%至2.0%。有机物吸附工序采用专用吸附树脂，脱除苯系有机物，实现盐酸脱色，树脂饱和后采用蒸汽再生。铁离子脱色工序采用阳离子交换树脂，吸附三价铁离子，进一步净化盐酸，树脂饱和后采用水洗再生。

  工艺流程的设计充分考虑了氯化苯生产的实际情况和副产盐酸的特性，各工序协同配合，确保精制盐酸达到工业合成盐酸标准。

  3.2 氯化苯副产盐酸精制工艺的操作参数控制

  工艺操作的关键参数包括：吸附柱进料流速控制在100mL/h，确保充分的吸附接触时间;水顶料流速提升至250mL/h，提高树脂床层清洗效率;氧化剂投加量根据进口铁离子浓度实时调整，保持适当的氧化还原电位;树脂再生周期根据处理量和出口质量指标确定，有机物吸附树脂每处理10倍体积再生一次，铁离子吸附树脂每处理18至20倍体积再生一次。

  质量监控指标涵盖：外观色号采用标准比色法测定，目标值小于10;有机物含量采用化学需氧量或液相色谱法测定，目标值小于2g/L;铁离子含量采用重铬酸钾滴定法测定，目标值小于0.3g/L;盐酸浓度采用酸碱滴定法测定，确保有效成分含量。

  3.3 氯化苯副产盐酸精制工艺的经济与环境效益

  树脂吸附法精制氯化苯副产盐酸，具有显著的经济和环境效益。经济上，精制后的盐酸可作为商品销售或回用于生产，避免副产酸的处理费用和资源浪费，按处理能力计算，树脂投资回收期短，运行成本低。环境上，工艺过程不引入新的污染物，树脂再生废液可集中处理，双氧水分解产物为水，符合绿色化工理念。

  相较于蒸馏法的高能耗、膜处理法的高投资和操作复杂性，树脂吸附法在氯化苯副产盐酸精制场景下展现出更好的技术经济适应性，尤其适合中小型氯化苯生产企业的技术改造。

  四、氯化苯副产盐酸精制技术的发展趋势

  4.1 氯化苯副产盐酸精制技术的优化方向

  树脂性能的进一步提升是技术发展的核心。开发具有高选择性、高容量、易再生的新型吸附树脂，可提高处理效率、降低运行成本。复合功能树脂的研究，即单一树脂同时具备脱色和除铁能力，可简化工艺流程、减少设备投资。

  工艺智能化控制是重要发展方向。通过在线监测进口和出口的杂质浓度、自动调节氧化剂投加量和吸附柱切换，实现工艺过程的优化运行和故障预警。树脂寿命预测模型的建立，可指导预防性维护，避免非计划停机。

  4.2 氯化苯行业副产酸资源化利用的拓展

  氯化苯副产盐酸精制技术的成功实践，为氯碱行业副产酸处理提供了可借鉴的技术范式。类似工艺可推广应用于其他涉氯有机化学品生产过程中的副产酸精制，如氯代烃、氯醇等产品。副产酸资源化利用网络的构建，可实现区域内副产酸的集中处理和梯级利用，提升整体资源效率。

  随着环保法规的日趋严格和循环经济的深入推进，副产酸从"污染物"向"资源"的转变将成为氯碱行业的普遍趋势，树脂吸附精制技术将在这一转型中发挥关键支撑作用。

  结语

  本文系统研究了氯化苯副产盐酸的树脂吸附精制工艺，针对副产盐酸含有机物和铁离子的特性，开发了双树脂分步脱除技术路线。通过实验探索，确定了有机物吸附树脂与铁离子吸附树脂的最佳配比为1:2，总处理能力可达树脂充填体积的15倍以上;开发了双氧水氧化预处理工艺，解决了二价铁离子反色问题，使铁离子吸附树脂处理能力提升80%;验证了正向进料流程的必要性，反向流程会导致树脂失效。