年产6000吨盐酸合成工艺设计_毕业论文(编辑修改稿)

年产6000吨盐酸合成工艺设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

氢气体由水流喷射泵抽至 尾气塔，用纯水吸收。 吸收过程存在的问题 经查阅国内外文献资料分析总结，通常情况下，盐酸吸收系统存在的问题主要有以下几点： 沈阳化工大学学士学位论文 第一章 文献综述 6 (1)氯化氢气体夹带有大量水雾、泡沫，进入吸收器后，影响到氯化氢与列管水膜的充分接触，且盐酸生成时产生的热量不易移走，以致吸收效率不高。 (2)尾气中也带有大量的水雾，在引风机中容易冷凝成弱酸性液体，直接冲击运转的叶轮，引起风机振动加大，风机故障率升高，增加了设备维修量；同时，由于风机效率的下降，使工艺操作波动大，吸收效率更差，尾气排放经常超标，对周围居住环境造成污染，常引起 周围居民的投诉。 (3)旧盐酸吸收系统的洗涤塔、清洗塔、回收塔等设备全部采用玻璃钢材料制作，投资成本高，且设备制作周期长。 沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 7 第二章 产品的性质及其它 产品性质 物理性质 盐酸是无色或浅黄色的液体，有氯化氢的刺激气味，有毒有腐蚀性，浓盐酸在潮湿空气中放出氯化氢而发烟，盐酸是一种挥发性酸，也是极强的无机酸 [5]。 盐酸的密度随浓度增加而上升，随 温度 的增加而降低， 20℃ 时 %盐酸密度为， %的盐酸密度为。 盐酸是恒沸点液体，而恒沸点组成 与恒沸点温度却随压力不同稍改变。 表 21 恒沸点组成．沸点温度随压力变化表 项目 数据 压力 KPa 700 740 760 800 恒沸点 压力 KPa 化学性质 盐酸能与酸碱指示剂反应；和碱发生中和反应，生成氯化物和水；能与活泼金属单质反应，生成氢气；能和金属氧化物反应，生成盐和水；和盐反应生成新酸和新盐；与大部分碳酸盐和碳酸氢盐反应生成二氧 化碳和水；具有还原性等。 沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 8 产品规 格 表 22[6] Q/SHG0040032020 指标名称 优级品 一级品 合格品 总酸度（以 HCI%计） 铁 硫酸盐（以 S0 24 %计） 砷， % ≤ 灼烧残渣， % ≤ 氧化物（ C1%计） ≤ 表 23 食品添加剂盐酸的要求 % 项 目 指标 总酸度（以 HCI%计） ≥ 铁 % ≤ 硫酸盐（以 S0 24 %计） ≤ 氧化物（以 Cl计） ≤ 还原物（以 S0 24 计） ≤ 灼烧残渣， % ≤ 重金属（以 P b%计） ≤ 砷 % ≤ 表 24 副产盐酸的要求 指标名称 指标 总酸度（以 HCI%计） 外观 浅黄色透明液体无浮油 主要指标测定方法 GB32093 工业用合成盐酸 性能与用途 a) 金属清洗，在拉管，抽丝，电镀，油漆、镀锡等进一步加工前，必须将氧化铁皮以酸洗方法清除干挣。 沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 9 b) 石油井的酸化，许多油田是石灰岩和沙石岩组成。 这些地下组织的渗透率比较低，在采油过程中可以利用盐酸能和这些岩石起化学反应的性质，把盐酸注入油井的地下岩结构中，使岩层产生裂缝，以贯通油层之问的 间隔，将油汇集在一起，提高油的流动性和渗透性，从而提高油井的采油率。 c) 矿产品的加工。 d) 无机物的制造。 e) 烯烃、炔烃的加成反应。 f) 烃类的氧氯化反应。 g) 其它用途，用于染料工业、制革工业、印染工业及食品、医药工业等。 产品包装、运输及贮存 ⑴ 产品检验方法 a) 合成盐酸按 GB 320 执行。 b) 副产盐酸按 Q/SHG． J 0 21 1 7 执行。 c) 食晶盐酸按 GB18 9 7 执行。 ⑵ 产品包装贮运 成 品 进入 盐酸贮罐，根据包装容器的具体情况，开动酸泵，直接装入火车槽车或者汽车槽车，运往厂外，也可用酸泵打至高位槽供厂内生产使用。 主要原料的性能与规格 原料的物化性质 ⑴ 氯气的理化性 [7] 氯气是一种黄绿色，有刺激性嗅味的气体，对人体有刺激粘膜的毒害作用，氯气密度 (0℃ ， )，液化温度 () ℃ (也有 ℃ 或 ℃ )，氯气溶于水、酒精、四氯化碳等液体中，含水氯气腐蚀性强， 0℃ 以下 ， 生成Cl28H2O 的黄绿色 结品，因此含水氯气管道冬季应保温。 沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 10 表 25 不同温度的氯气溶解度 温度 (℃ ) 0 20 30 40 50 60 70 80 90 下 1 升水中溶解氯气（克） 表 26 氯气在不同压力下液化温度 表压（ M Pa） 0 液化温度 (℃ ) 25 15 5 0 5 10 氯气对人体的侵害随浓度不 同而差异甚大。 表 27 空气中不同含氯量对人体的影响 空气中的含氯量（ mg/m3） 对人体的作用 可长时间工作 1—2 从事轻工作 6 小时 4 不能坚持工作 2 8 10—20 分钟即中毒 35—50 —1 小时死亡 900 10 分钟内死亡 操作环境空气中最高允许浓度 1 mg／ m3。 氯气化学性质活泼，易与大多数金属及非金属化合生成各种化合物，在氢气中燃烧生成氯化氢。 232 3 2F e C l F eC l 2H + 2Cl  2 HCl ⑴ 氢气的理化性质 氢气为无色、无味并且是最轻的气体 Q/SHG0040032020 标准状态下为。 氢气在氧气中的爆炸范围为 5%%，在空气中的爆炸范围 5%%，生产中应特别注意防止爆炸事故发生． 氢气能和一些 强氧化剂作用，以致发生强烈反应。 H2+1/2O2 燃 烧 H2O l/2 2H +l/2 2Cl 燃 烧 HCl 沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 11 主要生产工艺过程的基本原理 氯气与氢气在弱光照射或低温常压下反应速度很慢，只有在加热或明亮的光照下或触媒存在下，才会迅速反应生成氯化氢 [7]，主反应式 为： H2+CL2  2 HCl 副反应： 2 H2+O2  2H2O 2 CO+O2  2CO2 3 Cl2+2Fe  FeCl （有过缝氯气存在的非正常情况下才发生） 氢气和氯气在波长 400436 毫微米的紫外光下发生反应时，由下游离基连锁反应，其光量子效率可 高达 ，其反应机理如下： a)链引发：氯分子吸收热或光量子的能量后，离解为两个活性氯游离基，成为链锁反应的升始： Cl2 热 和 光 2Cl． b)链传递：活性游离基 C1，与氢分子作用，生成氯化氢分子和活性氢游离基 H．， H．与氯分子作用生成一个 H C l 和一个 C1，如此一个一个地传递下去构成连锁反应。 Cl.+H2  HCl +H． H. +Cl2  HCl +C1． c) 链终止，当受到外界能与 ，游离基便失去活性而使链终止。 原料气带入氧 2H.+1/2O2  H2O ① Cl.+ 2O  ClO2 ② 自身结合为气体分子 H+H  H2 CI +Cl  Cl2 H+CI  HCl ③ 活性游离基与合成炉的壁面碰撞也会发生链终止。 一般说来两个简单的游离基互相碰撞时是不能合并的，即 ② 式的终止是不存在的。 氢氯燃烧合成关系采取氢过剩，以确沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 12 保氯完全反应。 含氯的副产盐酸气采取燃烧法进行净化处理。 即把含氯的副产盐酸气与氢氯焰直接接 触混合，回收其中氯气。 氯化氢被水或稀盐酸吸收后，就可制成盐酸。 生产工序及生产流程 氢气与氯气的来源 盐酸的生产主要有两种方式，一种是直接合成法，另一种是无机或有机产品生产的副产品。 而我们氯化氢工段采用的是电解产品氯气和氢气直接合成盐酸的。 氯化氢合成 由电解产生的氯气和氢气沿管道分别经过阻火器、控制阀、流量计、燃烧器进入合成炉。 氢氯燃烧化合采取氢气过剩，并 出 燃烧器 在 合成炉内进行，在反应生成的火焰中完成生成氯化氢的反应，火焰最高为 1400℃ ，合成的氯化氢和经燃烧处理的氯 化氢经合成炉炉壁散热，出合成炉气体 的温 度在 400500℃ 左右，由炉顶出口进入散热器，采用空气自然冷却。 氯化氢的吸收 经过空气冷却的氯化氢进入一段降膜吸收塔顶部，与二段吸收塔流出的稀酸在管内并流向下流动吸收，制得的盐酸由底部流出，经过液封分别进入酸储藏 [8]。 在一段吸收塔不能吸收的气体与少量吸收的氯化氢由膜式塔底部排出，经过上升管引至二段膜式吸收塔顶部，与尾部吸收塔流出的稀酸在管内并流向流动吸收，制得的稀酸由底部流出进入一段吸收塔顶部。 在二段吸 收塔不能吸收气体和少量末吸收的氯化氢气体由塔底部排出经上升管引至尾部吸收塔底部进入，在尾部吸收塔内与顶部加入的注加水接触，逆流吸收，不能吸收气体，由尾部塔顶部经气液分离器分离后，由尾部塔顶部排空，分离出的盐酸流回尾部塔，生成的稀酸经液封管流入二段塔塔项。 沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 13 产品的贮存输送和包装 当酸贮缶液面接近 米时，应另换其它空槽，根据包装容器的具体情况，开动酸泵，直接装入火车槽车，或者汽车槽车运往厂外，也可用酸泵打至高位槽供厂内生产使用。 盐酸控制系统采用可编程控制系统，简称 PLC 控制。 安全生产基本原 则 基本原则 操作人员必须正确使用所规定的方法操作。 压力容器安全使用条件 合成炉操作压力 ，防爆膜抗压。 安全检修 ⑴ 定期检查各控制阀门，指示仪表，防火防爆装置必须保持灵敏。 ⑵ 定期检查和处理各设备、管道中的物料、并冬季注意防寒防冻工作。 防火防爆 ⑴ 加强操作、搞好设备维护，防止易燃、易爆和有毒物质外冒，保护劳动环境，防止人气污染。 ⑵ 生产现场一律不准吸烟、凡因检修施工、必须经批准后方可动火。 ⑶ 氢气设备管线必须有静电防护。 主要安全技术指标 生产岗位空气中有害物质的含量，其最高允许浓度： 氯气 l 毫克／米 3 沈阳化工大学学士学位论文 第二章 产品性质及其它 14 氯化氢 毫克／米 3 工业卫生及防护 ⑴ 所有设备管道不得泄灞、堵塞、确保物料畅通无阻。 ⑵ 坚守工作岗位，不违章作业，发现隐患及时排除和报告，确保安全生产。 环保处理措施 氯化产生的副产盐酸气通入盐酸合成炉燃烧，吸收制成合成盐酸。 环保指标 尾气 HCI 含量 ≤400mg/m3 下水 PH 6—9沈阳化工大学学士学位论文 第三章 物料衡算 15 第三章 物料衡算 基础数据 a) 生产规模 :年产 6000 吨 b) 生产时间：年开工 300 天，日开工 24 小时 . c）产品要求： 31% d) 储存及包装损。