【正文】 ............................................ 57 三廢處理情況 ............................................................................................................ 57 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 第 8 章 公用工程 ................................................................................................................... 58 供水 .......................................................................................................................... 58 供電 .......................................................................................................................... 58 供暖 .......................................................................................................................... 59 通風(fēng) .......................................................................................................................... 59 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................... 60 致謝 ........................................................................................................................................... 61 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 總 論 概述 意義與作用 工業(yè)上用電解飽和食鹽水的方法來(lái)制取 NaOH、 Cl H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱(chēng)之為氯堿工業(yè)。完成了 20xx0 字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，同時(shí) 對(duì)生產(chǎn)流程圖，車(chē)間平立面布置圖以及主體設(shè)備圖進(jìn)行了繪制。說(shuō)明書(shū)首先闡述了合成氯化氫的意義與作用，國(guó)內(nèi)外氯化氫合成的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展前景。其次介紹了本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)依據(jù)，廠址選擇， 原材料及 產(chǎn)品規(guī)格。 關(guān)鍵詞： 氯化氫；氯堿；合成；工藝路線 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract Hydrogen chloride is the product of the the design, the preliminary design of an annual output of 100,000 tons of chloralkali workshop hydrogen chloride Section. Manual first expounded the significance and role of the synthesis of hydrogen chloride, hydrogen chloride synthesis of current research and development prospects at home and abroad. Second, it describes the design basis of the design, site selection, raw material and product specifications. Determine the process route, a brief description of the process, as well as material and heat balance of the entire production process. Hydrogen chloride synthesis furnace, the main equipment of the absorber, as well as analytical tower were calculated and the corresponding selection, and integration of various factors on the plant layout, automatic control, safety and environmental protection engineering and public works for a reasonable design. Completed a 20,000word design specification, flow chart of production workshop and facade layout and the main equipment Figure drawing. Keywords: Hydrogen chloride。 NaOH、 Cl2 和 H2 都是重要的化工生產(chǎn)原料，可以進(jìn)一步加工成多種化工產(chǎn)品，廣泛用于各工業(yè)。還可與烴類(lèi)發(fā)生氧氯化反應(yīng)生成二氯乙烷、氯苯、三氯乙烯和四氯化碳等氯烴產(chǎn)品。世界氯堿技術(shù)發(fā)展 總體方向是規(guī)模大型化，節(jié)能降耗技術(shù)將成為重點(diǎn)，新建和擴(kuò)建氯堿產(chǎn)能 90%以上將采用離子膜法工藝。 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于制備高純度氯化氫的方法很多。今年來(lái)，由于石墨爐的廣泛使用，生產(chǎn)效率大幅 度提高，也使得氯化氫及鹽酸的 合成 工藝達(dá)到了新的技術(shù)水平。氯化氫在水中的溶解度很大，不同溫度下，氯化氫在水中的溶解度見(jiàn)下表。 氯化氫能與空氣中的水蒸氣形成煙霧，因此，氯化氫在空氣中能發(fā)煙。鹽酸是一種揮發(fā)性酸，純凈的鹽酸是無(wú)色透明 的溶液。 解吸發(fā)。將濃鹽酸置于脫析塔中加熱脫析制氯化氫氣體。在技術(shù)上市較先進(jìn)的方法。它是通過(guò)稀酸在絕熱 吸收塔吸收有機(jī)氯化物生產(chǎn)中的副產(chǎn)氯化氫，提濃后，進(jìn)入解吸塔脫析出來(lái)高濃氯化氫氣體。對(duì)于此種氣體的凈化通常采用精餾或吸附的方法，但齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 由于 其中乙炔和乙炔雜質(zhì)的沸點(diǎn)與氯化氫沸點(diǎn)相近，很難采用精餾的方法脫除得干凈，而吸附的方法操作過(guò)程繁瑣，需頻煩的更換吸附劑，生產(chǎn)成本高。 《化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》 廠址選擇 根據(jù)廠址選擇的原則與要求 ，將本設(shè)計(jì)的廠址選在江蘇省鹽城市合德鎮(zhèn)。再加上政府對(duì)于海洋工業(yè)的扶植，重點(diǎn)發(fā)展鹽化工，增加了再此地建氯堿廠的優(yōu)勢(shì)。 產(chǎn)品氯化氫的純度 % 產(chǎn) 品鹽酸濃度 20%22% 經(jīng)濟(jì)核算 化工工程建設(shè)項(xiàng)目在籌備階段就要進(jìn)行費(fèi)用估算，目的是給項(xiàng)目主管部門(mén)提供決策齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 依據(jù)。 表 17 經(jīng)濟(jì)核算表 序號(hào) 指標(biāo)名稱(chēng) 計(jì)算單位 設(shè)計(jì)指標(biāo) 成本 /萬(wàn)元 1 生產(chǎn)規(guī)模 t/a 10wt 氯堿 — 2 車(chē)間定員 人 28 3 原 鹽 t/a 146250 3510 4 原料水 t/a 5 蒸汽耗量 t/a 6 冷凝水耗量 t/a 7 冷凍鹽水 t/a 8 設(shè)備數(shù)量及投資 臺(tái) 10 400 9 車(chē)間建筑面積 m2 260 100 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 2 章 工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算 工藝原理 工業(yè)上生產(chǎn)氯化氫目前都是用氯氣和氫氣直接合成，因原料氣中含有氧氣，此時(shí)氫氣也會(huì)與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，合成爐內(nèi)燃燒 方程式如下： Cl2 + H2 2HCl O2 + 2H2 2H2O 機(jī)理分析：氯氣和氫氣在沒(méi)有光照射或光線很弱、低溫、常壓下，其反應(yīng)速度很慢，只有在加熱的條件下，或在光線照射下及觸煤的影響下，才能迅速的 發(fā)生 化合 作用，甚至發(fā) 生爆炸性。 )再與氫分子作用生成一個(gè) 氯化氫分子和一個(gè)活 化的 氫原子 (H和 H H H 2+ H 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 C l2+C l C l H C l H C l+ ③在反應(yīng)過(guò)程中 ， 由于活性氫原 子 與 活性氯原子 在 設(shè)備內(nèi)壁碰撞也會(huì) 發(fā) 生鏈的終止。這三種方法的主要區(qū)別在于合成爐的不同。 鐵合成爐制取鹽酸的工藝由于生成的鹽酸的質(zhì)量較低，已被許多企業(yè)淘汰。 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 工藝流程簡(jiǎn)述 工藝流程示意圖 F 1 01E 1 08BSC WSTR C10 5PI C10 6TI C10 7TR C10 1P 1 02T1 03E 1 05T 1 06E 1 07TI C10 8FR C10 2FR C10 1T 1 04E 1 02LI C10 4TI10 3FR C10 2TR C10 3P 1 01TI10 6 工藝流程簡(jiǎn)述 來(lái)自氫氣車(chē)間的氫氣與來(lái)自氯氣車(chē)間的氯氣在合成爐底部的燃燒器混合點(diǎn)火燃燒，溫度可達(dá)到 20xx℃以上。 物料衡算 生產(chǎn)能力及原料氯氣與氫氣量的計(jì)算 生產(chǎn)能力 年產(chǎn) 10萬(wàn)噸氯堿，年產(chǎn)時(shí)間按 8000h 計(jì)算，則 氫氧化鈉的流量為： ol /hN aO HG ? 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 氯化氫的產(chǎn)量 鹽水電解方程式為： 2 2 22 2 2Na Cl H O Na O H Cl H? ? ? ? 所以，22 1 5 6 .2 5 k m o l/hC l HGG?? 在合成 HCL 反應(yīng)中，按 22: :1H Cl ? 計(jì)算， 所以， 2 ol/hClG ?，2 ol/hHG ? 表 21 原料氣組成 物質(zhì) 氯氣（ mol%） 氫氣（ mol%） 純度 含氫 含氮?dú)? 含二氧化碳 — 含水分 含氧氣 進(jìn)料溫度 (℃ ) 25 25 進(jìn)料壓力 (MPa) 合成爐的物料衡算 合成爐原料氯氣原料氫氣合成氣 進(jìn)合成爐的各物質(zhì)的量 原料氫氣的量 =純氫氣的摩爾量 /氫 氣的摩爾分?jǐn)?shù) 原料氫氣的量： 各組分的含量 =原料氫氣的量 組分的摩爾分?jǐn)?shù) 含氮?dú)猓?%=含水分： %=含氧氣： %= 原料氯氣的量 =純氯氣的摩爾量 /氯氣的摩爾分?jǐn)?shù) 原料氯氣的量： 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 各組分的含量 =原料氯氣的量 組分的摩爾分?jǐn)?shù) 含氫氣： %=含氮?dú)猓?%=含二氧化碳： =含水分： %=含氧氣： %=各物料總進(jìn)料： 氫氣： ΣH2(mol)=+= ΣH2(m)= 2=氮?dú)猓?ΣN2(mol)=+= ΣN2(m)= 28=水： ΣH2O(mol)=+= ΣO2(m)= 18=氧氣： ΣO2(mol)=+= ΣO2(m)= 32=氯氣： ΣCl2(mol)= ΣO2(m)= 71=CO2： ΣCO2(mol)= ΣO2(m)= 44=總進(jìn)料 (mol)=+++++ = 總進(jìn)料 (m)=+++++ = 出合成爐的各物質(zhì)的量 合成爐 內(nèi)的兩個(gè)反應(yīng)： 22 2H C l HC l?? ① 2 2 222H O H O?? ② ① 生成的氯化氫的量為： 22 2H C l HC l?? 1 1 2 21HG 2ClG HClG 22 1 4 8 .8 1 /H C lG G K m o l h?? HClG =22ClG=2= /Kmol h 齊齊哈爾大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 29 7. 62 36 .5 10 86 3. 13H Cl H Cl H Clm G M? ? ? ? ?/kgh ② 氧氣燃燒所 消耗的氫氣及生成的水的量為： 2 2 222H O H O?? 2 1 2