【正文】 護措施鹽酸是氯堿生產中的潮產物之一，它對設備及管道也會產生嚴重腐蝕，對它的防腐也是必不可少的。但是不耐還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕。當氯氣壓縮機出口溫度大于90℃( MPaG，出口溫度達120℃以上)，壓縮機及其后的冷卻器材質則不能選用碳鋼材質。氯的化學性質非?；顫?，常溫干燥(含水100106，無嚴格劃分)時，氯對大多數金屬的腐蝕都很輕，但當溫度升高時氯對金屬的腐蝕則會加劇。11工藝設備和道路間距離第八章 氯堿生產中的防腐及三廢處理 氯堿行業(yè)生產過程中的工藝介質及產品（例如NaOH、濕Cl飽和鹽水、HCl、H2SO4等）均具有極強的腐蝕性。（4）要盡可能地縮短設備間管線。廠房平面布置見圖紙。6. 管線布置 管網布置和敷設方式對生產動力消耗及投資具有重要意義。2. 滿足安全和衛(wèi)生要求(1) 廠區(qū)布置應嚴格遵守防火、衛(wèi)生等安全規(guī)范、標準和有關規(guī)定；(2) 火災危險性大的車間與其他車間之間應按規(guī)定安全距離設計；(3) 經常散發(fā)可燃氣體的場所，應遠離各類明火源；(4) 火災、爆炸危險性較大和散發(fā)有毒有害氣體的車間、裝置，應盡量采用露天或半敞開的布置；(5) 環(huán)境潔凈要求高的工廠應與污染源保持較大的距離。（7）水文：工廠需水量大，故廠址應靠近水量充足和水質良好的水源，以滿足工廠生產和生活用水及排水，靠近河流但避開洪水地段。廠區(qū)的面積、形狀和其它流程合理需要，廠區(qū)要留有發(fā)展的余地。、施工人數、臨建安排等因素考慮。（7）用地要求 ，盡量少占耕地。因此，廠址必須靠近水源充足和水質良好的水源。公路運輸可用做鐵路運輸和水運的補充。b.（3）氣候 氣候條件也會影響建廠的經濟效益。廠址選擇的好壞對工廠的建設進度、投資數量、經濟效益以及環(huán)境保護等方面關系密切，所以它是基本建設的一個重要環(huán)節(jié)。本設計由于只是對燒堿生產過程中的一個工段進行設計，全面的經濟核算不好進行，因此只對生產消耗和生產成果兩方面進行核算。大型企業(yè)一般實行廠級、車間、班組三級核算，中、小型企業(yè)一般實行廠級、車間二級核算或廠級一級核算。各項核算內容通過一系列技術經濟指標來體現。企業(yè)經濟核算包括生產經營全過程的核算，主要是：①生產消耗的核算,又稱生產成本的核算,包括物質消耗與勞動消耗兩方面。實際流速u=，所以設計選擇的管道規(guī)格符合要求。實際流速u=，所以設計選擇的管道規(guī)格符合要求。實際流速u= m/s40m/s，所以設計選擇的管道規(guī)格符合要求。 其他設備的選型(1)精鹽水泵的選型 精鹽水的密度為：ρ=1132kg/m3精鹽水的體積流量為：Vs=W/ρ=參考《中國化工機械設備大全》，選擇型號為：150FB22A化工耐腐蝕泵， m3/h，數量為2臺并聯。 氫鹽換熱器的規(guī)格及參數參數數量參數數量公稱直徑500mm管子尺寸Φ25公稱壓強管長公稱面積80m2管子總數172管程數2管程管子排列方法正三角形排列實際傳熱面積：So=nπdo()=172()= m2 鹽水預熱器的選型由于采用水蒸氣冷凝成水作為加熱方式，為了使冷凝水能夠順利排出，水蒸氣走殼程；又由于精鹽水容易結垢，為方便清洗，精鹽水走管程。而精鹽水因為容易結垢，為了方便清洗，選擇精鹽水走管程。則有N1=。所以在設計電解槽時，應按照電解槽部件的更換周期計算出必要的備用電解槽。40=（kJ）(4) 陰極90℃堿液帶走熱量Q4由《氯堿工業(yè)理化手冊》查得，90℃電解堿液的比熱容為：CP=(kg.℃)，則：Q4=90=（kJ）(5) 90℃，%濕氯氣帶走的熱量Q590℃水的比熱容為：CP=(kg.℃)，90℃氯氣的比熱容為：CP=（kg.℃），則濕氯氣帶走的熱量為：Q5=%90+%90=（kJ）(6) 90℃,%濕氫氣帶走的熱量Q690℃水的比熱容為：CP=(kg.℃)，90℃氫氣的比熱容為：CP=（kg.℃），則濕氫氣帶走的熱量為：Q6=%90+%90=（kJ）(7)水蒸汽帶走熱量Q790℃水的蒸發(fā)熱為：579 kcal/kg，水蒸氣的量包括濕氫氣和濕氯氣中水汽的量，則水蒸氣的潛熱為：Q7= [I1(%)+I2(%)]579= [%+%]579=（kJ）(8) 電解槽散熱損失和其它損失Q8=Q1+Q2（Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=+（++++=（kJ）： 電解槽的熱量衡算結果進入電解槽的熱量（kJ）帶出電解槽的熱量（kJ）90℃精鹽水Q1分解NaCl消耗的熱量Q3電能Q2電解堿液Q4濕氯氣Q5濕氫氣Q6水蒸氣潛熱Q7系統熱損失Q8合計合計第四章 主要設備的工藝計算與選型 電解槽數量的估算電解槽是在低電壓、大電流下進行操作。即：(4) 出氫鹽換熱器的冷凝水含量：。④自動分析 為及時、準確觀測精鹽水、電解液、氫氣和氯氣的含量，保證連續(xù)生產的可靠性，設計上要求增設自動分析器，如測量氯化鈉濃度的氯化鈉自動分析器；測量氫氧化鈉濃度的氫氧化鈉自動分析器；測量氫氣組成的氣動式自動分析器；測量氯氣組成的氣動式自動分析器。 電解操作指標與生產控制點分析（1）電解工藝指標　 為了保證電解的順利進行，對于隔膜法電解工藝有一定的工藝指標。電流效率隨電流密度的增加而增加，電流密度每增加100A/dm2,%。精鹽水中的NaCl含量高，可降低Cl2在鹽水中的溶解度，減少陽極室的副反應。影響電流效率的因素有很多，如鹽水質量（鹽水濃度、鹽水中Ca2+、Mg2+、SO42等雜質的含量，鹽水的pH值等）、鹽水溫度、電解液濃度、隔膜吸附質量、電流密度大小、電流波動情況以及電解槽絕緣好壞等都會影響電流效率。為防止空氣與氫氣混合發(fā)生爆炸，一般電解槽氫氣系統都是保持微正壓49~98Pa下操作。通常堿液成分控制在如下范圍：NaOH含量：130~145 g/LNaCl含量： 175~210 g/L(4) 氯氣的純度及壓力 氯氣是有毒氣體，不允許泄露，要保證電解槽、管道等連接處的密封，氯氣總管的壓力采用微負壓49~98Pa下操作。(3) 鹽水的流量與堿液濃度 鹽水流量的大小會對電解過程帶來較大的影響。在生產中，一般采用添加過量的Na2CO3和NaOH除去Ca2+、Mg2+雜質；為了控制SO42的含量，采用加入氯化鋇的方法。工業(yè)生產上電解液采用的是NaCl的飽和溶液，其質量濃度為(315 177。電解生成的氯氣從電解槽頂部出口支管導入氯氣總管，送氯氣處理工序；氫氣從陰極箱上部出口支管導入氫氣總管，送氫氣處理工序。目前國內大、中型氯堿廠都普遍使用化工部第八設計院設計的C30Ⅲ型金屬陽極隔膜電解槽。石棉是一種硅酸鹽纖維狀礦物質，具有耐酸耐堿的特性，能夠比較全面地滿足上述要求，所以自20世紀20年代以來一直使用石棉作為隔膜材料。為了便于吸附隔膜及易于使氫氣和電解液流出，立式隔膜電解槽的陰極一般采用鐵絲編成網狀，也有用沖孔鐵板。 陰極材料陰極材料要具有耐氯化鈉、氫氧化鈉的腐蝕，導電性能良好，且氫在電極上的過電位要低等特點。（4）使用壽命長 金屬陽極耐堿和氯的腐蝕并可更換涂層，使用壽命可達10年以上。（2）產品質量好 金屬陽極性能穩(wěn)定，堿液無色透明，濃度高，氯氣中無CO、CO2等雜質，純度高。h)電能效率為：η=100%=% 電極和隔膜材料的選擇 陽極材料由于電解槽的陽極是直接地持續(xù)地與化學性質十分活潑，且腐蝕性較強的濕氯氣、鹽酸和次氯酸等接觸，因此陽極材料應具有較強的耐化學腐蝕性，同時具有對氯的過電壓低，導電性能良好，機械強度高而且易于加工，來源廣泛和使用壽命長等特點。ηI也可以寫成:η=而理論上生產1t氫氧化鈉時消耗的電量為：Q0== GC，耗用的電能為：W0== 電壓效率及槽電壓（1）理論分壓 為了增大食鹽水的電導和減少氯在食鹽水中的溶解以抑制副反應,電解時常常采用濃度高的接近于飽和的食鹽水，含氯化鈉約為300330㎏/,。Cl2 + H2O === HClO + HClClO + 2[H] === Cl + H2O副反應的發(fā)生，不但會降低堿和氯的產量，而且還會降低電流效率。目前，工業(yè)上較多使用的是立式隔膜電解槽。離子膜法師20世紀70年代發(fā)展的新技術，其電極反應與隔膜法的完全相同，但用離子交換膜代替石棉隔膜，離子交換膜反應器組裝靈活，單原料進入和產物排放用的管道很多，此外因受到離子膜尺寸的限制，反應器單元的生產能力較小。電解法生產燒堿，根據電解槽結構、電極材料和隔膜材料的不同可分為水銀法、隔膜法和離子交換膜法。一般情況下，發(fā)展中國家工業(yè)發(fā)展的初期用氯量較少，由于氯氣又不宜長途運輸，所以總是以氯氣需用量來決定燒堿產量，往往出現燒堿短缺。通過運用先進設備，提高電解槽的電能效率和堿液蒸發(fā)熱能的利用率，來降低燒堿的電耗和蒸汽消耗。電解法生產燒堿除原料易得、生產流程較短外，主要有以下三個特點。美、日、歐大型氯堿企業(yè)產品結構向精細化工升級，其長遠戰(zhàn)略就是發(fā)展精細化工，不斷提高產品精細化率。第二，以聯合兼并等方式，向大型規(guī)模發(fā)展。美、日、歐三個地區(qū)大體上占世界總產量的73%，預計到2000年美國和歐洲的燒堿產量為2170萬噸，由原來占63%的比例降為48%。造成我國有機氯產品大量進口的主要原因在于國內原料路線及生產工藝落后，生產規(guī)模小，產品成本高和質量差，競爭不過進口產品。生產聚氯乙烯耗氯量約占氯總消耗量的22%。因此，如何合理開發(fā)生產氯產品，搞好氯堿平衡是當前需深入研究和認真探討的重要課題（3）氯產品的結構問題 目前我國的氯產品主要有無機氯產品和有機氯產品。而且國內市場上氯產品需求旺盛，而燒堿市場疲軟，目前我國成為世界上唯一有燒堿過剩需要出口，卻需要大量進口氯產品的國家，估計今后這種氯與堿的供求不平衡還將會繼續(xù)進一步擴大。目前我國的燒堿生產中，%，%。隨著離子膜法新裝置的建成，造成嚴重環(huán)境污染的水銀法已停止生產，苛化法的產量也相當少，我國目前燒堿的主要生產方法是隔膜法和離子膜法。目前我國的燒堿企業(yè)有200多家，裝置規(guī)模普遍較小，生產能力超過100 kt/a的生產企業(yè)只有24家。氯氣易液化，可溶于水，易溶于有機溶液。常用作為強氧化劑與氯化劑。主要化學性質為高燃燒性和還原性。純氫氧化鈉的物理性質如下：分子式 NaOH分子量 熔點 318 .4℃沸點 1399℃折射率 熔融熱 溶解度 109比熱容 （g電解法是采用電解食鹽（NaCl）水的方法生產燒堿，在制得燒堿的同時還生產氯氣(Cl2)和氫氣(H2)，所以工業(yè)上電解法生產燒堿也稱氯堿工業(yè)。第一章 綜 述燒堿（NaOH）即氫氧化鈉，俗稱火堿、苛性鈉。氯堿工業(yè)是最基本的化學工業(yè)之一，它的產品除應用于化學工業(yè)本身外，還廣泛應用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、石油化學工業(yè)以及公用事業(yè)。工業(yè)上用電解飽和NaCl溶液的方法來制取NaOH、Cl2和H2，并以它們?yōu)樵仙a一系列化工產品，稱為氯堿工業(yè)，即工業(yè)上電解法生產燒堿也稱氯堿工業(yè)。目前國內主要采用隔膜電解法制燒堿，而電解工段是電解食鹽水生產氯氣、氫氣、燒堿的主要工段，因此電解工段的工藝設計至關重要?？粱ㄊ怯眉儔A（Na2CO3）和石灰乳（Ca(OH)2）通過苛化反應生成燒堿而得名，也叫石灰苛化法。其溶液呈強堿性，腐蝕性極強。故應放置在干燥的環(huán)境中，也可用于干燥氣體。在各種液體中溶解甚微，難于液化，液態(tài)時為無色透明液體，有超導性質。經壓縮可液化為金黃色液態(tài)氯。氯在早期作為造紙、紡織工業(yè)的漂白劑。如此快速的增長，使國內燒堿市場趨于飽和狀態(tài)，而且這種擴建熱潮目前還在繼續(xù)，齊魯石化公司氯堿廠正在擴建的200 kt/a的離子膜裝置，上海氯堿化工股份有限公司計劃再建400 kt/a的裝置，其他的一些廠家的計劃項目估計還有700 kt/a, 如果這些計劃項目得以實施，我國的燒堿生產能力將達到近10 000 kt/a。2001年在生產燒堿的同時，產出氯氣6 280 kt；2002年則同時產出氯氣7 120 kt。近幾年，我國的氯堿生產工藝雖然有了較大變化，采用先進生產工藝的生產裝置逐年增加，但是，總的來說，生產工藝與國外相比相對落后，再加上其他的一些因素，生產成本普遍偏高。近十幾年來由于我國氯堿工業(yè)的盲目擴建，使燒堿產能增長過快，而下游相關產業(yè)發(fā)展滯后，氯與堿的需求不平衡問題越來越突顯。目前國內氯產品市場呈現出需求旺盛而國內生產供應不足的現象，為數不少的氯產品全部或大量從國外進口。盡管如此，我國的無機氯產品的耗氯量依然占據我國氯產品耗氯總量的54%（包括鹽酸和其他無機氯化物），其余46%用于生產有機氯化物（包括聚氯乙烯、氯乙酸和氯丁橡膠等）。和國外發(fā)達國家相比，我國的有機氯產品所占比例小，但這并不說明我國有機氯產品需求少，事實上，我國這幾年進口的有機氯產品占國內總用氯量的20%以上。1997年世界燒堿生產能力有所增長，約為5075萬噸，產量約為4340萬噸，2000年預測生產能力約為5