【正文】 和食用醬油等；在有機化學(xué)藥物的生產(chǎn)中，是制普魯卡因不可缺少的原料；在制取動物膠、各種染料時也有用武之地；另外，醫(yī)生還直接讓胃酸不足的病人服用含量極低的鹽酸治療消化不良；在科學(xué)研究、化學(xué)實驗中它是最常用的化學(xué)試劑之一。因此，在工業(yè)生產(chǎn)中常采用加熱來促使使氫氣與氯氣反應(yīng)，來制備氣態(tài)的氯化氫，再經(jīng)過吸收裝置吸收來生產(chǎn)鹽酸。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)鹽酸?化學(xué)式（HCl）是強酸，可使石蕊、甲基橙變紅，可與金屬氧化物（堿性氧化物）發(fā)生中和反應(yīng)，跟金屬活性在氫前面的金屬發(fā)生置換反應(yīng)，除此之外，還可跟某些鹽發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)表13 鹽酸恒沸液的特性壓力，kPa 沸點，℃ 密度（25℃）g/cm3 HCl,%（重量）33669397101104106133（2）鹽酸的化學(xué)性質(zhì)鹽酸可以和多金屬反應(yīng)，也可與堿金屬進行激烈地反應(yīng)，與乙烯等有機物發(fā)生加成、取代反應(yīng)等。（a）跟活潑金屬起置換反應(yīng)酸+金屬 =鹽+氫氣2HCl＋Fe=FeCl 2＋H 2↑（b）跟堿性氧化物反應(yīng)酸+性氧化物= 鹽+水3H 2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3＋3H 2O（c）跟堿起中和反應(yīng)酸+堿=鹽+水2HCl＋Cu(OH) 2=CuCl2＋2H 2O（d）跟某些鹽反應(yīng)酸+鹽=酸+新鹽H 2SO4＋BaCl 2=2HCl＋BaSO 4↓ 鹽酸的用途鹽酸，又叫氫氯酸，是氯化氫（HCl）溶于水形成的水溶液，是一元強酸密度。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)隨著國內(nèi)外有機合成步伐的不斷加快發(fā)，鹽酸的用途也不斷增加。因此，在制備許多無機化學(xué)藥品時都要用到鹽酸。例如在我們的日常生活中，當體內(nèi)胃酸含量較少，引起消化不良食欲不振時，通常我們可以服用一定量的較稀的鹽酸來補充體內(nèi)胃酸的不足，除此之外，無論在化學(xué)實驗還是科學(xué)研究上，用到鹽酸的地方遠超出我們的想象。除此以外，酸洗漂白后的棉布。WO3+3H2 = W+3H2O↑ （6）用來加工金屬在加工金屬的過程中鹽酸用途較為廣泛，例如焊接金屬時，需要用鹽酸來去除焊接口處的鐵銹，才能使焊接的地方更加牢固。為了防止對空氣的污染，在氯氣和氫氣的反應(yīng)過程中，通過使用過量的氫氣包圍來包圍有毒的氯氣，使氯氣得到充分反應(yīng)。首先，使用電解飽和食鹽水的方法來制取原料氣：2NaCl+2H2O = 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 其次，在合成爐中點燃氫氣，然后逐漸通入氯氣，等氣流穩(wěn)定火焰呈青白色時發(fā)生氯化氫：WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)H2+Cl2 = 2HCl 最后，當氯化氫通過空冷管冷卻后通過使用降膜吸收塔和水吸收塔等設(shè)備來吸收生產(chǎn)所需產(chǎn)品鹽酸。氯化氫只是制氯乙烯的副產(chǎn)品。我國生產(chǎn)鹽酸近的歷史將近70余年，在合成法的生產(chǎn)工藝中。使用合成氣制備鹽酸的成產(chǎn)工藝也得到不斷完善，設(shè)備組成也不斷進行優(yōu)化改進。（3）石墨爐合成、水冷、風冷、絕熱吸收、膜式吸收。主要工藝路線是；WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)原料氣→緩沖罐→合成爐→一段吸收→二段吸收→尾部吸收→尾氣處理。未被吸收收的合成氣則從吸收塔塔底流出進入二段塔與來自尾部塔的稀酸并流向下流動吸收，此過程中形成的稀酸則從底部流出進入一段吸收塔。二段吸收：來自一段塔的合成氣與來自尾部塔的稀酸在二段塔的吸收管內(nèi)并流向下流動吸收，不能被吸收的氣體則經(jīng)過上升管引至尾部塔塔底，此過程中制得的稀酸經(jīng)過液封管流入一段塔塔頂。首先，氫氣經(jīng)過阻火器和緩沖罐以后，與經(jīng)過處理工段處理過的體積分數(shù)大于85％的尾部氯氣一起進入合成爐底部的原料氣噴嘴內(nèi)開始燃燒，再通過燃燒室的加熱升溫，生成氯化氫。在鹽酸的生產(chǎn)中，吸收系統(tǒng)主要有兩方面的作用，首先是將合成爐內(nèi)生成的溫較高的氯化氫混合氣體冷卻降溫后除去硫化物等相關(guān)雜質(zhì)，再通過稀酸和水的吸收，使得生成的濃鹽酸質(zhì)量分數(shù)為32％左右。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù) 工藝裝置的特點此生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)較為簡單。氯氣從內(nèi)管流入，套管殼層走氫氣，采用向上燃燒的方式。該過程制得的鹽酸直接流入鹽酸儲罐。此外，負荷能減小到最大能力的15％以下，在低負荷運轉(zhuǎn)時也很穩(wěn)定，其操作范圍較廣。使塔體變得輕量化。（4）尾氣排放經(jīng)常超標，對周圍居住環(huán)境造成嚴重污染，常引起周圍居民的投訴。此種生產(chǎn)工藝在國內(nèi)外都得到認可，并得以廣泛推廣。成品鹽酸從塔底部排出進入鹽酸儲罐。本文研究主要內(nèi)容如下：（1）由于各國化工行業(yè)的快速發(fā)展與工業(yè)化進程步伐的不斷加快，工業(yè)化水平也在不斷提高，為了滿足新型產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)化發(fā)展，我們必須加快工藝技術(shù)革新的步伐，以提高工業(yè)生產(chǎn)能力，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)水平的需求。（5）通過本設(shè)計工作，能夠優(yōu)化一些企業(yè)的生產(chǎn)工藝，節(jié)約能源提供借鑒。本章以國內(nèi)生產(chǎn)高純鹽酸的裝置為基礎(chǔ)，對其相關(guān)設(shè)備及工藝進行優(yōu)化設(shè)計，的生產(chǎn)能力。在整個的生產(chǎn)過程中，源源不斷地向吸收塔提供合成氣。此設(shè)計的優(yōu)點在于使合成氣能夠大量被吸收，以提高生產(chǎn)效率與吸收效率，降低生產(chǎn)成本，減小能耗與環(huán)境污染。例如原料氣帶入氧2H + 1/2O2 → H 2O①Cl + O2 → ClO 2②還有就是自身結(jié)合為氣體分子2H? → H 2Cl? +Cl? → Cl 2H? + Cl? → HCl③WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)除此以外，活性游離基與合成爐的壁面碰撞也會發(fā)生鏈終止。回收其中的氯氣。在生產(chǎn)中，如果工藝指標控制不當，有可能引起燃燒乃至爆炸等重大的安全事故。當一次點火不成功時，應(yīng)立刻停止原料氣的送入，并立即加入氮氣，20分鐘左右后關(guān)閉氮氣閥門。當火焰逐漸變?yōu)榍喟咨珪r，即刻封好爐門，然后才可加大氫氣、氯氣的流量，嚴格控制氯氣、氫氣的分子比，使火焰保持青白色。如果進入爐體內(nèi)部氯氣和氫氣比例控制得比較好，使氧氣在尾氣中的體積分數(shù)小于5％，那么氫氣就會因為缺乏最低的氧氣需要量而不會爆炸。表 22 幾種混合氣體的爆炸極限%合成酸 HCl≥31％ GB320—1993 槽車 質(zhì)管處 公司 1 次／車副產(chǎn)酸 HCl≥31％ GB320—1993 槽車 質(zhì)管處 公司 1 次／車工業(yè)酸 HCl≥31％ GB320—1993 槽車 質(zhì)管處 公司 1 次／車1食品酸 HCl≥31％ GB320—1993 槽車 質(zhì)管處 公司 1 次／車2火車槽車裝車上空測尺誤差HCl≥31％ GB320—1993 槽車 質(zhì)管處 公司 1 次／車爆炸氣體類型爆炸范圍氫—氯 氫—氧 氫—空氣 氫—氯—氯化氫WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)（2）由于氯氣和氫氣流量在生產(chǎn)中容易受到外界因素的影響，發(fā)生波動的可能性較大。 原料的主要消耗定額 原料消耗定額的計算基礎(chǔ)及計算原理（1）氯氣的定額：HCl%1000(kg/m179。產(chǎn)品成品量（噸）（4）副產(chǎn)鹽酸氯化氫的定額：（5）電的定額電的實際耗用量（kW（2）國家控制排放標準及生產(chǎn)中排出物的處理標準如下：控制項目控制標準下水pH69尾氣含HCl ≤4000m/m3 設(shè)備能力核算及平衡表表 24 設(shè)備能力核算及平衡表設(shè)備名稱 有效容積或有效面積米 2設(shè)備折成品生產(chǎn)強度噸/米 m2 運轉(zhuǎn)率% 備用率% 檢修率%1﹟—6﹟合成爐 2 5m2 表 311 合成爐物質(zhì)含量（以下均為體積比）物質(zhì) 氯氣 二氧化碳氫氣 氧氣 氮氣 水含量% 80 ③氫氣的成份見表312表 312 氫氣的成分（均為體積比）物質(zhì) 氫氣 氮氣 氧氣含量 98%%%④%⑤%⑥進合成爐氯氣與氫氣比為1：⑦反應(yīng)過程中氯氣與氫氣發(fā)生完全反應(yīng)，氫氣略過量。 330 247。330247。2247。2 247。22= ②進合成爐氫氣帶入的氧氣量：247。9828=以上物料衡算相應(yīng)組成見表314：表 314 氫氣進氣物料衡算表氫氣名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)氫氣 2 氮氣 28 氧氣 32 合計 （c）出合成爐氣體氯化氫的量：= 氫氣的量：(＋－－2(+))2= WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)水的量：（＋2（＋））18 = 氮氣的量：＋= 二氧化碳的量： 以上物料衡算相應(yīng)組成見表315：表 315 合成氣出爐氣體成分衡算表合成氣名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)HCl 氮氣 28 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計 尾部吸收塔的物料衡算：（1）尾部塔物料的計算依據(jù)①在吸收塔內(nèi)只有鹽酸氣被吸收，其余氣體都不吸收。2= 二氧化碳的量： 247。24(132%)+= 247。= H2O的量：＋－ = 247。= H2O的量：＋－ = 247。= 6%稀酸量： 100%247。= 水的量為：／21%100%= 247。= 水的量： －= 247。71＝ 247。44＝水：%＝ 247。28＝：氫氣的量：－＝ 247。氧氣的量：%＝ 247。5%= kg 247。吸收生成32% 濃度的鹽酸時， kcal/kg/水。393－H186。393－H 186。C時C= kcal/kgQ7=100040－Q 14－Q 15=（3）有效熱：① 燃燒熱：Q 3=409699 kJ② 注入的水：酸帶出水分：1000－355 = 645 kg尾氣帶出的水分：尾部吸收塔出口稀酸的濃度6%，尾氣溫度85℃?；旌蠚怏w的質(zhì)量流量為：ωv=＋＋＋＋＝其內(nèi)部混合氣體的密度為：ρv = = kg/m 179。又由化工原理下冊查得0℃，散系數(shù)為： D=Do( )( )^2/3=1051( )^2/3=105 m2/s因此ScG= = =G=ωv/Ω=247。36004247。=(m2?s)WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)插附錄可得，20℃時水的密度ρ=998kg/m 3，粘度μ=10 5pa?S；又查得20℃時氯化氫在水中（稀溶液）的擴散系數(shù)D=109m 2/s。= kmol/(m2?s)LHlΩ根據(jù)吸收總系數(shù)和膜系數(shù)的關(guān)系可知：= + = ＋ ＝1KYa 1Kya mKxaKYa= ＝ kmol/(m 3?s)= kmol/(m3?h）對于吸收操作，則用傳質(zhì)單元法計算填料層高度： V=＋＋＋ ＝L＝ ＝Ω＝ D^2＝247。247。液相噴淋裝置填料塔的液相噴淋裝置非常重要，其直接影響塔內(nèi)表面的利用率。除霧器通常情況下，通過拉西環(huán)填料塔后出來的氣體中不含有大量的霧沫夾帶，所以不需考慮除霧問題。吸收塔的尺寸為Φ5001650，其內(nèi)部襯酚醛樹脂，填料高度為1200mm，內(nèi)部填料為25mm25mm，以亂堆方式堆積，操作壓力為常壓，操作溫度在108℃以內(nèi)。kJ/mol由 CP ＝a＋bT＋cT ^2 得HCl的a＝＝10^3kJ/kmolK c＝10^6kJ/kmol圓整取87㎡,所以二段降膜吸收塔的換熱面積為87㎡。kJ/mol由 CP ＝a＋bT＋cT ^2 得HCl的a＝＝10^3kJ/kmolK c＝10^6kJ/kmol圓整取88m 2，所以一段降膜吸收塔的換熱面積為88m 2，所選型號為GX1000100。優(yōu)化了鹽酸酸霧處理技術(shù)。（3）在傳統(tǒng)的吸收工藝中補加了回流等環(huán)節(jié)，對吸收塔的用料，結(jié)構(gòu)等進行了相關(guān)計算。[2] ，上冊，化學(xué)工業(yè)出版社，1999。[6] ，中國石化出版社，1992。[9] 李作政．鹽酸裝置與管理技術(shù)［M ］．北京：中國石化出版社，1992：812[10] 陳濱．鹽酸［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997：3150[11]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 [12]化工設(shè)備設(shè)計全書編輯委員會，上海科學(xué)技術(shù)出版社，1988[13]北京化工研究院“板式塔”專題組．浮閥塔［M ］．北京：燃料化學(xué)出版社， 1972．195197 [14], 中國石化出版社，1994