【正文】 和食用醬油等；在有機(jī)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(dòng)物膠、各種染料時(shí)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)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(diǎn)，℃ 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(jìn)行激烈地反應(yīng)，與乙烯等有機(jī)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(qiáng)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(jī)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(jī)化學(xué)藥品時(shí)都要用到鹽酸。例如在我們的日常生活中，當(dāng)體內(nèi)胃酸含量較少，引起消化不良食欲不振時(shí)，通常我們可以服用一定量的較稀的鹽酸來補(bǔ)充體內(nèi)胃酸的不足，除此之外，無論在化學(xué)實(shí)驗(yàn)還是科學(xué)研究上，用到鹽酸的地方遠(yuǎn)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(shí)，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(duì)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(diǎn)燃?xì)錃猓缓笾饾u通入氯氣，等氣流穩(wěn)定火焰呈青白色時(shí)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(dāng)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(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。（3）石墨爐合成、水冷、風(fēng)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(jìn)入二段塔與來自尾部塔的稀酸并流向下流動(dòng)吸收，此過程中形成的稀酸則從底部流出進(jìn)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(dòng)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?jǐn)?shù)大于85％的尾部氯氣一起進(jìn)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?jǐn)?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(diǎn)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(chǔ)罐。此外，負(fù)荷能減小到最大能力的15％以下，在低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(biāo)，對(duì)周圍居住環(huán)境造成嚴(yán)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(rèn)可，并得以廣泛推廣。成品鹽酸從塔底部排出進(jìn)入鹽酸儲(chǔ)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(jìn)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(jì)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(duì)其相關(guān)設(shè)備及工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，的生產(chǎn)能力。在整個(gè)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(jì)的優(yōu)點(diǎn)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(huì)發(fā)生鏈終止。回收其中的氯氣。在生產(chǎn)中，如果工藝指標(biāo)控制不當(dāng)，有可能引起燃燒乃至爆炸等重大的安全事故。當(dāng)一次點(diǎn)火不成功時(shí)，應(yīng)立刻停止原料氣的送入，并立即加入氮?dú)猓?0分鐘左右后關(guān)閉氮?dú)忾y門。當(dāng)火焰逐漸變?yōu)榍喟咨珪r(shí)，即刻封好爐門，然后才可加大氫氣、氯氣的流量，嚴(yán)格控制氯氣、氫氣的分子比，使火焰保持青白色。如果進(jìn)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?jǐn)?shù)小于5％，那么氫氣就會(huì)因?yàn)槿狈ψ畹偷难鯕庑枰慷粫?huì)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(dòng)的可能性較大。 原料的主要消耗定額 原料消耗定額的計(jì)算基礎(chǔ)及計(jì)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(shí)際耗用量（kW（2）國家控制排放標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)中排出物的處理標(biāo)準(zhǔn)如下：控制項(xiàng)目控制標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)度噸/米 m2 運(yùn)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?xì)錃?氧氣 氮?dú)?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?dú)?氧氣含量 98%%%④%⑤%⑥進(jìn)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(jìn)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(jìn)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?dú)?28 氧氣 32 合計(jì) （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?dú)獾牧浚海? 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?dú)?28 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計(jì) 尾部吸收塔的物料衡算：（1）尾部塔物料的計(jì)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(shí)， kcal/kg/水。393－H186。393－H 186。C時(shí)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(shí)水的密度ρ=998kg/m 3，粘度μ=10 5pa?S；又查得20℃時(shí)氯化氫在水中（稀溶液）的擴(kuò)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(duì)于吸收操作，則用傳質(zhì)單元法計(jì)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(hào)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(bǔ)加了回流等環(huán)節(jié)，對(duì)吸收塔的用料，結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了相關(guān)計(jì)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(jì)全書編輯委員會(huì)，上?？茖W(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