【正文】 20 30 50 排放量， kg/h 若每天只排放一次氯化氫而每次不到一小時(shí)，排放量可為表中的 3 倍。 點(diǎn)火時(shí)爐內(nèi)爆鳴或爆炸 產(chǎn)生原因：因氫氣閥門泄漏 或未關(guān)、氮?dú)鈮毫Σ粔颍祾卟粡氐谆蛭创祾?，造成爐內(nèi)有剩余氫氣。 有強(qiáng)烈的腐蝕性。 。 本設(shè)計(jì)中所引用的其他個人或集體已發(fā)表的文字和研究成果，或?yàn)楂@得教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料，均已明確注明。 進(jìn) 起止日期 工作內(nèi)容 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料 度 安 排 ～ 第七學(xué)期第 11～ 12 周 選題，接受課題任務(wù)書，熟悉化工單元操作。 ～ 第八 學(xué)期第 15 周 撰寫設(shè)計(jì)說明書 ， 并上交正稿 ， 論文送審 ～ 第八學(xué)期第 16 周 畢業(yè)答辯準(zhǔn)備（幻燈片制作、正式圖紙的整理） 主 要 參 考 資 料 [1] 李相彪主編 ， 氯堿生產(chǎn)技術(shù) ， 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 。這種膜能耐食鹽水溶液電解時(shí)的苛刻條件，為離子膜法制堿奠定了基礎(chǔ)。 一般有兩種生產(chǎn)方式，一種是直接合成法，另一種是無機(jī)或有機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)的副產(chǎn)品。實(shí)際上，鹽酸的用途還很多。 化學(xué)性質(zhì)： 毒性 氯氣是一種有毒氣體，它主要通過呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和鹽酸，對上呼吸道黏膜造成有害的影響：次氯酸使組織受到強(qiáng)烈的氧化；鹽酸刺激黏膜發(fā)生炎性腫脹，使呼吸道黏膜浮腫，大量分泌黏液，造成呼吸困難，所以氯氣中毒的明顯癥狀是發(fā)生劇烈的咳嗽。 [5]馬江權(quán)等編《化工原理課程設(shè)計(jì)》（第二版），中國石化出版社， 2021 [6]張海濤，鹽酸生產(chǎn)技術(shù) [J] .上?；ぃ?2021 [7]徐大偉，仇志明 .化工科技市場 [D] .化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)， 2021 [8]程殿斌，成鹽酸的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展前景 [M] .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 1998 [9]李明，米鎮(zhèn)濤 .化學(xué)工藝學(xué) [J] .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [10] 張志利 . 中國氯堿 [J] . 浙江化工， 2021 [11] 國海光 ,唐浩東 ,魏玉萍 .化工經(jīng)濟(jì)信息技術(shù) [M] .石油化工， 2021 [12]高恒 .合成鹽酸的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展前景 [J] .化學(xué)工業(yè)， 2021 [13]黎漢生，王金福 .氯堿生產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)品的用途 [J] . 化學(xué)工藝學(xué)， 2021 [14]劉振河 .化工生產(chǎn)技術(shù) [J].化學(xué)工業(yè)， 1995 湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料 、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案 (1)選題依據(jù)： 我國離子膜法燒堿發(fā)展十分迅速，徹。 助燃性 在一些反應(yīng)中，氯氣可以支持燃燒，如，鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵 化學(xué)方程式： 2Fe＋ 3Cl2＝ 2FeCl3（條件：點(diǎn)燃） 與金屬反應(yīng) 鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉 化學(xué)方程式： 2Na＋ Cl2＝ 2NaCl（條件：點(diǎn)燃） 與非金屬反應(yīng) 氫氣在氯氣中燃燒或受到光照生成氯化氫氣體 化學(xué)方程式： H2+Cl2=2HCl（條件：點(diǎn)燃或光照） 分子量： 三相點(diǎn)： ℃ 液體密度 (平衡狀態(tài)， ℃ )： 169kg/m3 氣體密度 (， 0℃ )： 比容 (， ℃ )： 氣液容積比 (15℃ ， 100kPa)： 974L/L 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）過程管理資料 物理性質(zhì)： 外觀與性狀： 無色或微黃色易揮發(fā)性液體，有刺鼻的氣味。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究上，用到鹽酸的地方就更多了。鹽酸的生產(chǎn)原料是氫氣和氯氣，它來自于離子膜的電解產(chǎn)品。 1987年 3月，全世界離子膜法制堿裝置燒堿生產(chǎn)能力 460萬 t/a,占總能力的 11%。 [3] 程殿彬主編 ， 離子膜法制 堿 生產(chǎn)技術(shù) [M],化學(xué)工業(yè)出版社， 。 ～ 第八學(xué)期第 1～ 4 周 畢業(yè)實(shí)習(xí)，了解相 關(guān)生產(chǎn)工藝。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。 本論文是對我大學(xué)三年所學(xué)知識的全面總結(jié)，綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識來獨(dú) 立完成的工程設(shè)計(jì)。 在國民經(jīng)濟(jì)各部門中，鹽酸的用途很廣 ，它是 重要的無機(jī)化工原料，廣泛用于染料、醫(yī)藥、食品 、印染、皮革、冶金等行業(yè)。 停爐時(shí)防爆膜爆破 產(chǎn)生原因：停爐時(shí)先斷氯后斷氫，爐內(nèi)剩余氫氣多，未置換掉 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 結(jié)論 合成鹽酸 一般有兩種生產(chǎn)方式，一種是直接合成法，另一種是無機(jī)或有機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)的副產(chǎn)品。 在鹽酸生產(chǎn)車間主要的測控點(diǎn)有： 反應(yīng)爐的入口氯氣、氫氣的流度、流量和純度： 氫氣：純度 98%, 壓力０ .507~ 氯氣：純度 90%,壓力 － 反應(yīng)爐的火焰顏色：青白色 反應(yīng)爐出口處氯化氫氣體的溫度的壓強(qiáng)： 350550℃， 0－ 石墨冷卻器的氯化氫入口溫度： 120140℃ 尾氣塔出來稀酸溫度： 6080℃ 吸收塔出來的鹽酸成品的成份分析：質(zhì)量濃度 31%~33% 鹽酸尾氣的組分分析：符合國家尾氣排放標(biāo)準(zhǔn) 控制方式 采用集中控制方式，即全部儀器集中在總控制室，各測控點(diǎn)由傳感裝置連接到總控室，由技術(shù)人員統(tǒng)一管理 。 污染物對環(huán)境的影響 鹽酸具有強(qiáng)揮發(fā)性， 強(qiáng)腐蝕性，如果不密封保存，就會造成空氣污染，人若吸進(jìn)去會造成呼吸道粘膜損壞，造成呼吸道炎癥，嚴(yán)重的課引起呼吸障礙，導(dǎo)致死亡。 ?????dHC lQ 氫氣 ： KJ / m o 10)(10)(31523 4 3 9 839。 所以反應(yīng)放出的總的熱量為： 39。前端有塑料壓蓋，并有八顆壓蓋螺絲固定；機(jī)身置于支座上，用底腳螺栓固定??；葉輪用止動螺栓固定在懸臂梁上。 從結(jié)構(gòu)看，尾氣吸收塔也可分為三個部分。與合成段相連的吸收段由六塊相同的圓塊孔式石墨元件組成，其軸孔為吸收通道，徑向孔為冷卻水通道。我所在的氯化氫工段前段時(shí)間還在使用鐵制爐的，不過現(xiàn)在已經(jīng)停止使用了，因?yàn)殍F質(zhì)爐反應(yīng)太不靈敏了，而且都是手動閥來調(diào)節(jié)的，生產(chǎn)的量也比較小 本，工段現(xiàn)是在用石墨合成爐在生產(chǎn)鹽酸的。其構(gòu)造與氣液分離器相同，詳見右圖。為此在爐壁上方設(shè)置循環(huán)酸分布器，使循環(huán)酸能冷卻石墨爐膛壁，在微真空作用下，氯化氫氣體進(jìn)入吸收冷卻塔部分，來自尾氣吸收塔的稀酸在吸收塔頂部經(jīng)分布器加入圓塊孔式吸收冷卻器，在該部分吸收更 多的氯化氫氣體，在吸收塔底部，增濃的鹽酸在重力作用下進(jìn)入鹽酸儲罐，尾氣則進(jìn)入尾氣吸收塔，經(jīng)來自頂部的軟化水洗滌后排空。如： H H 2+ H C l2+C l C l H C l H C l+ 在反應(yīng)過程中由于活性氫原子成活性氯原子與設(shè)備內(nèi)壁碰撞也有時(shí)會產(chǎn)生鏈的終止。 )再與氫分子作用生成一個氯化氫分子和一個活性氫原子 (H 助燃性 在一些反應(yīng)中，氯 氣可以支持燃燒，如，鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵 化學(xué)方程式： 2Fe＋ 3Cl2＝ 2FeCl3（條件：點(diǎn)燃） 與金屬反應(yīng) 鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉 化學(xué)方程式： 2Na＋ Cl2＝ 2NaCl（條件：點(diǎn)燃） 與非金屬反應(yīng) 氫氣在氯氣中燃燒或受到光照生成氯化氫氣體 化學(xué)方程式： H2+Cl2=2HCl（條件：點(diǎn)燃或光照） 氫氣的來源及性質(zhì) 氫氣的來源 ： 同氯氣一樣，合成鹽酸所用的氫氣是由離子膜工段電解食鹽水制得的，再經(jīng)氫氣總管送至氫處理工序處理后，送到氯化氫工序來生產(chǎn)鹽酸的 。 原材料規(guī)格及技術(shù)指標(biāo) 氯氣的來源及性質(zhì) 氯氣的來源 合成鹽酸所用的氯氣是由離子膜工段電解食鹽水制得的，再經(jīng)氯氣總管送至氯干燥工序處理后，送到氯化氫工序來生產(chǎn)鹽酸的。在生產(chǎn)方面，除氯堿行業(yè)外，化肥、農(nóng)藥、聚酯等行業(yè)作為副產(chǎn)鹽酸的新生力量發(fā)展迅猛。以上列舉的只是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用鹽酸的一些例子。氯化氫氣體冷卻后用水吸收制得鹽酸。本設(shè)計(jì)采用在反應(yīng)器中將氫氣點(diǎn)燃，然后通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)，制得氯化氫氣體。 鹽酸能用于用于稀有金屬的濕法冶金 ，用于有機(jī)合成 ；用于漂染工業(yè)用于金屬加工；用于食品工業(yè)，例如，制化學(xué)醬；用于無機(jī)藥品及有機(jī)藥物的生產(chǎn)。隨著我國氯堿工業(yè)和 鹽酸下游行業(yè)的迅速發(fā)展，為我國的鹽酸工業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境和空間，我國鹽酸生產(chǎn)和消費(fèi)持續(xù)保持較快的發(fā)展勢頭。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造鹽酸奎寧（治療瘧疾?。?等多種有機(jī)藥劑的鹽酸鹽等。 1L 空氣中最多可允許含氯氣 毫克，超過這個量就會引起人體中毒。 Cl2 2Cl熱 或 光 鏈傳遞：活化的氯原于 (C1的活性而使鏈鎖反應(yīng)中斷，如： H + O 2 H O 2 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 +C l O 2 C lO 2 在反應(yīng)過程中出于元素的自身結(jié)合也可以使鏈終止。合成的氯化氫氣體中心溫度在 1000 c 以上，爐壁溫度也可達(dá) 400 一 500℃。 鹽 酸 爐 鹽酸 儲罐 冷卻水 冷卻水 軟化水 氫氣 氯氣 氫氣貯 氯氣緩沖器 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 ．阻火器 阻火器位于氫氣和氯氣進(jìn)爐前管道上，是氫氣系統(tǒng)特有的設(shè)備。鐵制爐耐腐蝕性能差，使用壽命短，合成反應(yīng)難以利用，操作環(huán)境較差，目前采用較少。從分配槽溢出的稀酸沿內(nèi)壁向下流，一方面冷卻爐壁，另一方面與氯化氫接觸形成濃度稍高的稀鹽酸作吸收段的吸收劑。尾氣填料塔結(jié)構(gòu) 詳見右圖所示。其外殼 為鋼制，內(nèi)襯陶瓷，葉輪同過去的陶瓷改為玻璃鋼?；旌蠚怏w的 C’P 可用下面的式子算得： 22222222 NNCOCOOHOHHHHC lHC lP CyCyCyCyCyC ?????‘ 定性溫度下各物質(zhì)的 CP 物質(zhì) 氯化氫 氫氣 氮?dú)? 二氧化碳 水 PC （ ℃） 各物質(zhì)在合成氣中的含量： ??? 合GGy H C lH C l 02 03 22 ???合GG HH ??? 合GGy OHOH 22 ??? 合GG COCO 00 18 ???合GGy NN 湖南工業(yè)大學(xué)專科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 ∴ C’p 合 =++ ++ =./kmol.℃ 將 G 合 ， C’P， t 代入 (2)式并聯(lián)立 (1)、 (2)可得： (T﹣ ) =106+﹣ ﹣ 105/(T﹣ ) 解之得 T=℃ ， 則合成爐燈頭溫度為 ℃ 。?????????????????????? dTTTQ KKHC l 氯化氫帶走的熱量為： K J / h108 8 1 6 2 3339。三廢主要是廢氣和廢酸，廢氣主要是 ClHCl 氣體，由于 Cl2 是劇毒物質(zhì)，所以不允許排放和泄漏。 湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 有害物質(zhì)的最高允許濃度 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（ TJ3679）中規(guī)定，車間空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度如下表： 氯化氫生產(chǎn)空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度 污染物 Cl2 HCl 最高允許濃度， mg/m3 1 15 測控與儀表 測控是化工生產(chǎn)過程取得物性參數(shù)的重要手段，沒有這些物性參數(shù)就沒有辦法進(jìn)行安全、合理的工業(yè)生產(chǎn)，因此工業(yè)測控在化工生產(chǎn)中有很重要的作用。 合成爐火焰變色或看不到火焰 產(chǎn)生原因：變色是氫氣氯氣配比不當(dāng)造成，火焰突然熄滅是因氫氣突低或氯氣壓力突高等原因使進(jìn)爐的氯氣過量壓熄火焰或燃燒器破碎造成。所以在生產(chǎn)中要嚴(yán)格操作，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也要做好個人的安全措施。湖南工業(yè)大學(xué)?？粕厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 致謝 光陰似箭，三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，轉(zhuǎn)眼間就到了畢業(yè)答辯的時(shí)候，非 常幸運(yùn)的是在這段難忘的時(shí)光里我們在 **老師的帶領(lǐng)和 悉心指導(dǎo)下進(jìn)行了 6 萬噸離子膜法燒堿鹽酸合成工藝設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 凡為本文的撰寫所提供的各種形式的幫助，本人在致謝中已經(jīng)明確表達(dá)了謝意。 ～ 第七學(xué)期第 13～ 18 周 了解課題，查閱相關(guān)資料，了解離子膜燒堿生產(chǎn)原理與現(xiàn)狀， 提出初步工藝 方案 ， 寫出開題報(bào)告 。 [2] 中國石化集團(tuán)上海工程有限公司編， 化工工藝設(shè)計(jì)手冊（第三版）上冊 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 。 1985 年，世界上已有 90多家氯堿廠應(yīng) 用離子膜的工藝技術(shù)，燒堿總生產(chǎn)能力達(dá)到萬 t/d 級。實(shí)際生產(chǎn)中一般都采用前一種方式。在日常生活上，我們有時(shí)也用到它例如缺乏胃酸，消化不良，醫(yī)生就給我們一定量的稀鹽酸以補(bǔ)胃酸的不足。 1L空氣中最多可允許含氯氣 毫克，超過這個量就會引起人