【文章內(nèi)容簡介】 45℃ 左右后，進(jìn)入降膜吸收器， 被由尾氣塔過來的稀酸吸收，產(chǎn)出質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ％～ ％ 的成品酸。降膜吸收器中未被吸收的氯化氫氣體由水流噴射泵抽至尾氣塔，用純水吸收。 吸收過程存在的問題 經(jīng)查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料分析總結(jié)，通常情況下，鹽酸吸收系統(tǒng)存在的問題主要有以下幾點(diǎn)： 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 6 (1)氯化氫氣體夾帶有大量水霧、泡沫，進(jìn)入吸收器后，影響到氯化氫與列管水膜的充分接觸，且鹽酸生成時產(chǎn)生的熱量不易移走，以致吸收效率不高。 (2)尾氣中也帶有大量的水霧，在引風(fēng)機(jī)中容易冷凝成弱酸性液體，直接沖擊運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪，引起風(fēng)機(jī)振動加大，風(fēng)機(jī)故障率升高，增 加了設(shè)備維修量；同時，由于風(fēng)機(jī)效率的下降，使工藝操作波動大，吸收效率更差，尾氣排放經(jīng)常超標(biāo)，對周圍居住環(huán)境造成污染，常引起周圍居民的投訴。 (3)舊鹽酸吸收系統(tǒng)的洗滌塔、清洗塔、回收塔等設(shè)備全部采用玻璃鋼材料制作，投資成本高，且設(shè)備制作周期長。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 7 第二章 產(chǎn)品的性質(zhì)及其它 產(chǎn)品性質(zhì) 物理性質(zhì) 鹽酸是無色或淺黃色的液體，有氯化氫的刺激氣味，有毒有腐蝕性，濃鹽酸在潮濕空氣中放出氯化氫而發(fā)煙，鹽酸是一種揮發(fā)性酸，也是極強(qiáng)的無機(jī)酸 [5]。 鹽酸的密度隨濃度增加而上升，隨 溫度 的增加而降低， 20℃ 時 %鹽酸密度為， %的鹽酸密度為 。 鹽酸是恒沸點(diǎn)液體，而恒沸點(diǎn)組成與恒沸點(diǎn)溫度卻隨壓力不同稍改變。 表 21 恒沸點(diǎn)組成．沸點(diǎn)溫度隨壓力變化表 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 壓力 KPa 700 740 760 800 恒沸點(diǎn) 壓力 KPa 化學(xué)性質(zhì) 鹽酸能與酸堿指示劑反應(yīng)；和堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成氯化物和水；能 與活潑金屬單質(zhì)反應(yīng)，生成氫氣；能和金屬氧化物反應(yīng)，生成鹽和水；和鹽反應(yīng)生成新酸和新鹽；與大部分碳酸鹽和碳酸氫鹽反應(yīng)生成二氧化碳和水；具有還原性等。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 8 產(chǎn)品規(guī) 格 表 22[6] Q/SHG0040032020 指標(biāo)名稱 優(yōu)級品 一級品 合格品 總酸度（以 HCI%計(jì)） 鐵 硫酸鹽（以 S0 ?24 %計(jì)） 砷， % ≤ 灼燒殘?jiān)? % ≤ 氧化物（ C1%計(jì)） ≤ 表 23 食品添加劑鹽酸的要求 % 項(xiàng) 目 指標(biāo) 總酸度（以 HCI%計(jì)） ≥ 鐵 % ≤ 硫酸鹽（以 S0 ?24 %計(jì)） ≤ 氧化物（以 Cl計(jì)） ≤ 還原物（以 S0 ?24 計(jì)） ≤ 灼燒殘?jiān)? % ≤ 重金屬（以 P b%計(jì)） ≤ 砷 % ≤ 表 24 副產(chǎn)鹽酸的要求 指標(biāo)名稱 指標(biāo) 總酸度（以 HCI%計(jì)） 外觀 淺黃色透明液體無浮油 主要指標(biāo)測定方法 GB32093 工業(yè)用合成鹽酸 性能與用途 a) 金屬清洗，在拉管，抽絲，電鍍，油漆、鍍錫等進(jìn)一步加工前，必須將氧化鐵皮以酸洗方法清除干掙。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 9 b) 石油井的酸化，許多油田是石灰?guī)r和沙石巖組成。這些地下組織的滲透率比 較低，在采油過程中可以利用鹽酸能和這些巖石起化學(xué)反應(yīng)的性質(zhì)，把鹽酸注入油井的地下巖結(jié)構(gòu)中，使巖層產(chǎn)生裂縫，以貫通油層之問的間隔，將油匯集在一起，提高油的流動性和滲透性，從而提高油井的采油率。 c) 礦產(chǎn)品的加工。 d) 無機(jī)物的制造。 e) 烯烴、炔烴的加成反應(yīng)。 f) 烴類的氧氯化反應(yīng)。 g) 其它用途，用于染料工業(yè)、制革工業(yè)、印染工業(yè)及食品、醫(yī)藥工業(yè)等。 產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸及貯存 ⑴ 產(chǎn)品檢驗(yàn)方法 a) 合成鹽酸按 GB 320 執(zhí)行。 b) 副產(chǎn)鹽酸按 Q/SHG． J 0 21 1 7 執(zhí)行。 c) 食晶鹽酸按 GB18 9 7 執(zhí)行。 ⑵ 產(chǎn)品包裝貯運(yùn) 成 品 進(jìn)入鹽酸貯罐，根據(jù)包裝容器的具體情況，開動酸泵，直接裝入火車槽車或者汽車槽車，運(yùn)往廠外，也可用酸泵打至高位槽供廠內(nèi)生產(chǎn)使用。 主要原料的性能與規(guī)格 原料的物化性質(zhì) ⑴ 氯氣的理化性 [7] 氯氣是一種黃綠色，有刺激性嗅味的氣體，對人體有刺激粘膜的毒害作用，氯氣密度 (0℃ ， )，液化溫度 () ℃ (也有 ℃ 或 ℃ )，氯氣溶于水、酒精、四氯化碳等液體中，含水氯氣腐蝕性強(qiáng)， 0℃ 以下 ， 生成Cl28H2O 的黃綠色結(jié)品，因此含水氯氣管道冬季應(yīng)保溫。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 10 表 25 不同溫度的氯氣溶解度 溫度 (℃ ) 0 20 30 40 50 60 70 80 90 下 1 升水中溶解氯氣（克） 表 26 氯氣在不同壓力下液化溫度 表壓（ M Pa） 0 液化溫度 (℃ ) 25 15 5 0 5 10 氯氣對人體的侵害隨濃度不同而差異甚大。 表 27 空氣中不同含氯量對人體的影響 空氣中的含氯量（ mg/m3） 對人體的作用 可長時間工作 1—2 從事輕工作 6 小時 4 不能堅(jiān)持工作 2 8 10—20 分鐘即中毒 35—50 —1 小時死亡 900 10 分鐘內(nèi)死亡 操作環(huán)境空氣中最高允許 濃度 1 mg／ m3。 氯氣化學(xué)性質(zhì)活潑，易與大多數(shù)金屬及非金屬化合生成各種化合物，在氫氣中燃燒生成氯化氫。 232 3 2F e C l F eC l?? 2H + 2Cl ? 2 HCl ⑴ 氫氣的理化性質(zhì) 氫氣為無色、無味并且是最輕的氣體 Q/SHG0040032020 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為 。 氫氣在 氧氣中的爆炸范圍為 5%%，在空氣中的爆炸范圍 5%%，生產(chǎn)中應(yīng)特別注意防止爆炸事故發(fā)生． 氫氣能和一些強(qiáng)氧化劑作用，以致發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)。 H2+1/2O2 ????燃 燒 H2O l/2 2H +l/2 2Cl ????燃 燒 HCl 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 11 主要生產(chǎn)工藝過程的基本原理 氯氣與氫氣在弱光照射或低溫常壓下反應(yīng)速度很慢，只有在加熱或明亮的光照下或觸媒存在下，才會迅速反應(yīng)生成氯化氫 [7]，主反應(yīng)式為： H2+CL2 ? 2 HCl 副反應(yīng)： 2 H2+O2 ? 2H2O 2 CO+O2 ? 2CO2 3 Cl2+2Fe ? FeCl （有過縫氯 氣存在的非正常情況下才發(fā)生） 氫氣和氯氣在波長 400436 毫微米的紫外光下發(fā)生反應(yīng)時，由下游離基連鎖反應(yīng)，其光量子效率可高達(dá) ，其反應(yīng)機(jī)理如下： a)鏈引發(fā)：氯分子吸收熱或光量子的能量后，離解為兩個活性氯游離基，成為鏈鎖反應(yīng)的升始： Cl2 ????熱 和 光 2Cl． b)鏈傳遞：活性游離基 C1，與氫分子作用，生成氯化氫分子和活性氫游離基 H．， H．與氯分子作用生成一個 H C l 和一個 C1，如此一個一個地傳遞下去構(gòu)成連鎖反應(yīng)。 Cl.+H2 ? HCl +H． H. +Cl2 ? HCl +C1． c) 鏈終止，當(dāng)受到外界能與 ，游離基便失去活性而使鏈終止。 原料氣帶入氧 2H.+1/2O2 ? H2O ① Cl.+ 2O ? ClO2 ② 自身結(jié)合為氣體分子 H+H ? H2 CI +Cl ? Cl2 H+CI ? HCl ③ 活性游離基與合成爐的壁面碰撞也會發(fā)生鏈終止。一般說來兩個簡單的游離基互相碰撞時是不能合并的，即 ② 式的終止是不存在的 。氫氯燃燒合成關(guān)系采取氫過剩，以確沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 12 保氯完全反應(yīng)。含氯的副產(chǎn)鹽酸氣采取燃燒法進(jìn)行凈化處理。即把含氯的副產(chǎn)鹽酸氣與氫氯焰直接接觸混合，回收其中氯氣。氯化氫被水或稀鹽酸吸收后，就可制成鹽酸。 生產(chǎn)工序及生產(chǎn)流程 氫氣與氯氣的來源 鹽酸的生產(chǎn)主要有兩種方式，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。而我們氯化氫工段采用的是電解產(chǎn)品氯氣和氫氣直接合成鹽酸的。 氯化氫合成 由電解產(chǎn)生的氯氣和氫氣沿管道分別經(jīng)過阻火器、控制閥、流量計(jì)、燃燒器進(jìn)入合成爐。 氫氯燃燒化合采取氫氣 過剩，并 出 燃燒器 在 合成爐內(nèi)進(jìn)行，在反應(yīng)生成的火焰中完成生成氯化氫的反應(yīng)，火焰最高為 1400℃ ，合成的氯化氫和經(jīng)燃燒處理的氯化氫經(jīng)合成爐爐壁散熱，出合成爐氣體 的溫 度在 400500℃ 左右，由爐頂出口進(jìn)入散熱器，采用空氣自然冷卻。 氯化氫的吸收 經(jīng)過空氣冷卻的氯化氫進(jìn)入一段降膜吸收塔頂部，與二段吸收塔流出的稀酸在管內(nèi)并流向下流動吸收，制得的鹽酸由底部流出，經(jīng)過液封分別進(jìn)入酸儲藏 [8] 。 在一段吸收塔不能吸收的氣體與少量吸收的氯化氫由膜式塔底部排出，經(jīng)過上 升管引至二段膜式吸收塔頂部，與尾部吸收塔流出的稀酸在管內(nèi)并流向流動吸收，制得的稀酸由底部流出進(jìn)入一段吸收塔頂部。 在二段吸收塔不能吸收氣體和少量末吸收的氯化氫氣體由塔底部排出經(jīng)上升管引至尾部吸收塔底部進(jìn)入，在尾部吸收塔內(nèi)與頂部加入的注加水接觸，逆流吸收，不能吸收氣體，由尾部塔頂部經(jīng)氣液分離器分離后，由尾部塔頂部排空，分離出的鹽酸流回尾部塔，生成的稀酸經(jīng)液封管流入二段塔塔項(xiàng)。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 13 產(chǎn)品的貯存輸送和包裝 當(dāng)酸貯缶液面接近 米時，應(yīng)另換其它空槽，根據(jù)包裝容器的具體情況，開動酸泵，直接裝入火車槽車，或者汽 車槽車運(yùn)往廠外，也可用酸泵打至高位槽供廠內(nèi)生產(chǎn)使用。鹽酸控制系統(tǒng)采用可編程控制系統(tǒng)，簡稱 PLC 控制。 安全生產(chǎn)基本原則 基本原則 操作人員必須正確使用所規(guī)定的方法操作。 壓力容器安全使用條件 合成爐操作壓力 ，防爆膜抗壓 。 安全檢修 ⑴ 定期檢查各控制閥門，指示儀表，防火防爆裝置必須保持靈敏。 ⑵ 定期檢查和處理各設(shè)備、管道中的物料、并冬季注意防寒防凍工作。 防火防爆 ⑴ 加強(qiáng)操作、搞好設(shè)備維護(hù)，防止易燃、易爆和有毒物質(zhì)外冒，保護(hù)勞動環(huán)境 ，防止人氣污染。 ⑵ 生產(chǎn)現(xiàn)場一律不準(zhǔn)吸煙、凡因檢修施工、必須經(jīng)批準(zhǔn)后方可動火。 ⑶ 氫氣設(shè)備管線必須有靜電防護(hù)。 主要安全技術(shù)指標(biāo) 生產(chǎn)崗位空氣中有害物質(zhì)的含量，其最高允許濃度： 氯氣 l 毫克／米 3 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 14 氯化氫 毫克／米 3 工業(yè)衛(wèi)生及防護(hù) ⑴ 所有設(shè)備管道不得泄灞、堵塞、確保物料暢通無阻。 ⑵ 堅(jiān)守工作崗位，不違章作業(yè)，發(fā)現(xiàn)隱患及時排除和報(bào)告，確保安全生產(chǎn)。 環(huán)保處理措施 氯化產(chǎn)生的副產(chǎn)鹽酸氣通入鹽酸合成爐燃燒，吸收制成合成鹽酸。 環(huán)保指標(biāo) 尾氣 HCI 含量 ≤400mg/m3 下水 PH 6—9沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 物料衡算 15 第三章 物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) a) 生產(chǎn)規(guī)模 :年產(chǎn) 600