【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 “發(fā)煙”現(xiàn)象，工業(yè)鹽酸由于含鐵鹽雜質(zhì)，因而成淡黃色，鹽酸是一種揮發(fā)性酸，也是極強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸。鹽酸的密度隨濃度增加而上升，隨溫度的增加而降低，20℃時(shí) 31%。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。 恒沸點(diǎn)組成與恒沸點(diǎn)溫度隨壓力變化表壓力kPa700740760800恒沸點(diǎn)組成HCl%② 化學(xué)性鹽酸易與許多金屬發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，可跟金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)生成鹽和水，可與堿反應(yīng)生成鹽和水。⑶產(chǎn)品規(guī)格。指標(biāo)名稱優(yōu)級(jí)品一級(jí)品合格品總酸度（以HCl%計(jì)）≥313131硫酸鹽（以SO4%計(jì)）灼燒殘?jiān)?，≤氯化物（以Cl%計(jì)）≤ 食品添加劑鹽酸的要求項(xiàng) 目指 標(biāo)總酸度（以HCl%計(jì)）≥31硫酸鹽（以SO4%計(jì)）≤還原物（以SO4）≤砷，%，≤重金屬（以Pb%計(jì)）≤⑷主要指標(biāo)測(cè)定方法GB320—2006 工業(yè)用合成鹽酸⑸產(chǎn)品性能與用途① 金屬酸洗，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凈。② 石油井的酸化，許多油田是石灰?guī)r和砂石巖組成。這些地下組織的滲透率比較低，在采油過(guò)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，以貫通油層之間的間隔，將油匯集在一起，提高油的流動(dòng)性和滲透性，從而提高油井的采油率。③ 礦產(chǎn)品的加工。④ 無(wú)機(jī)物的制造。⑤ 烯烴、炔烴等不飽和烴的加成反應(yīng)。⑥ 烴類的氧氯化反應(yīng)。⑦ 其他用途，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。⑹ 產(chǎn)品包裝、運(yùn)輸及貯存① 產(chǎn)品檢驗(yàn)方法 合成鹽酸按GB320執(zhí)行。 副產(chǎn)鹽酸按Q/SHGJ02117執(zhí)行。 產(chǎn)品鹽酸按GB1897執(zhí)行。② 產(chǎn)品包裝儲(chǔ)運(yùn)成品進(jìn)入鹽酸儲(chǔ)罐，根據(jù)包裝容器的具體情況，開動(dòng)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。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 [鍵入文字] 第二章 工藝流程第二章 工藝流程鹽酸的生產(chǎn)主要有兩種方式，一種是直接合成法，另一種是無(wú)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。 以氯氣和氫氣為原料在合成爐底部燃燒器燃燒，:1～:1，其中氯氣進(jìn)入合成爐內(nèi)，與氫氣混合燃燒。因原料氣中含有氧氣，此時(shí)氫氣也會(huì)與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，合成爐內(nèi)燃燒方程式如下： 主反應(yīng)：H2+Cl2=2HCl ΔH= 副反應(yīng)：2H2+O2=2H2O ΔH=吸收氯化氫氣體一般采用石墨降膜吸收器。其工藝特點(diǎn)為：水和氯化氫氣體順流從上而下水吸收效果較好。吸收塔的材質(zhì)是石墨，其防腐效果與傳熱效果均較好，其結(jié)構(gòu)大體上分為兩種：一種是列管式；另一種是圓塊孔式。冷卻水走管間，以便帶走氯化氫的溶解熱并有強(qiáng)化吸收效果的作用[7]。制造鹽酸的主要設(shè)備是合成爐和吸收塔。合成爐是其中關(guān)鍵的設(shè)備，它的材料形式有很多種。在很早以前，有用石英管組成的合成爐，由于價(jià)格高、生產(chǎn)能力低，早已被淘汰。目前許多工廠，仍在采用著鋼制合成爐。隨著我國(guó)石墨設(shè)備制造技術(shù)的發(fā)展，在鹽酸生產(chǎn)中，廣泛采用了石墨設(shè)備，如水冷合成爐、降膜式吸收塔、鹽酸再沸器等，由于石墨耐腐蝕耐高溫、傳熱效率比鋼制高三倍，所以是很理想的生產(chǎn)鹽酸的材料[2]。當(dāng)用水吸收氯化氫時(shí)，會(huì)放出大量熱，會(huì)使鹽酸溫度升高，不利于對(duì)氯化氫氣體的吸收。因?yàn)楫?dāng)氯化氫氣體濃度一定時(shí)，如果溶液溫度越高，氯化氫氣體的溶解度就越低，也就是說(shuō)制得的鹽酸濃度越低。反之則制得的鹽酸濃度越高。因此在生產(chǎn)時(shí)就要想辦法把生產(chǎn)的大量熱移去，很早以前是采用很多串聯(lián)陶瓷管進(jìn)行冷卻吸收，近來(lái)則用石墨設(shè)備冷卻吸收。近幾年來(lái)，有些工廠合成方面采用石墨制合成爐，它可以使用濕氯氣進(jìn)行生產(chǎn)。設(shè)備體積小、生產(chǎn)效率高。石墨作噴淋式合成爐，在爐頂有冷卻水噴淋裝置，在爐體外壁造成均勻的水膜，以帶走設(shè)備內(nèi)部反應(yīng)熱。提高生產(chǎn)能力，冷卻水由爐外頂?shù)乃峙浔P。通過(guò)鋸齒形邊緣，均勻的溢流到爐外壁，自上而下噴淋下來(lái)，廢水有底部圓盤收集后排出。降膜式吸收塔，為石墨制吸收設(shè)備這種設(shè)備吸收率很高可達(dá)99%以上。塔身有兩部分組成，一是填充段一是石墨吸收器。列管式殼體為碳鋼，列管和上下管板均為不透性石墨制成上下封頭為鋼襯膠。在上管板上還粘有吸收液分配頭，這是上面開有斜槽的石墨短管。這種分配頭安裝的好壞及吸收器總體安裝的垂直度，對(duì)于吸收液在管內(nèi)成膜是否均勻、吸收效率的高低至關(guān)重要。只有分配頭安裝得一樣高、一樣正才能使各石墨管內(nèi)有均勻的液膜。列管式吸收器的優(yōu)點(diǎn)是： (1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造方便。 (2) 石墨材料利用率高，單位換熱面積的造價(jià)低于塊孔式。(3) 流體阻力小、維護(hù)檢修、清洗方便。它的缺點(diǎn)是： (1) 其壓型石墨管在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中極易損壞，此時(shí)只好把損壞了的管子堵死，隨著漏管的增多傳質(zhì)、換熱面積會(huì)越來(lái)越小。(2) 允許使用的溫度較低，由于石墨管、管板和膠粘劑的膨脹系數(shù)不一樣，溫度、壓力發(fā)生變化，粘接縫很容易損壞,造成泄漏[7]。本設(shè)計(jì)年產(chǎn)5000噸鹽酸合成工藝設(shè)計(jì)中采用石墨噴淋式合成爐與兩個(gè)列管降膜式吸收塔和一個(gè)填料式吸收塔串聯(lián)起來(lái)。起到最大化的將氯化氫氣體吸收并成為成所需要的成品酸。由電解飽和食鹽水產(chǎn)生的氯氣和氫氣沿管道分別經(jīng)過(guò)阻火器、控制閥進(jìn)入合成爐。鹽酸氣沿管道經(jīng)控制閥、流量計(jì)、燃燒器進(jìn)入合成爐，燃燒器是以三支不同直徑鋼制同心套管組成，裝于圓臺(tái)形石墨合成爐底部，燃燒器最外層通鹽酸氣，中間通氫氣，內(nèi)層通氯氣。氫氯燃燒化合采取氫氣過(guò)量，以確保氯氣充分反應(yīng)，并在燃燒器出口合成爐內(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，出合成爐氣體溫度在400—500℃左右，由爐頂出口進(jìn)入散熱器，采用空氣自然冷卻。具體做法是選擇了“ 兩臺(tái)降膜式吸收塔和一臺(tái)填料塔串聯(lián)” 的吸收工藝對(duì)原來(lái)三臺(tái)填料塔吸收工藝進(jìn)行了改造。今將其流程簡(jiǎn)述如下[8]：氯化氫： 經(jīng)過(guò)空氣冷卻的氯化氫進(jìn)入帶有冷卻的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(dòng)吸收，制得的成品酸由底部流出，經(jīng)過(guò)液封分別進(jìn)入酸儲(chǔ)罐。在一段吸收塔不能吸收的氣體與少量未吸收的氯化氫由膜式塔底部排出，經(jīng)過(guò)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)并流向下流動(dòng)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的氣體與少量未吸收的氯化氫氣體由塔底部排出經(jīng)上升管引至尾部填料吸收塔底部進(jìn)入，在尾部填料吸收塔內(nèi)與頂部加入的注加水接觸，呈逆流吸收，不能吸收的氣體由尾部填料塔頂部經(jīng)氣液分離器分離后，由尾部填料塔頂部排空，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頂。吸收劑：清水從尾部填料塔頂部加入吸收氯化氫氣體后成低濃度酸液流入二段， 在二段吸收氯化氫后返回一段，在一段得成品酸。吸收形式：一段并流，二段并流，三段填料塔逆流。沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 [鍵入文字] 第三章 物料衡算第三章 物料衡算產(chǎn)量：5000噸/年生產(chǎn)時(shí)間：300天 （24小時(shí)/天）成品酸：31%以上儲(chǔ)存及包裝損失：%腐蝕損失：%一段膜式吸收塔吸收率：50%二段膜式吸收塔吸收率：45%三段填料吸收塔吸收率：5%三段塔見圖1 HCl(g) HCl(g) 二段塔 HCl(g)一段塔 合成爐 Cl2 HCl(l) HCl(l) HCl(l) H2儲(chǔ)罐圖1鹽酸生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單流程示意圖 （干基）①名稱Cl2H2COO2N2CO2含量95%%%%%% （干基）②名稱Cl2H2COO2N2CO2含量098%0%%0注：① H2O（g）% ② H2O（g）含量按與所在地大氣壓平衡水蒸汽分壓計(jì)算根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式 Cl2+H2→2HCl可知，為確定反應(yīng)過(guò)程中氯氣完全反應(yīng)，實(shí)際生產(chǎn)中控制H2過(guò)量，取Cl2：H2=1:⑴ 出爐HCl的量⑵ 滿足生產(chǎn)任務(wù)需要Cl2的量⑶ 進(jìn)合成爐H2的量①原料H2 中帶入：②原料Cl2帶入：③需要H2的總量： ⑷ 進(jìn)合成爐CO2的量⑸ 進(jìn)合成爐CO的量⑹ 進(jìn)合成爐O2的量①原料Cl2帶入量:②原料H2帶入量：③O2總量：⑺ 進(jìn)合成爐N2的量① 原料Cl2帶入量：