【正文】 在等壓條件下，溶解熱等于焓值的變化，因此也被成為溶解焓。其用公式：21T PTTH C d?? 合成爐進(jìn)口氯氣溫度為 30℃ （ 303K）基準(zhǔn)為 25℃ ，氯氣不發(fā)生相變所以：由 303p298H = C dT? ?得 查得 mol0H 298 KkJ? 303303 2 2 3298 29811H = ( a + bT + c T ) d a T + bT + c T 15 8. 60 66 kJ km ol23T? ? ?? 3 0 3 2 9 8H = H H 0 1 5 8 . 6 0 6 6 k J k m o l 1 5 8 . 6 0 6 6 k J k m o l = 5 6 2 . 7 2 0 5 k J h? ? ? ? ? ⑵ 進(jìn)口 H2能量計(jì)算 查得 298H 0 kJ kmol? 323H 7 3 2 .7 2 5 0 k J k m o l? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 303H = 1 4 6 . 5 4 5 0 k J k m o l = 6 0 8 . 8 7 9 0 k J h ⑶ 進(jìn)口 CO 能量計(jì)算 查得 298H = 1 1 0 6 0 3 .7 9 2 0 k J k m o l 323H 1 0 9 8 8 7 .8 1 5 0 k J k m o l?? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 303H = 1 1 0 4 6 0 . 5 9 6 6 k J k m o l = 3 0 9 . 2 8 4 7 k J h ⑷ 進(jìn)口 CO2能量計(jì)算 查得 298H 3 9 3 7 9 5 .7 2 4 0 k J k m o l?? 323H 3 9 2 8 3 6 .9 0 1 0 k J k m o l?? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 303H = 3 9 3 6 0 3 . 9 5 9 4 k J k m o l = 1 0 6 6 6 . 6 6 7 3 k J h ⑸ 進(jìn)口 O2能量計(jì)算 查得 298H = 0 kJ kmol 323H 7 2 8 .5 3 8 0 k J k m o l? 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 303H = 1 4 5 . 7 0 7 6 k J k m o l = 5 . 1 4 3 5 k J h 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 23 ⑹ 進(jìn)口 N2能量計(jì)算 查得 298H = 0 kJ kmol 323H = 7 1 5 .9 7 7 0 k J k m o l 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 303H = 1 4 3 . 1 9 5 4 k J k m o l = 5 0 . 9 9 1 9 k J h ⑺ 進(jìn)口 H2O 能量計(jì)算 查得 298H = 2 4 2 0 0 0 .2 2 6 0 k J k m o l 323H = 2 4 1 1 6 7 .0 1 3 0 k J k m o l 用內(nèi)插法進(jìn)行計(jì)算得 303H = 2 4 1 8 3 3 . 5 8 3 4 k J k m o l = 4 8 2 4 5 . 7 9 9 k J h 進(jìn)口各股氣體總能量 ?進(jìn) 口 =+++ = 出口氣體能量計(jì)算 ⑴ 出口各股氣體 能量計(jì)算 查各種氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓表得： 723K 時(shí) ① Cl2： 723H = 0kJ h ② H2： 723H = 1 2 4 4 3 . 7 6 4 0 k J k m o l = 6 4 9 9 . 3 7 7 9 k J h ③ CO： 723H = 9 7 8 5 8 . 5 6 4 0 k J k m o l = 2 7 4 . 0 0 4 0 k J h?? ④ O2： 723H = 0kJ h ⑤ CO2 ： 723H = 3 7 4 8 5 7 . 9 2 3 0 k J k m o l = 1 0 1 5 8 . 6 4 9 7 k J h? ⑥ N2 ： 723H = 1 2 6 4 8 . 9 2 7 0 k J k m o l = 4 5 0 4 . 2 8 2 9 k J h ⑦ H2O(g):： 723H = 2 2 6 8 7 2 . 5 9 5 0 k J k m o l = 6 4 4 7 7 . 1 9 1 5 k J h? 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 24 ⑧ 出口 HCl 的焓 同合成爐進(jìn)口 Cl2焓計(jì)算原理： 查得 3298H 9 2 .3 0 7 1 0 k J/ k m o l? ? ? 由 2cTbTaCp ??? ， HCl 的 a k J km ol K?? 3b 1 .8 1 0 1 0 k J k m o l K?? ? ? 6c 1 .5 4 7 1 0 k J k m o l K?? ? ? 由 dTCH 723298 p???得 303723 2 2 3T298 29811H ( a + b T + c T ) d a T + b T + c T 1 2 1 7 5 .3 0 1 1 k J k m o l23? ? ? ?? 7 2 3 2 9 8H H H 8 0 1 3 1 . 6 9 8 9 k J / k m o l 5 6 8 5 9 8 . 5 0 9 1 k J / h? ? ? ? ? ? ? 出口氣體總能量計(jì)算 ?出 口 =+ = 合成爐能量衡算 5 7 4 5 1 1 . 6 9 2 2 k J hQ ? ? ? ???出 口 進(jìn) 口 即合成爐每小時(shí)放出 千焦熱量 一段降膜吸收塔能量衡算 一段塔 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及條件 經(jīng)過自然空氣冷卻到 393K 后的氣體進(jìn)入一段吸收塔，經(jīng)過石墨吸收冷水去冷卻之后離開二段塔出口溫度 313K。 合成爐能量衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及條件 基本條件：合成爐進(jìn)口溫度 30℃ （ 303K），出口溫度 450℃ （ 723K）標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 25℃ （ 298K） 100KPa 的焓為零做基準(zhǔn)。本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的氣體組分眾多，采用統(tǒng)一基準(zhǔn)焓法的特點(diǎn)是不必分成一系列分過程，只要直接從各種氣體統(tǒng)一基準(zhǔn)焓表 [11] 查出各物質(zhì)的始態(tài)焓、終態(tài)焓，二者相減即可 3過程得出過程所發(fā)生的熱量變化，而不需要考慮過程的顯熱、潛熱和反應(yīng)熱，因此同意基準(zhǔn)焓法可以簡化計(jì)算過程。沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 能量衡算 21 第四章 能量衡算 能量衡算采用的計(jì)算方法 在本設(shè)計(jì)中氯化氫的合成和吸收都伴隨著熱量的變化。 P= 2 44 2 4 7 .0 7 3 5 .6 1 0 3 1 .8 5 5 79 .8 0 7HOP m m H g? ? ? ? 2 0 . 1 2 5 6 0 . 0 7 9 3 0 . 1 9 9 5 3 . 5 9 1 7HOn a b k m o l h k g h? ? ? ? ? ? 合成爐內(nèi)發(fā)生的化學(xué)變化如下 主反應(yīng)： 222Cl H HCl?? 副反應(yīng)： 2 2 222H O H O?? 其它副反應(yīng)因量很少， 在工程上忽略計(jì)算 主反應(yīng)： 2Cl + 2H = 2HCl 開始： 0 反應(yīng)： 完成： 0 副反應(yīng)： 2H + 12 2O = 2HO 開始 。7. 58 13 0. 01 60 0. 12 38 0. 00 4498%Nn k g h k m ol h?? ? ? ⑵ 原料 2Cl 帶入 2N 的量 2 225 1. 56 91 0. 03 72 0. 35 17 9. 85 0995%Nn k m ol h k g h?? ? ? 2 0 . 0 0 4 4 0 . 3 5 1 7 0 . 3 5 6 1 9 . 9 7 4 7Nn k m o l h k g h? ? ? ? 進(jìn)合成爐 ? ?2HOg 的量 ⑴ 原料 2H 帶入 ? ?2HOg 的量 設(shè) :氫氣帶入 ? ?2HOg 的量為 akgh ? ?? ?22 73 HOHHPaa n P???進(jìn) 口 溫 度進(jìn) 口 溫 度 0 . 1 2 5 6 2 . 2 6 1 0a k m o l h k g h?? ⑵ 原料 2Cl 帶入 ? ?2HOg 的量 設(shè) :氯 氣帶入 ? ?2HOg 的量為 bkgh 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 物料衡算 18 % ?? 1 . 3 3 0 7 0 . 0 7 3 9b k g h k m o l h?? 說明： 2H 進(jìn)合成爐的壓力為 250 mmHg 合成爐進(jìn)口溫度為 30 c。 1 . 0 6 3 . 7 6 0 8 7 . 5 8 1 3H c ln n k m o l h k g h? ? ? ⑵ 原料 2Cl 帶入 2H 的量 22 0. 79 44 0. 39 4195 % 0. 3%Hn k J h k m ol h? ? ?? 進(jìn)合成爐 CO的量 % 0. 00 28 0. 07 9495%con k m ol h k g h?? ? ? 進(jìn)合成爐 2CO 的量 22 5 1 .5 6 9 1 0 .4 5 % 0 .0 2 7 1 1 .1 9 1 695%con k m o l h k g h?? ? ? 2 3 . 7 0 6 8 0 . 3 9 4 1 4 . 1 5 4 9 8 . 3 7 5 7Hn k m o l h k g h? ? ? ?沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 物料衡算 17 進(jìn)合成爐 2O 的量 ⑴ 原料 2H 帶入 2O 的量 2 39。 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。 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 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(dòng)火。 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。 壓力容器安全使用條件 合成爐操作壓力 ，防爆膜抗壓 。鹽酸控制系統(tǒng)采用可編程控制系統(tǒng)，簡稱 PLC 控制。 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)。 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(dòng)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] 。 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。 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。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。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)。 原料氣帶入氧 2H