【正文】 .+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。 H2+1/2O2 ????燃 燒 H2O l/2 2H +l/2 2Cl ????燃 燒 HCl 沈陽化工大學學士學位論文 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，才會迅速反應生成氯化氫 [7]，主反應式為： H2+CL2 ? 2 HCl 副反應： 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)生反應時，由下游離基連鎖反應，其光量子效率可高達 ，其反應機理如下： 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。 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 標準狀態(tài)下為 。 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。 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， 0℃ 以下 ， 生成Cl28H2O 的黃綠色結(jié)品，因此含水氯氣管道冬季應保溫。 c) 食晶鹽酸按 GB18 9 7 執(zhí)行。 產(chǎn)品包裝、運輸及貯存 ⑴ 產(chǎn)品檢驗方法 a) 合成鹽酸按 GB 320 執(zhí)行。 f) 烴類的氧氯化反應。 d) 無機物的制造。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反應的性質(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。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 產(chǎn)品性質(zhì)及其它 8 產(chǎn)品規(guī) 格 表 22[6] Q/SHG0040032020 指標名稱 優(yōu)級品 一級品 合格品 總酸度（以 HCI%計） 鐵 硫酸鹽（以 S0 ?24 %計） 砷， % ≤ 灼燒殘渣， % ≤ 氧化物（ C1%計） ≤ 表 23 食品添加劑鹽酸的要求 % 項 目 指標 總酸度（以 HCI%計） ≥ 鐵 % ≤ 硫酸鹽（以 S0 ?24 %計） ≤ 氧化物（以 Cl計） ≤ 還原物（以 S0 ?24 計） ≤ 灼燒殘渣， % ≤ 重金屬（以 P b%計） ≤ 砷 % ≤ 表 24 副產(chǎn)鹽酸的要求 指標名稱 指標 總酸度（以 HCI%計） 外觀 淺黃色透明液體無浮油 主要指標測定方法 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、鍍錫等進一步加工前，必須將氧化鐵皮以酸洗方法清除干掙。 鹽酸是恒沸點液體，而恒沸點組成與恒沸點溫度卻隨壓力不同稍改變。 沈陽化工大學學士學位論文 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，也是極強的無機酸 [5]。 (2)尾氣中也帶有大量的水霧，在引風機中容易冷凝成弱酸性液體，直接沖擊運轉(zhuǎn)的葉輪，引起風機振動加大，風機故障率升高，增 加了設(shè)備維修量；同時，由于風機效率的下降，使工藝操作波動大，吸收效率更差，尾氣排放經(jīng)常超標，對周圍居住環(huán)境造成污染，常引起周圍居民的投訴。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。為保證氯氣反應完全，要嚴格控制進爐氫氣適當?shù)倪^量。 鹽酸的吸收工 藝及存在的問題 鹽酸吸收系統(tǒng)的作用 鹽酸吸收系統(tǒng)的主要作用是把反應爐生成的高溫氯化氫混合氣體降溫冷卻洗去硫化物等雜質(zhì)，再用水或稀酸吸收生成質(zhì)量分數(shù)為 31％的濃鹽酸，并且使尾部排 氣 空氣中氯化氫體積分數(shù)不超過限定值，達到環(huán)保要求。通過本設(shè)計工作，能為一些企業(yè)的優(yōu)化生產(chǎn)工藝，節(jié)約能源提供借鑒。我國大部分企業(yè)仍然停留在高耗低產(chǎn)的運轉(zhuǎn)現(xiàn)狀。 本 設(shè)計 的工作內(nèi)容與目標 針對上述問題，本文提出在現(xiàn)有的鹽酸吸收系統(tǒng)流程上進行優(yōu)化設(shè)計，通過綜合技術(shù)改造，降低投資成本，創(chuàng)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型企業(yè)。在經(jīng)歷了年代到年代中期的低潮后 , 終于被廣大氯堿廠所重視。設(shè)備生產(chǎn)廠也舉步維艱。當然也有正在使用鐵爐生產(chǎn)氯化氫氣體 , 采用風冷、水冷、石墨冷卻氯化氫氣體供生產(chǎn)用，并且將在我國持續(xù)相當長一段時間。 （ 3）合成、冷卻、吸收為一體的 “ 三合一 ”爐生產(chǎn)，該工藝最為先進。 從我國目前的生產(chǎn)工藝看 , 主 要有以下幾種： （ 1）鐵爐合成、風冷、水冷、石墨冷、絕熱吸收、膜式吸收。鹽酸工業(yè)的生產(chǎn)工藝主要有合成法和副產(chǎn)法。從上世紀 50 年代開始，在工業(yè)發(fā)達國自 1772 年由Priesly最先搜集到氯氣和氫氣制得純鹽酸并試驗其性質(zhì)，至今有 230 多年的歷史了。然后用水吸收生成的氯化氫氣體，其中氯化氫是在合成塔里合成的。在氯氣和氫氣的反應過程中，有毒的氯氣被過量的氫氣所包圍，使氯氣得到充分反應，防止了對空氣的污染。 工業(yè)上制取鹽酸時，首先在反應器中將氫氣點燃，然后通入氯氣進行反應，制得氯化氫氣體?？偟膩碚f，副產(chǎn)氯化氫和鹽酸產(chǎn)量比重增大，而合成鹽酸的比 重下降。 1923 年英國最后一個路布蘭制堿法的工廠關(guān)閉，鹽酸的生產(chǎn)逐漸為直接合成法所代替。 自 1895 年食鹽溶液電解法制氯和燒堿工業(yè)化以來，鹽酸可以用電解產(chǎn)生的氯和氫直接合成。 MnO2+4HCl→MnCl 2+Cl2+2H2O 這還僅有一半的氯化氫未加利用，而且二氯化錳沒有工業(yè)用途， 致使漂粉成本很高。 早期鹽酸的用途不大，市場需求量很少。 1836沈陽化工大學學士學位論文 第一章 文獻綜述 3 年采用焦炭為填料的洗滌塔用水吸收此氣體以減少工廠對周圍的影響。愛爾蘭人趁英國政府取消重鹽稅之機會采用路布蘭法于 1823 年在英國設(shè)廠。但歐洲缺乏天然的硫酸鈉礦，因此用硫酸和食鹽為原料制造硫酸鈉并副產(chǎn)鹽酸。 1791 年法國的科學家獲得路布蘭制堿法的專利，擁有日產(chǎn) 250300kg的工廠。 1772 年 Priestley最先捕集到氯化氫氣體制得純鹽酸并試驗其性質(zhì)。 鹽酸的工藝歷史 15 世紀意大利的手稿中記載如何制成鹽酸，但這種水溶液在此前就為煉金術(shù)師所使用，那是將食鹽和硫酸鐵共同蒸餾發(fā)生的氣體溶解于水而成。 主要用于生產(chǎn)各種氯化物；在濕法治金中提取各種稀 有金屬；在有機合成、紡織漂染、石油加工、制革造紙、電鍍?nèi)酆浮⒔饘偎嵯粗惺浅Ｓ盟?；在有機藥物生產(chǎn)中，制普魯卡因、鹽酸硫胺、葡萄糖等不可缺少；在制取動物膠、各種染料時也有用武之地；在食品工業(yè)中用于制味精和化學醬油；醫(yī)生還直接讓胃酸不足的病人服用極稀的鹽酸治療消化不良；在科學研究、化學實驗中它是最常用的化學試劑之一。鹽酸是氯化氫的水溶液，是強酸，具有酸的通性，在哺乳動物的胃液中也有微量存在。 沈陽化工大學學士學位論文 第一章 文獻綜述 2 第一章 文獻綜述 研究背景 鹽酸的性質(zhì)特點及應用 鹽酸，學名氫氯酸，是氯化氫（化學式： HCl）的水溶液，相對密度為 ，無 色或微黃色易揮發(fā)性液體，有刺激性氣味，是一元酸。 經(jīng)過 60 年的發(fā)展，我國鹽酸工業(yè)目前已演變?yōu)楦碑a(chǎn)酸占主導地位，并躋身世界鹽酸生產(chǎn)大國行列。尤其值得一提的是， 1990 年我國 萬噸的鹽酸總產(chǎn)量中，副產(chǎn)鹽酸已占到 萬噸 ，首次超過合成法鹽酸，表明鹽酸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平有了質(zhì)的跨越。在消費領(lǐng)域，隨著有機合成工業(yè)的發(fā)展，鹽酸的應用領(lǐng)域也獲得了極大開拓，用途更加廣泛，制藥、礦石選礦處理、化工、飼料添加劑、凈水劑、稀土等下游行業(yè)對鹽酸的需求量增長迅猛。 1949 年我國鹽酸產(chǎn)量僅 萬噸，全部采用合成法生產(chǎn)，其應用領(lǐng)域也極為單一，主要用作化學試劑及食品等很少幾個領(lǐng)域。針對這些問題，結(jié)合課題需求，對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進行了改進處理，設(shè)計了鹽酸裝置的生產(chǎn)工藝，這些設(shè)計在一定程度上克服了現(xiàn)有工藝的缺陷。 本次設(shè)計主要內(nèi)容有三個：一是對鹽酸合成的整個過程進行了物料衡算、熱量衡算，二是對合成爐進行了設(shè)備尺寸計算和降膜吸收塔換熱面積計算，最后繪制了工藝流程圖 。 沈 陽 化 工 大 學 科 亞 學 院 本科畢業(yè)論文 題 目： 年產(chǎn) 6000 噸鹽酸 合成 工藝設(shè)計 院 系： 化工與制藥系 專 業(yè)： 化學工程與工藝 班 級： 化工 0902 學生姓名： 指導教師： 論文提交日期： 2020 年 6 月 15 日 論文答辯日期： 2020 年 6 月 22 日 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務書 化學工程與工藝專業(yè) 0902 班 學生：高彬 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 年產(chǎn) 6000 噸鹽酸 合成 工藝設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容： 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容： 、熱量衡算、主要設(shè)備的工藝尺寸計算 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容： 畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 起止時間： 2020 年 4 月 2020 年 6 月 指導教師： 簽字 年 月 日 教研主任： 簽字 年 月 日 學院院長： 簽字 年 月 日 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 摘要 摘要 鹽酸廣泛用于鋼鐵、電鍍和鋼鐵結(jié)構(gòu)件的酸洗過程中，同時也用于化學制藥、稀土生產(chǎn)等行業(yè)。鐵合成爐生產(chǎn)鹽酸是目前國內(nèi)大多數(shù)氯堿廠普遍應用的生產(chǎn)技術(shù) , 其吸收工藝雖幾經(jīng)變革 , 目前大都采用降膜塔、填料塔二級或三級吸 收法制鹽酸。 本文綜述了國內(nèi)外鹽酸生產(chǎn)方面的現(xiàn)狀及進展，分析了現(xiàn)有裝置的優(yōu)點和存在的問題。 關(guān)鍵詞 ： 鹽酸 合成爐 工藝設(shè)計 沈陽化工大學科亞學院學士學位論文