【正文】 子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)HCl 氮?dú)?28 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計(jì) 100②成品酸的物料衡算：HCl的量： －= 247。18= 以上物料衡算相應(yīng)組成見表342：表 342 排入一段塔稀酸物料衡算表22%稀鹽酸名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分?jǐn)?shù) (%)HCl 水 18 合計(jì) （2）流出一段降膜吸收塔物料衡算：①一段尾氣物料衡算：＋－（－）= 247。18= 以上物料衡算相應(yīng)組成見表334：WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)表 334 一段塔尾氣物料衡算表一段尾氣名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)HCl 氮?dú)?28 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計(jì) 100 一段吸收塔物料平衡：（1）進(jìn)入一段塔物料：①來自合成氣的物料衡算：氯化氫氣體的量：= 氫氣的量：(＋－－2(+))2= 水：（＋2（＋））18 = 氮?dú)獾牧浚海? 二氧化碳的量： 以上物料衡算相應(yīng)組成見表341：表 341 合成氣出爐氣體成分衡算表合成氣名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)HCl 氮?dú)?28 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計(jì) ②來自二段吸收塔的稀酸的物料衡算：((73%)/(122%)－(－73%))/=% HCl的量為：%＋= WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)247。5%= 注加水：－= 以上物料衡算相應(yīng)組成見表333：表 333 排入二段塔 6%稀鹽酸物料衡算表6%稀鹽酸名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分 (%)HCl 水 18 合計(jì) ②由一段吸收塔來的HCl的量：＋－（－）= 247。18=以上物料衡算相應(yīng)組成見表332：表 332 排入一段塔稀酸物料衡算表22%稀鹽酸名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)HCl 水 18 合計(jì) （3）進(jìn)二段塔物料：①來自尾部塔的稀酸物料衡算：((73%)/(16%)－(－73%))/=% HCL量：（－）% = 247。18= 以上物料衡算相應(yīng)組成見表331：表 331 二段尾氣氣體物料衡算表二段尾氣名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)HCl 氮?dú)?28 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計(jì) WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)②二段塔排入一段塔的稀酸的物料衡算：((73%)/(122%)－(－73%))/=% HCl的量為：%＋= 247。（2）出二段塔物料：①二段塔尾氣物料衡算：HCl的量： ＋= 247。18= 以上物料衡算相應(yīng)組成見表324：表 324 尾部塔入口氣體物料衡算表二段尾氣名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)HCl 氮?dú)?28 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計(jì) 二段吸收塔的物料衡算：（1）計(jì)算依據(jù)：①在降膜吸收塔內(nèi)只有HCl被吸收，其余氣體都不吸收。5%= 加注的水的量：－=以上物料衡算相應(yīng)組成見表323：表 323 排入二段塔 6%稀鹽酸物料衡算表6%稀鹽酸名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分 (%)HCl 水 18 合計(jì) WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)（5）尾部吸收塔入口氣體組成（來自二段尾氣）：HCl的量： ＋= 247。18= 以上物料衡算相應(yīng)組成見表322：表 322 三段吸收加水量物料衡算表水名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分(%)水 18 合計(jì) （4）排入二段吸收塔的稀酸的量：((73%)/(16%)－(－73%))/=% HCL量：（－）% = 247。330247。44= 氮?dú)獾牧浚? 247。= 氫氣的量： 247。②在尾部塔吸收鹽酸中，合成6%的稀鹽酸，尾氣出口溫度為20℃。2247。2247。8028= ⑦進(jìn)合成爐廢氯帶入的水分：%=以上物料衡算相應(yīng)組成見表313：表313 氯氣進(jìn)氣物料衡算表氯氣名稱 分子量 質(zhì)量(kg) kmol數(shù) 質(zhì)量分 (%)氯氣 71 氮?dú)?28 氧氣 32 氫氣 2 二氧化碳 44 水 18 合計(jì) （b）進(jìn)合成爐氫氣及其帶進(jìn)的其他氣體組成①：247。8032= ⑥進(jìn)合成爐廢氯帶入的氮?dú)獾牧浚?47。802= ⑤進(jìn)合成爐廢氯帶入的氧氣的量：247。8044= ④進(jìn)合成爐廢氯帶入的氫氣的量：247。271= ③進(jìn)合成爐氯氣帶入的二氧化碳的量：247。24247。=則每臺合成爐的產(chǎn)量為：1250001000247。 24 247。24=則每小時(shí)HCl的量為： 10000 1000 32% 247。⑧以每小時(shí)生產(chǎn)鹽酸的量作物料衡算：每小時(shí)鹽酸的量：100001000247。②使用的氯氣以液氯廢氣為主要成份見表311。m2 6 41﹟—6﹟降膜吸收塔1﹟—6﹟水吸收塔100m2 t/h重合產(chǎn)生的副產(chǎn)鹽酸氣經(jīng)吸收塔吸收制成副產(chǎn)鹽酸。h） 247。＋產(chǎn)品質(zhì)量（3）水的定額水的實(shí)際耗用量（噸）247。) ＋（2）氫氣的定額：氫氣的實(shí)際耗用量：m179。（4）應(yīng)該經(jīng)常把氫氣管路里的積水放出，尤其在冬季更應(yīng)隨時(shí)將水放盡以防止積水在管路里凍結(jié)而撐壞管路造成經(jīng)濟(jì)損失。為了能夠防止系統(tǒng)中未能燃燒的氯氣和氫氣自然化合而發(fā)生爆炸，操作中應(yīng)該盡量控制氫氣的穩(wěn)定流量，保證氯氣能夠反應(yīng)徹底而不排入大氣中。常見幾種混合氣體的爆炸極限見表22。反之，當(dāng)操作不當(dāng)使氫氣的量不足時(shí)，就會導(dǎo)致尾氣中的氧的含量增加，給氫氣的爆炸營造良好條件，再在外界因素影響下（如靜電或閃電）而導(dǎo)致尾氣系統(tǒng)的爆炸。然而在實(shí)際的生產(chǎn)中，對于爆炸極限而言，其上限值和下限值都應(yīng)該考慮一定的誤差及外界因素。 注意事項(xiàng)（1）我們知道，工藝過程中是通過氯氣和氫氣混和燃燒生成氯化氫再用純水吸收來生產(chǎn)高純度的鹽酸。（3）當(dāng)氫氣點(diǎn)燃后，在打開氯氣閥門時(shí)，要緩慢打開使氯氣少量流出避免火焰熄滅而導(dǎo)致點(diǎn)火失敗。拆下氫氣管口及視鏡，讓泵抽空氣置換系統(tǒng)內(nèi)的氣體，然后重新分析氣體組成。（2）執(zhí)行點(diǎn)火操作時(shí)禁止正視點(diǎn)火孔，防止火焰噴出燒傷工作人員。因此，需擬出相關(guān)的工藝系數(shù)。一方面，它關(guān)系著生產(chǎn)過程的安全性，另一方面，它影響產(chǎn)品的質(zhì)量。氯化氫被水或稀鹽酸吸收后，就可制成鹽酸。含氯的副產(chǎn)鹽酸氣體采取系統(tǒng)回收凈化處理。一般來說，兩個(gè)簡單的游離基互相碰撞時(shí)是不能合并的，就如②式的終止是不存在的。Cl + H2 → HCl + HH + HCl→ HCl + Cl鏈終止：當(dāng)受到來自外界的能及Cl或H結(jié)合的物質(zhì)或基因影響時(shí)，游離基便失去活性而使鏈終止。此外，本設(shè)計(jì)還包含了阻火器，緩沖罐，儲罐等設(shè)備。未被吸收的尾氣通過排空閥排除并作尾氣處理。吸收塔：本設(shè)計(jì)中吸收塔主要有水吸收塔和降膜吸收塔。（2）燃燒室燃燒室為空心圓柱體結(jié)構(gòu)，上端對稱開前后2個(gè)小孔，一個(gè)作為視鏡用來觀察火焰，一個(gè)作為封火口用于開停車操作。 主要裝置設(shè)備合成爐：（1）燃燒器在合成爐中燃燒器是一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)，它是由套管式的噴嘴構(gòu)成，其殼層走氫氣，管層走氯氣。近年來，全國各地鹽酸生產(chǎn)企業(yè)都在不斷加強(qiáng)技術(shù)改造，裝置設(shè)備的優(yōu)化升級，以適應(yīng)更激烈的市場競爭。這既有利于降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高資源利用率，增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)符合我國的建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的基本國家方針政策。隨著環(huán)境保護(hù)保護(hù)要求的日益提高，對生產(chǎn)系統(tǒng)尾氣的排放更加嚴(yán)格，那些高能耗、高污染，低產(chǎn)出的企業(yè)最后必將被淘汰。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)（2）通過對現(xiàn)有的鹽酸生產(chǎn)設(shè)備及工藝進(jìn)行優(yōu)化選擇，的生產(chǎn)工序；（3）針對目前的鹽酸生產(chǎn)企業(yè)普遍存在的鹽酸吸收工藝的不足之處，設(shè)計(jì)鹽酸吸收工段及二段吸收工藝。 研究意義針對上述問題，本文進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，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)。未被吸收的氯化氫尾氣離開膜式吸收塔后在水吸收塔中進(jìn)行逆流高效的吸收。生產(chǎn)的氯化氫由頂部排除，通過空冷管冷卻后進(jìn)入膜式吸收塔的吸收管被吸收。合成爐的主體部分是由原料氣燃燒噴嘴、燃燒室所構(gòu)成的整體的設(shè)備。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、傳熱效率高、廠區(qū)空間能夠得到有效利用，拆裝維修方便、設(shè)備選材要求不太苛刻、材料價(jià)格合適且易得、設(shè)備使用壽命長，且操作簡單易行。 生產(chǎn)裝置介紹目前，我國生產(chǎn)鹽酸多采用組合式分步吸收生產(chǎn)鹽酸裝置，為了滿足當(dāng)前社會發(fā)展需求，其工藝流程和設(shè)備制作在實(shí)踐過程中不斷得到優(yōu)化改進(jìn)。WORD 資料 下載可編輯 專業(yè)技術(shù)（3）從尾部吸收塔出來的尾氣中也帶有大量的水霧，在引風(fēng)機(jī)中容易冷凝形成弱酸性液體，直接沖擊風(fēng)機(jī)的葉輪，使風(fēng)機(jī)振動加大，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)故障率升高，增加了設(shè)備維修量與投入經(jīng)費(fèi)。 吸收過程存在的問題經(jīng)查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料進(jìn)行分析總結(jié)得出，通常情況下，在鹽酸吸收系統(tǒng)中主要存在以下幾方面問題：（1）在以前的吸收系統(tǒng)中清洗塔、洗滌塔、回收塔等相關(guān)設(shè)備都采用玻璃鋼為主的材料制作，投資成本較高，且設(shè)備制作花費(fèi)時(shí)間較長。整個(gè)過程中由于降膜吸收塔有較高的吸收效率，所以使得水吸收塔的負(fù)荷相對較小，溫度也比較低，因而水吸收塔采用玻璃鋼等材料制作。水吸收塔則是由不透性石墨制的冷卻吸收塔，此工藝中用的是逆流填充式（塔內(nèi)填充石墨制拉西環(huán)）。本設(shè)計(jì)采用二段串聯(lián)的形式，它能90％左右的氯化氫。該工藝中初期裝置只是一段吸收，缺陷較為明顯，由于負(fù)荷較低會引起吸收管內(nèi)流動的吸收水量較少從而會產(chǎn)生液膜斷裂甚至吸收管斷流的現(xiàn)象，導(dǎo)致吸收效率受到嚴(yán)重影響，當(dāng)管內(nèi)負(fù)荷降至起初能力的40％時(shí)就不能得到濃度穩(wěn)定的鹽酸。所以吸收水從裝在吸收管最上端的V形切口位置進(jìn)入，在吸收管內(nèi)沿管內(nèi)壁形成液膜與氯化氫向下并流進(jìn)行吸收冷卻。為使氯氣反應(yīng)進(jìn)行徹底及降低爐內(nèi)氧分壓而降低爆炸極限，通常使通入的氫氣稍微過量。噴嘴噴口朝上。首先，關(guān)于合成爐，在裝置前設(shè)有阻火器以及緩沖罐，以保證生產(chǎn)安全。除此以外，吸收系統(tǒng)還能使合成爐產(chǎn)生一定的負(fù)壓，使有毒有害的氣體不往外溢，既保障了工作人員的安全也使環(huán)境不被惡化。一方面供解吸過程使用，另一方面使氯化氫體積分?jǐn)?shù)在尾部排空的氣體中不超過指定值。用純水呈逆流吸收，其他不能吸收的氣體通過排空閥放空并作尾氣處理。由于氯氣有毒，為了使氯氣能夠反應(yīng)徹底，通常要使進(jìn)入爐體的氫氣適當(dāng)?shù)倪^量。 氯化氫的吸收裝置及其存在問題 吸收工藝流程簡述及鹽酸吸收系統(tǒng)的作用本文設(shè)計(jì)的鹽酸生產(chǎn)吸收工藝較為簡單易懂，同時(shí)，操作也較為簡單。尾部吸收：來自二段塔的合成氣在尾部吸收塔內(nèi)向上流動，與來自塔頂部向下流動的水呈逆流吸收，不能被吸收氣體則由尾部塔頂部經(jīng)氣液分離器后，由排空閥排除并作凈化處理。通過壓力泵打入鹽酸儲池。在此階段中未被吸收的合成氣從塔底進(jìn)入尾部水吸收塔底部與塔內(nèi)向下流動的水呈逆流吸收，此過程中制得的稀酸則進(jìn)入二段吸收塔，尾氣可通過塔頂?shù)呐趴臻y排出并進(jìn)行凈化處理。圖11 鹽酸的生產(chǎn)工藝流程圖 氯化氫的吸收在合成爐中生產(chǎn)的氯化氫經(jīng)過空冷管冷卻以后進(jìn)入帶有冷卻的一段降膜吸收塔與來自二段降膜吸收塔的稀酸在吸收管內(nèi)并流向下流動吸收，該過程中制得的鹽酸由一段塔底部流出。其主要工藝路線如下圖所示。本文著重闡述了此工藝生產(chǎn)鹽酸的方法。目前，我國多數(shù)廠家均走過合成爐爐、水冷、風(fēng)冷、石墨冷、絕熱吸收或膜式吸收及水吸收的工藝路線，并且將在我國持續(xù)相當(dāng)長一段時(shí)間。（2）合成、冷卻、吸收為一體的“三合一” 爐生產(chǎn)。使得合成法生產(chǎn)鹽酸的工藝過程成為鹽酸工業(yè)中性價(jià)比和資源利用效率較高的工藝路線。隨著化工工業(yè)的飛速發(fā)展，鹽酸的生產(chǎn)工藝也在不斷地革新。鹽酸的生產(chǎn)一般都包括原料氣體的制備、合成氣的生產(chǎn)、冷卻、吸收等過程。然而，由于我國工業(yè)化起步較晚，前期發(fā)展也較為緩慢。C2H4Cl2 = C2H3Cl+HCl除此之外，合成法中原料氣的來源也可使用其他方法來制備，然而工藝過程較為繁瑣，本文不作過多討論。將其再經(jīng)過有關(guān)反應(yīng)生成氯乙烯同時(shí)得到原料氯化氫。近幾年來，工業(yè)上通過生產(chǎn)含氯有機(jī)物的副產(chǎn)品來制備氯化氫進(jìn)一步鹽酸。最后通過吸收器吸收氯化氫而生產(chǎn)鹽酸。在該類生產(chǎn)中，通常采取使一種原料過量的方法來使價(jià)格比較昂貴的、有害的、不易得到原料進(jìn)行充分反應(yīng)，本文中氯氣與氫氣的比按1∶。當(dāng)氯化