6萬(wàn)噸離子膜法燒堿鹽酸合成工藝設(shè)計(jì)word格式

1、 （2012屆）?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料題 目 名 稱： 6萬(wàn)噸離子膜法燒堿鹽酸合成工 藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 包裝與材料工程學(xué)院 專 業(yè)： 應(yīng)用化工技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 最終評(píng)定成績(jī)： 湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處 2012屆?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料第一部分 畢業(yè)論文（2012屆）?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 名 稱： 6萬(wàn)噸離子膜法燒堿鹽酸 合成工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院（部）： 包裝與材料工程學(xué)院院 專 業(yè)： 應(yīng)用化工技術(shù) 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師姓名： 職稱 最終評(píng)定成績(jī)： 2012年 5 月摘 要本設(shè)計(jì)承擔(dān)年產(chǎn)6萬(wàn)噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)中鹽酸

2、合成工藝設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外PVC發(fā)展概況及鹽酸生產(chǎn)的了解，隨著氯堿工業(yè)的蓬勃發(fā)展，為了與燒堿生產(chǎn)能力配套，合成鹽酸的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。在氯堿生產(chǎn)企業(yè)中，通常采用氯氣和氫氣直接合成氯化氫，用水吸收氯化氫制取鹽酸。本設(shè)計(jì)采用在反應(yīng)器中將氫氣點(diǎn)燃，然后通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)，制得氯化氫氣體。氯化氫氣體冷卻后用水吸收制得鹽酸。在氯氣和氫氣的反應(yīng)過(guò)程中，有毒的氯氣被過(guò)量的氫氣所包圍，使氯氣的道充分反映，防止了對(duì)空氣的污染。近年來(lái)隨著不透性石墨設(shè)備的發(fā)展，制取鹽酸的合成爐已有最初的貼合成爐發(fā)展到“二合一”合成爐、“三合一”石墨合成爐等。通過(guò)對(duì)這幾種合成爐的比較，本設(shè)計(jì)采用“三合一”石墨爐。通過(guò)從工藝和安全上的比

3、較，用制圖軟件繪制了鹽酸的工藝流程圖。另外，通過(guò)物料衡算和能量衡算，以及主要設(shè)備的計(jì)算及選型。關(guān)鍵詞：鹽酸，鹽酸設(shè)備，合成爐ABSTRACT This design for an annual output of 60000 tons of ionic membrane caustic soda production process design of hydrochloric acid synthesis process design.Through the development of domestic and foreign PVC survey and hydrochloric aci

4、d production of understanding, along with the vigorous development of chlor-alkali industry to burn Alkali production capacity of form a complete set, the scale of hydrochloride was synthesized in expands unceasingly. In chlor-alkali production enterprise, usually USES chlorine and hydrogen The dire

5、ct synthesis of hydrogen preparation, water absorption hydrogen hydrochloric acid. This design USES the reactor, then will the hydrogen lit general into Reacting to chlorine gas alkalization hydrogen. Hydrogen gas cools water absorption process hydrochloric acid. The chlorine and hydrogen in reverse

6、 Should process, poisonous chlorine was surrounded by excessive amounts of hydrogen, chlorine, prevent the way fully reflected in the air pollution.In recent years, with no permeability graphite equipment development, producing hydrochloric acid synthesis furnace has first joint into furnace develop

7、ment to two Unity synthesis furnace, three-in-one graphite synthesis furnace, etc. Based on the comparison of several synthesis furnace, the design USES composite A graphite furnaceThrough the process and security comparison, drawn with drawing software flow chart of hydrochloric acid. In addition,

8、through Material calculation and energy calculation, and major equipment selection and calculation.Keywords: hydrochloric acid, hydrochloric acid equipment, synthesis furnace目 錄第1章 總論1.1 概述11.1.1 意義與作用11.1.2 國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀與發(fā)展前景11.2 鹽酸的性質(zhì)與用途2 1.2.1鹽酸的性質(zhì)2 1.2.2鹽酸的用途21.3原材料規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)31.3.1 氯氣的來(lái)源及性質(zhì)31.3.1.1 氯氣的來(lái)源3

9、1.3.1.2 氯氣的性質(zhì)31.3.2 氫氣的來(lái)源及性質(zhì)41.3.2.1 氫氣的來(lái)源41.3.2.2 氫氣的性質(zhì)41.3.3 原料及中間體規(guī)格41.3.3.1 原料組成41.3.3.2 液氯尾氯41.3.3.3 鹽酸4第2章 工藝流程2.1 產(chǎn)品的生產(chǎn)方法概述52.2 工藝路線確定62.1.1 具體工藝路線62.1.2 工藝流程示意圖72.3 主要設(shè)備選型72.3.1 氫氣柜72.3.2 阻火器82.3.3 氯氣緩沖器82.3.4 合成爐82.3.5 尾氣吸收塔9 2.2.6 陶瓷尾氣鼓風(fēng)機(jī) 10第3章 工藝計(jì)算3.1合成系統(tǒng)113.1.1物料衡算113.1.1.1進(jìn)合成爐的各物料的量113.

10、1.1.2出合成爐的各物料的量123.1.2熱量衡算133.1.2.1合成爐內(nèi)兩個(gè)反應(yīng)反的相關(guān)計(jì)算133.1.2.2計(jì)算燈頭溫度及反應(yīng)放出的熱量153.1.2.3計(jì)算冷卻水的用量163.2冷卻系統(tǒng)183.2.1計(jì)算合成氣帶走的總熱量183.2.2計(jì)算冷卻水流量193.3吸收及尾氣處理系統(tǒng)193.3.1計(jì)算吸收劑用量193.3.2用水量計(jì)算21第4章 非工藝部分4.1 車間人員配備204.2 環(huán)保及三廢處理204.2.1 概述214.2.2 污染物對(duì)環(huán)境的影響224.2.3 工業(yè)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)224.3 測(cè)控與儀表234.4 控制方式234.3 異?，F(xiàn)象產(chǎn)生原因和處理方法24結(jié)論25參考文獻(xiàn)26致

11、謝27第1章 總論1.1概述1.1.1作用與意義在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中，鹽酸的用途很廣，它是重要的無(wú)機(jī)化工原料，廣泛用于染料、醫(yī)藥、食品、印染、皮革、冶金等行業(yè)。 鹽酸能用于用于稀有金屬的濕法冶金 ，用于有機(jī)合成 ；用于漂染工業(yè)用于金屬加工；用于食品工業(yè)，例如，制化學(xué)醬；用于無(wú)機(jī)藥品及有機(jī)藥物的生產(chǎn)。以上列舉的只是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用鹽酸的一些例子。實(shí)際上，鹽酸的用途還很多。在日常生活上，我們有時(shí)也用到它例如缺乏胃酸，消化不良，醫(yī)生就給我們一定量的稀鹽酸以補(bǔ)胃酸的不足。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究上，用到鹽酸的地方就更多了。1.1.2 國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀與發(fā)展前景在我國(guó)的“三酸兩堿”生產(chǎn)中，鹽酸是生產(chǎn)工藝變化較大的

12、一種。1949年，我國(guó)鹽酸產(chǎn)量?jī)H0.3萬(wàn)噸，全部采用合成法生產(chǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域也極其單一，主要用作化學(xué)試劑及食品等很少幾個(gè)領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，我國(guó)鹽酸工業(yè)目前已演變?yōu)楦碑a(chǎn)酸占主導(dǎo)地位，并躋身世界鹽酸生產(chǎn)大國(guó)行列。與此同時(shí)，鹽酸的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)技術(shù)水平也有了突飛猛進(jìn)的進(jìn)步。隨著我國(guó)氯堿工業(yè)和鹽酸下游行業(yè)的迅速發(fā)展，為我國(guó)的鹽酸工業(yè)提供了良好的發(fā)展環(huán)境和空間，我國(guó)鹽酸生產(chǎn)和消費(fèi)持續(xù)保持較快的發(fā)展勢(shì)頭。在生產(chǎn)方面，除氯堿行業(yè)外，化肥、農(nóng)藥、聚酯等行業(yè)作為副產(chǎn)鹽酸的新生力量發(fā)展迅猛。在消費(fèi)領(lǐng)域，隨著有機(jī)合成工業(yè)的發(fā)展，鹽酸的應(yīng)用領(lǐng)域也獲得了極大開(kāi)拓，用途更加廣泛，制藥、礦石選礦處理、化工、飼料添加劑

13、、凈水劑、稀土等下游行業(yè)對(duì)鹽酸的需求量增長(zhǎng)迅猛。1.2鹽酸的性質(zhì)與用途1.2.1鹽酸的性質(zhì)物理性質(zhì)：外觀與性狀： 無(wú)色或微黃色易揮發(fā)性液體，有刺鼻的氣味。 pH：7 （呈酸性） 熔點(diǎn)()： -114.8(純) 沸點(diǎn)()： 108.6(20%) 相對(duì)密度(水)=1：1.20 相對(duì)蒸氣密度(空氣)=1：1.26 化學(xué)性質(zhì)： 強(qiáng)酸性，和堿反應(yīng)生成氯化物和水 HCl + NaOH = NaCl + H2 O 能與碳酸鹽反應(yīng)，生成二氧化碳，水 K2 CO3 + 2HCl = 2KCl+ CO2 + H2 O 能與活潑金屬單質(zhì)反應(yīng),生成氫氣 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2鹽酸能與硝酸銀反應(yīng)，

14、生成不溶于稀硝酸的氯化銀，氯化銀不能溶于水。 HCl+AgNO3=HNO3+AgCl1.2.2鹽酸的用途鹽酸是重要的無(wú)機(jī)化工原料，廣泛用于染料、醫(yī)藥、食品、印染、皮革、冶金等行業(yè)。鹽酸能用于制造氯化鋅等氯化物（氯化鋅是一種焊藥），也能用于從礦石中提取鐳、釩、鎢、錳等金屬，制成氯化物。隨著有機(jī)合成工業(yè)的發(fā)展，鹽酸（包括氯化氫）的用途更廣泛。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造鹽酸奎寧（治療瘧疾?。┑榷喾N有機(jī)藥劑的鹽酸鹽等。1.3 原材料規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)1.3.1 氯氣的來(lái)源及性質(zhì)1.3.1.1氯氣的來(lái)源合成鹽酸所用的氯氣是由離子膜工段電解食鹽水制得的，再經(jīng)氯氣總管送至氯干燥工序處理后，送到氯化氫工序來(lái)

15、生產(chǎn)鹽酸的。1.3.1.2 氯氣的性質(zhì)物理性質(zhì)：顏色，氣味，狀態(tài)：通常情況下為有刺激性氣味的黃綠色的氣體密度：比空氣密度大易液化，熔沸點(diǎn)較低，壓強(qiáng)為101kPa、溫度為-34.6時(shí)易液化。液態(tài)氯為金黃色。如果將溫度繼續(xù)冷卻到-101時(shí)，液氯變成固態(tài)氯。溶解性：易溶于有機(jī)溶劑，難溶于飽和食鹽水。1體積水在常溫下可溶解2體積氯氣，形成氯水，產(chǎn)生的次氯酸具有漂白性，且可使蛋白質(zhì)變質(zhì)，且易見(jiàn)光分解。 化學(xué)性質(zhì)：毒性氯氣是一種有毒氣體，它主要通過(guò)呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和鹽酸，對(duì)上呼吸道黏膜造成有害的影響：次氯酸使組織受到強(qiáng)烈的氧化；鹽酸刺激黏膜發(fā)生炎性腫脹，使呼吸道黏膜浮腫，

16、大量分泌黏液，造成呼吸困難，所以氯氣中毒的明顯癥狀是發(fā)生劇烈的咳嗽。1L空氣中最多可允許含氯氣0.001毫克，超過(guò)這個(gè)量就會(huì)引起人體中毒。助燃性 在一些反應(yīng)中，氯氣可以支持燃燒，如，鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵化學(xué)方程式：2Fe3Cl22FeCl3（條件：點(diǎn)燃）與金屬反應(yīng) 鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉化學(xué)方程式：2NaCl22NaCl（條件：點(diǎn)燃）與非金屬反應(yīng) 氫氣在氯氣中燃燒或受到光照生成氯化氫氣體化學(xué)方程式：H2+Cl2=2HCl（條件：點(diǎn)燃或光照）1.3.2氫氣的來(lái)源及性質(zhì)1.3.2.1氫氣的來(lái)源： 同氯氣一樣，合成鹽酸所用的氫氣是由離子膜工段電解食鹽水制得的，再經(jīng)氫氣總管送至氫處理工序處理后，

17、送到氯化氫工序來(lái)生產(chǎn)鹽酸的。1.3.2.2氫氣的性質(zhì)：分子量： 4.032 液體密度(平衡狀態(tài)，-252.8)： 169kg/m3 氣體密度(101.325kPa，0)：0.180kg/m3 比容(101.325kPa，21.2)： 5.987m3/kg氣液容積比(15，100kPa)： 974L/L1.3.3原料及中間體規(guī)格1.3.3.1原料組成物質(zhì)氯氣（V%）氫氣（V%）純度97.1697.45含氫0.3497.45含氮?dú)?.120.06含二氧化碳0.21含水分0.182.48含氧氣0.990.01進(jìn)料溫度()2525進(jìn)料壓力(MPa)0.210.211.3.3.2液氯尾氯Cl265%,

18、H2/Cl24%1.3.3.3鹽酸HCL31wt%,Fe98%, 壓力.5070.810MPa氯氣：純度90%,壓力0.020.101MPa反應(yīng)爐的火焰顏色：青白色反應(yīng)爐出口處氯化氫氣體的溫度的壓強(qiáng)：350-550，00.0405MPa石墨冷卻器的氯化氫入口溫度：120-140尾氣塔出來(lái)稀酸溫度：60-80吸收塔出來(lái)的鹽酸成品的成份分析：質(zhì)量濃度31%33%鹽酸尾氣的組分分析：符合國(guó)家尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)4.4控制方式采用集中控制方式，即全部?jī)x器集中在總控制室，各測(cè)控點(diǎn)由傳感裝置連接到總控室，由技術(shù)人員統(tǒng)一管理。4.5異常現(xiàn)象產(chǎn)生原因和處理方法生產(chǎn)操作嚴(yán)格是保證生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的重要因素。若生產(chǎn)操作失誤

19、，輕則導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)重大事故。所以，操作人員必須嚴(yán)格遵循所在崗位的操作規(guī)程，嚴(yán)格操作，才能確保高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)。而且，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，不可能一直都是正常生產(chǎn)的，總會(huì)受一些外在因素導(dǎo)致生產(chǎn)出現(xiàn)異常情況，所以一旦發(fā)生異常情況操作人員應(yīng)立即處理，否則后果不堪設(shè)想，不但會(huì)給企業(yè)造成嚴(yán)重的影響，也有可能造成人身傷害。這就需要操作人員平時(shí)在工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，遇到異常情況時(shí)能夠及時(shí)做出正確的處理，這樣才能保證安全生產(chǎn)。點(diǎn)火時(shí)爐內(nèi)爆鳴或爆炸 產(chǎn)生原因：因氫氣閥門泄漏或未關(guān)、氮?dú)鈮毫Σ粔?，吹掃不徹底或未吹掃，造成爐內(nèi)有剩余氫氣。合成爐火焰變色或看不到火焰產(chǎn)生原因：變色是氫氣氯氣配比不當(dāng)造成，火

20、焰突然熄滅是因氫氣突低或氯氣壓力突高等原因使進(jìn)爐的氯氣過(guò)量壓熄火焰或燃燒器破碎造成。停爐時(shí)防爆膜爆破 產(chǎn)生原因：停爐時(shí)先斷氯后斷氫，爐內(nèi)剩余氫氣多，未置換掉結(jié)論合成鹽酸一般有兩種生產(chǎn)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。實(shí)際生產(chǎn)中一般都采用前一種方式，我們氯化氫工段也是用直接合成法來(lái)生產(chǎn)鹽酸的。鹽酸的生產(chǎn)原料是氫氣和氯氣，它來(lái)自于離子膜的電解產(chǎn)品。離子膜工段電解食鹽水，得主產(chǎn)品燒堿，副產(chǎn)品氯氣和氫氣，副產(chǎn)品氯氣和氫氣經(jīng)氯氣總管、氫氣總管輸送到氯氫處理工序經(jīng)處理后用于氯化氫氣體的合成。氯化氫氣體用水吸收后生產(chǎn)鹽酸。鹽酸為無(wú)色或微黃色易揮發(fā)性液體，有刺鼻的氣味，對(duì)皮膚和呼吸道

21、粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，急性中毒時(shí)，出現(xiàn)頭昏、惡心、眼痛、呼吸困難、胸悶等現(xiàn)象。有強(qiáng)烈的腐蝕性。所以在生產(chǎn)中要嚴(yán)格操作，在確保產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也要做好個(gè)人的安全措施。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中，鹽酸的用途很廣，它是重要的無(wú)機(jī)化工原料，廣泛用于染料、醫(yī)藥、食品、印染、皮革、冶金等行業(yè)。 鹽酸能用于用于稀有金屬的濕法冶金 ，用于有機(jī)合成 ；用于漂染工業(yè)用于金屬加工；用于食品工業(yè)，例如，制化學(xué)醬；用于無(wú)機(jī)藥品及有機(jī)藥物的生產(chǎn)。以上列舉的只是在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用鹽酸的一些例子。實(shí)際上，鹽酸的用途還很多。在日常生活上，我們有時(shí)也用到它例如缺乏胃酸，消化不良，醫(yī)生就給我們一定量的稀鹽酸以補(bǔ)胃酸的不足。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)研究上，用到鹽酸的地方就更多了。致謝光陰似箭，三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，轉(zhuǎn)眼間就到了畢