HF和F22裝置工藝說(shuō)明

1、 氫氟酸裝置工藝說(shuō)明 AHF：2,5000噸年 90噸天HF/F22控制室 2010-1-11.2.1 - HF裝置工藝說(shuō)明1.2.1.1 化學(xué)過程HF是通過硫酸與氟化鈣反應(yīng)制得的：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HF- Q1 Kcal(固體)(液體)(固體)(氣體)Q1 » 382 kcalkg (300 0C)許多研究者已經(jīng)對(duì)該反應(yīng)的機(jī)理進(jìn)行了研究，其中之一是很有可能會(huì)產(chǎn)生如下所述的中間組分：- 第一步：硫酸在螢石雜物(碳酸鹽等)上反應(yīng)- 第二步：根據(jù)下列反應(yīng)式，硫酸與一部分螢石反應(yīng)：CaF2+H2SO4=CaSO4+2HFCaSO4+H2SO4=CaSO4·H2S

2、O4酸性硫酸鈣(如上所述)事實(shí)上是一個(gè)較為復(fù)雜的產(chǎn)品混和物。這一步反應(yīng)首先能夠在低溫下很快進(jìn)行，并可達(dá)到50的總轉(zhuǎn)化率。- 第三步：酸性硫酸鈣在較高溫度(150170 0C)下分解，釋放出的硫酸與未轉(zhuǎn)化的氟化鈣反應(yīng)。CaSO4·H2SO4=CaSO4+H2SO4復(fù)雜反應(yīng)的簡(jiǎn)化敘述表明有幾個(gè)物相產(chǎn)生，它們中的每一個(gè)都有不同的速度、動(dòng)力學(xué)，每段混和物有不同的流變性能。與第一步和第二步反應(yīng)相對(duì)應(yīng)的混合物狀態(tài)依次為液態(tài)、泥漿狀物質(zhì)、粘稠物質(zhì)、糊狀物質(zhì)，接下來(lái)是濕的粉末。在此過程中產(chǎn)生腐蝕和沖蝕，限制了反應(yīng)器壁上的傳熱。第三步反應(yīng)有一種重新液化的物相產(chǎn)生(酸性硫酸鹽的分解)，也為粘糊狀物，有腐

3、蝕性。反應(yīng)結(jié)束時(shí)通常產(chǎn)生砂狀、自由流動(dòng)的產(chǎn)物。從轉(zhuǎn)窯里產(chǎn)生的氣體包括所有生成的氫氟酸和少量的水和硫酸(或氟磺酸)。水主要來(lái)自于：- 送入轉(zhuǎn)窯的98.5的硫酸- 轉(zhuǎn)窯中的副反應(yīng)，如下所述：. 由于螢石中不可避免地存在SiO2而引起的反應(yīng)，即：4HF+SiO2=SiF4+2H2O(氣體)(固體)(氣體)(氣體). 由于螢石中存在鐵和鋁的氧化物而引起的反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的硫酸鹽和水：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O(固體)(液體)(固體)(氣體)Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O(固體)(液體)(固體)(氣體)另外，在反應(yīng)器出口的氣體中存在SO2，SO2是由下列

4、反應(yīng)產(chǎn)生的：MeS+H2SO4=MeSO4+H2S(金屬硫化物)H2SO4+H2S=S+SO2+2H2OFe (窯殼)+2H2SO4=FeSO4+SO2+2H2O注：上述反應(yīng)中產(chǎn)生的單質(zhì)硫在氣體處理和精餾工序中會(huì)進(jìn)一步沉淀。硫酸還與螢石浮選時(shí)帶來(lái)的有機(jī)殘余物纖維等反應(yīng)，也可產(chǎn)生SO2 、CO2、碳墨等。xC2H5OH+H2SO4xC2H4+ H2SO4.xH2O(x=1,2,6,8)XC12H22O11+H2SO412xC+11 H2SO4.xH2OC+H2SO42SO2+2H2O+CO2CO2它也可能來(lái)自于螢石含有的微量CaCO3：CaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2(固體)(

5、液體)(固體)(氣體)(氣體)因此，在反應(yīng)器出口的氣體中，除氫氟酸外，還含有SiF4，水，SO2，H2S，CO2，硫，灰塵、硫酸酸霧和一些因填料圈泄漏、特別是螢石加入時(shí)帶入的微量空氣1.2.1.2 總的工藝說(shuō)明(參照所附的工藝方框圖)在兩只封閉的、外部加熱的轉(zhuǎn)窯中加入硫酸、發(fā)煙硫酸和稱為“螢石”的天然高CaF2含量的粉末礦物的混合物。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體混和物(主要為HF)被收集起來(lái)，在氣體處理和精餾工序凈化。在獲得無(wú)水氟化氫的同時(shí)，雜物如SiF4以稀溶液形式被回收。硫酸鈣以粉末形態(tài)從轉(zhuǎn)窯中排出，它含有少量的硫酸及HF，用氫氧化鈣中和。因?yàn)楸竟に囍写蠖鄶?shù)的產(chǎn)品是有害的，因此工廠的設(shè)計(jì)和設(shè)備的選擇必須

6、十分小心。本裝置由以下幾個(gè)工序組成：- 1100號(hào)工序原料貯存- 700號(hào)工序螢石干燥- 100號(hào)工序粗HF的產(chǎn)生粗氣體凈化和進(jìn)料酸制備粗HF回收排空氣處理CaSO4處理CaSO4貯存和裝運(yùn)站- 200號(hào)工序粗HF貯存HF精餾- 2000號(hào)工序無(wú)水HF貯存和輸送1.2.1.3 1100號(hào)工序：原料貯存硫酸儲(chǔ)存從船運(yùn)來(lái)的98%H2SO4貯存在用普通碳鋼制作的貯槽(R1151A/B)內(nèi)，在該貯槽內(nèi)設(shè)有一個(gè)用于此產(chǎn)品的常規(guī)排放系統(tǒng)(S1151A/B)一臺(tái)泵(P1151)將酸輸送到100號(hào)工序(加到HF回收塔D151中)，或HCFC22裝置，在此用來(lái)回收HF并再循環(huán)到HF/H2SO4貯槽(R151)。

7、注：因該酸有98的濃度，所以在冬天有必要注意凍結(jié)的可能性。發(fā)煙硫酸從船上來(lái)的20%的發(fā)煙硫酸貯存在一只用普通的碳鋼制作的貯槽(R1121)內(nèi)，該貯槽也與S1151A相連。一臺(tái)泵(P1121)將酸輸送到100-1-2號(hào)工序，在與來(lái)自HF氣體處理工序的HF/H2SO4混和后加到轉(zhuǎn)窯內(nèi)。螢石從K720來(lái)的干燥產(chǎn)品貯存在直立料倉(cāng)R100-1-2中，其上裝有一個(gè)布袋過濾器(S100-1-2)，稱量裝置(Z100-1-2)能使加入到反應(yīng)系統(tǒng)中的螢石得到控制。螺旋輸送器(T100-1-2/T101-1-2)將螢石粉末送至轉(zhuǎn)窯加料系統(tǒng)。1.2.1.4 700號(hào)工序 - 螢石干燥成套裝置K720以下說(shuō)明是對(duì)一干

8、燥轉(zhuǎn)窯而言的，該轉(zhuǎn)窯采用直接并流加熱系統(tǒng)。濕螢石(10濕度)被安裝在干燥器進(jìn)料側(cè)的燃燒器產(chǎn)生的熱氣體干燥。干燥的產(chǎn)品從轉(zhuǎn)窯的排出端排出，還有一部分從除塵器底部回收得到。濕空氣經(jīng)除塵后排入大氣。干燥的螢石一般含有少于0.1%的濕度。在K720中干燥后回收的產(chǎn)品用氣動(dòng)輸送機(jī)(T730)運(yùn)送到轉(zhuǎn)窯料倉(cāng)(R100)里。1.2.1.5 100號(hào)工段 粗HF該工段由兩個(gè)相同的單元組成，它們包括轉(zhuǎn)窯及硫酸鈣處理和中間產(chǎn)品儲(chǔ)存，含硫酸粗氣的洗滌和除霧。兩個(gè)單元都與一個(gè)公用冷凝工段相連。以下說(shuō)明是對(duì)單元100-1而言的。粗HF的制備臥式轉(zhuǎn)窯(K100-1)的進(jìn)料是螢石和硫酸混合物，轉(zhuǎn)窯外面的夾套中有熱氣體進(jìn)行循

9、環(huán)加熱。轉(zhuǎn)窯由一傳動(dòng)裝置帶動(dòng)，轉(zhuǎn)窯上的兩個(gè)輪箍支承在四個(gè)輪子上。該轉(zhuǎn)窯的加料端有一加料裝置，可以： 加入原料 讓粗HF氣體進(jìn)入粗氣體凈化和進(jìn)料酸制備工段。該裝置(N101-1)稱為“加料密封”，它由一機(jī)械密封(摩擦面型)組成，該機(jī)械密封安裝在與硫酸管道、螢石螺旋輸送器和粗窯氣體出口管相連的支承上。轉(zhuǎn)窯在排出端裝有能使粉狀硫酸鈣排出的裝置。該裝置(N102-1)稱為“排料密封”，它由一機(jī)械密封(摩擦面型)組成，該機(jī)械密封安裝在與出料螺旋輸送器相連的支承上。轉(zhuǎn)窯內(nèi)裝有一個(gè)擋板，以使固體物料的床層保持恒定。轉(zhuǎn)窯內(nèi)裝有一內(nèi)螺旋返料系統(tǒng)，用于把尾部的硫酸鈣返回到前端和反應(yīng)物料混合在一起，以增加床層的流動(dòng)

10、性，和降低酸對(duì)轉(zhuǎn)窯殼體的腐蝕。該裝置有一對(duì)鏟勺把位于末端的硫酸鈣固體鏟起并隨轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)動(dòng)后落到內(nèi)螺旋內(nèi)。轉(zhuǎn)窯尾部蓋板上設(shè)有相對(duì)稱的四塊抄板，出料螺旋輸送器管上有一槽縫，并伸入到四塊抄板當(dāng)中，用以接受此硫酸鈣固體，最后被排出轉(zhuǎn)窯外。轉(zhuǎn)窯由熱氣體加熱，該熱氣體用風(fēng)機(jī)(C100-1)輸送，并在燃燒混合室(F101-1)與天燃?xì)馊紵魅紵a(chǎn)生的高溫氣體一起混合，形成熱的循環(huán)煙道氣體。其溫度是要控制的，以便通過轉(zhuǎn)窯表面有最佳的熱量傳遞。注：在轉(zhuǎn)窯夾套中循環(huán)的氣體壓力必須保持少許正壓以免冷空氣進(jìn)入，否則會(huì)影響正常運(yùn)行。夾套在轉(zhuǎn)窯兩端設(shè)有密封，以減少氣體損失。在回氣連接管上設(shè)有一煙囪，以便將多余的煙氣排出。粗

11、氣體的凈化和進(jìn)料酸的制備來(lái)自轉(zhuǎn)窯的粗氣體被送到填料洗滌塔(D130)內(nèi)。注：氣體連接管必須設(shè)計(jì)得能防止固體和液體的沉積，水平部分的管子必須盡可能短。在洗滌塔中，大部分重組分如硫酸、水、氟磺酸及灰塵被吸收到循環(huán)的硫酸溶液中。一臺(tái)泵(P130-1)將來(lái)自儲(chǔ)槽(R130-1)中的硫酸溶液循環(huán)到洗滌塔中，泵入口的一個(gè)熱交換器(E130-1)將洗滌操作中產(chǎn)生的吸收熱移走。該洗滌塔的洗滌酸在正常生產(chǎn)時(shí)將會(huì)有一部分臟酸被連續(xù)的和151過來(lái)的酸以及煙酸一起混合后加入到轉(zhuǎn)窯內(nèi)去,并不斷的補(bǔ)充干凈的硫酸進(jìn)來(lái)。以避免洗滌酸過臟或過稀。注：設(shè)備之間的相對(duì)布置對(duì)盡量減少管道的堵塞、溢流等是非常重要的。酸混合裝置出口端和

12、轉(zhuǎn)窯加料頭之間的距離要保持最短。硫酸和發(fā)煙硫酸的流量要進(jìn)行控制，以便： 轉(zhuǎn)窯入口的混合酸保持恒定的流量及組成 轉(zhuǎn)窯中螢石硫酸反應(yīng)有好的產(chǎn)率 盡量減少?gòu)霓D(zhuǎn)窯中排出的硫酸鈣中未反應(yīng)的硫酸含量。在洗滌塔出口，粗制氫氟酸氣體被引到HF粗餾塔(D140)中。來(lái)自E141及E142A的粗制氫氟酸冷凝液全回流至D140以洗滌粗氣當(dāng)中的剩余重組份、灰塵等雜質(zhì)，以防雜質(zhì)進(jìn)入冷凝器形成堵塞。洗滌下來(lái)的殘液將被排至回到R130系統(tǒng)當(dāng)中。E141及E142A是用5度的冷凍水進(jìn)行冷凝地。粗制HF的液化從凈化工段(D140)來(lái)的工藝氣體在兩個(gè)直立的冷凝器中分別用5度的冷凍水(E142B)、-12度低溫冷卻液(乙二醇)(E

13、143)冷凝。冷凝的液體在集液管中收集后被存貯在R200內(nèi)。放空氣處理離開冷凝器的氣體仍含有一些未被冷凝的HF，SO2，還有SiF4和惰性氣體物質(zhì)。第一步用含有HF的硫酸進(jìn)行洗滌，以回收大部分HF。氣體經(jīng)塔D151處理，在D151的底部，HF/硫酸溶液被D151循環(huán)泵P151一部份被送到轉(zhuǎn)窯加料裝置(M130)。在D151出口，氣體被送到氟硅酸洗滌塔(D152)中，在塔中SiF4和一些HF被吸收下來(lái)，生成H2SiF6水溶液。這些洗滌液循環(huán)使用，直到它含有大于38的氟硅酸(R152)，以符合商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如存量過多，則要停車。最后洗滌用一套水噴射器(N153A/B)進(jìn)行，這還可保證轉(zhuǎn)窯的壓力控制。在

14、噴射器出口，氣體得到了凈化，可以排放到放空處理系統(tǒng)(S5801，D5800)硫酸鈣的處理和貯存正如指出的那樣，每個(gè)轉(zhuǎn)窯有它自己的硫酸鈣處理系統(tǒng)。以下說(shuō)明是對(duì)單元100-1而言的。通過螺旋輸送裝置T102-1從K100-1卸出的硫酸鈣中含有少量未反應(yīng)的硫酸及微量HF。石灰被用來(lái)中和硫酸。石灰存放在料倉(cāng)R160-1中，料倉(cāng)配有過濾器(S160-1)和抽出裝置(N160-1)。兩臺(tái)螺旋輸送器T160/161-1-2將石灰送到T102-1中。石灰的量由(N160-1)調(diào)節(jié)，以保證中和殘留酸后石灰略有過量。從T102-1出來(lái)的中和后的產(chǎn)品經(jīng)T103、T104最后被送到T171或C170內(nèi)，在此硫酸鈣將被

15、轉(zhuǎn)移到貯倉(cāng)R171或R170中貯存。1.2.1.6 200號(hào)工段 - 無(wú)水HF貯存在R200中的粗HF用泵(P200)打到精餾工段。精餾工段由兩個(gè)精餾塔及其附屬設(shè)備組成。第一個(gè)精餾塔除去高沸點(diǎn)組分；第二個(gè)精餾塔除去低沸點(diǎn)組分。高沸點(diǎn)組分精餾塔粗HF被送到填料塔(D210)中，該塔配有再沸器E210和冷凝器E211。精餾塔在負(fù)壓下操作。重組分雜質(zhì)在塔底以78%HF溶液(塔底控制溫度在50度時(shí)的HF百分比濃度)定量排放的形式被除去，塔底溫度由加入到再沸器中的蒸汽控制。在直立管式換熱器E211中冷凝的液態(tài)HF中的一部分回流到D210的頂部，其余部分被送到低沸點(diǎn)組分精餾塔D220內(nèi)?；亓鞅痊F(xiàn)為7：14

16、。（2009年10月12日大修時(shí)在回流管上已全部已開槽的形式來(lái)控制回流比。）低沸點(diǎn)組分精餾塔從第一個(gè)精餾塔頂部冷凝器來(lái)的物料進(jìn)入第二個(gè)精餾單元D220以除去低沸點(diǎn)組分，這主要是S02和惰性氣體，這些氣體被送到放空氣處理工段(100號(hào)工段)。該精餾塔在負(fù)壓下操作。低沸點(diǎn)組分在塔頂被除去(即塔頂冷凝器氣體出口)，純凈的HF在D220底部被抽出(溢流)，然后送去貯存(送入R2201A/B)。再沸的量由向熱交換器E220注入的蒸汽量來(lái)確保，從而保證正去除低沸點(diǎn)組成，而 D220頂部的溫度是要調(diào)節(jié)的，以控制從E221出來(lái)的放空氣中HF的含量。1.2.1.7 2000號(hào)工段 - HF的貯存貯存在R2201

17、A/B中的無(wú)水HF要用液體回路(P2201A/B，E2201A/B)進(jìn)行冷卻，以保持大約1巴(絕壓)的壓力。此外，為了控制壓力，當(dāng)壓力過低時(shí)便引入氮?dú)猓鴫毫^高時(shí)便釋放氣體。釋放出的氣體(和來(lái)自充裝站的氣體)被送到轉(zhuǎn)窯氣體處理工段(當(dāng)其投用時(shí))或在塔D2220中用水洗滌（2009年11月該塔已必為HF沖裝時(shí)應(yīng)急用）。液態(tài)廢物被送到中和池R5830/R5840中。緩沖罐R2220用于避免HF液體流到洗滌塔D2220中。泵P2201-A/B用來(lái)將產(chǎn)品送到HCFC22裝置中和充裝站 一容積與R2201A/B相同的安全槽R2210在發(fā)生緊急情況(泄漏、貯槽內(nèi)壓力高)時(shí)使用。1.2.2 - F22生產(chǎn)

18、工藝說(shuō)明1.2.2.1 化學(xué)反應(yīng)F22的合成F22是在液相中、在有五價(jià)銻存在時(shí)通過氯氟化作用用氟原子取代氯仿(三氯甲烷)分子中的氯原子而制得的。CHCl3+HFÞCHCl2F (F21)+HClCHCl2F+HFÞCHClF2 (F22)+HClCHClF2+HFÞCHF3 (F23)+HCl這些反應(yīng)是放熱的，在250C和氣態(tài)下，每取代一個(gè)克原子的氯將放出約4千卡的熱量。在液態(tài)的生產(chǎn)條件下，總的反應(yīng)是吸熱的。催化劑的作用根據(jù)Swart的著作，催化劑是經(jīng)氯化和氟化后的五價(jià)銻SbCl(5-X)FX，反應(yīng)按下式進(jìn)行：SbCl5+3HFÞSbCl2F3+3HCl

19、SbCl2F3+2CHCl3ÞSbCl5+CHCl2F+CHClF2反應(yīng)物中的雜質(zhì)會(huì)逐漸地將SbCl5還原成SbCl3，少量的氯氣連續(xù)地與CHCl3一起加入，以補(bǔ)充SbCl5的損耗。催化劑的配制(如果用SbCl3作為原料的話)SbCl5是用氯化SbCl3來(lái)制備的：所需數(shù)量的固體SbCl3裝入到反應(yīng)器中。SbCl3被氯仿覆蓋，小流量的氯氣被送入反應(yīng)器，保持溫度在900C以下以防止SbCl3升華。氯化作用一直繼續(xù)到約有75的SbCl3被轉(zhuǎn)化成SbCl5。理論上氯氣的消耗量是311公斤每噸SbCl3。氯化作用會(huì)在幾小時(shí)內(nèi)完成。因此，在工廠內(nèi)用SbCl3制備SbCl5催化劑并不意味著要增加設(shè)

20、備，但直接使用SbCl5會(huì)更簡(jiǎn)單。1.2.2.2 總的工藝說(shuō)明(參見所附工藝方塊圖)氯仿和HF被注入一個(gè)帶夾套的反應(yīng)器中，反應(yīng)器中裝有催化劑的混合物。從催化劑中釋放出的反應(yīng)氣體在一塔中被精餾以回收未反應(yīng)的F21、F20和HF。精餾后的輕組分含有HCl、F22和少量的F21和HF。沒有反應(yīng)的HF在硫酸洗滌塔中被選擇性地吸收(HF-硫酸溶液被回收到HF裝置)，然后用HCl絕熱吸收塔回收低氟含量的濃HCl水溶液。然后反應(yīng)氣體被中和、干燥成粗F22。粗F22精餾后得到純HCFCF22，同時(shí)輕組分被除去，而重組分回收到反應(yīng)器中。工藝方塊圖HF氯仿主要反應(yīng)原料反應(yīng)反應(yīng)溫度：801000C反應(yīng)壓力：0.81

21、.4MPa返回的F21硫酸HF吸收在硫酸中HF+H2SO4 送到HF裝置 HCl的吸收水33%的HCl 中和作用排出物氫氧化鈉干燥 壓縮液化F21返回F23排出蒸餾F22儲(chǔ)存包裝1.2.2.3 300號(hào)工段 - 反應(yīng)及HF的回收反應(yīng)氯仿用隔膜泵P1311從貯槽R1311打到反應(yīng)器K310中。為使催化劑有好的活性，少量的氯氣也與氯仿一起加入。HF由HF裝置送來(lái)，貯放在帶有重量控制的HF貯槽R310中。R310中的HF用隔膜泵P310打入反應(yīng)器中。所有的原料都在液態(tài)常溫下由一根浸入管加入。在共沸塔D316底部得到的未反應(yīng)產(chǎn)物(F20、F21和HF)與原料一起被送回反應(yīng)器。氯仿和HF的進(jìn)料量是比例控

22、制的，它們?cè)谡羝?12巴表壓)加熱的反應(yīng)器K310中轉(zhuǎn)化成碳氟化合物F21、F22、F23及HCl。分離塔D310將催化劑和大部分不完全氟化的產(chǎn)物(F20和F21)保持在反應(yīng)器內(nèi)。塔頂冷凝器E311用冷卻水冷卻，以確保有適當(dāng)?shù)幕亓?。反?yīng)后的氣體在一個(gè)共沸塔D316內(nèi)被精餾，在這兒：- 底部由F20、F21、HF組成的未反應(yīng)物返回到反應(yīng)器內(nèi)、- 頂部由HCl、F22和少量F21及HF組成的產(chǎn)物，被送到氣體處理工段- 塔頂冷凝器E317用直接蒸發(fā)F22來(lái)冷卻，以保證有適當(dāng)?shù)幕亓鞣磻?yīng)階段的壓力是同其它反應(yīng)操作參數(shù)一起進(jìn)行控制的，以保證獲得好的產(chǎn)率和選擇性。裝在E317氣相出口處的一個(gè)壓力控制閥用來(lái)使

23、反應(yīng)工序的壓力維持在最佳值。催化劑可從K310中移出，送入催化劑貯槽R315中，然后再可裝入反應(yīng)器或裝在容器中，送到處理中心。新的催化劑是由五氯化銻組成的，它裝在一噸的類似氯氣鋼瓶的容器中，用過的催化劑也裝在同樣的鋼瓶中。所有設(shè)備都是由316L不銹鋼制成的。反應(yīng)器K310是一個(gè)有碳鋼夾套的直立式圓筒形容器。夾套用來(lái)加熱(在停車過程中用來(lái)冷卻)。汽提塔D310是一個(gè)泡罩塔，反應(yīng)氣體從底部進(jìn)入，從E311來(lái)的回流從塔頂進(jìn)入。從氣提塔來(lái)的回流通過一根浸入管回到反應(yīng)器。共沸塔D316是一個(gè)泡罩塔，該塔的進(jìn)料為離開E311的反應(yīng)氣體和來(lái)自精餾工段經(jīng)過干燥(D630A/B)而返回的F21。正常的反應(yīng)條件如

24、下：壓力1014巴(表壓)反應(yīng)溫度801000CE311出口氣體35-45*CE317出口氣體-100C-00CD310回流比0.13D316回流比0.7所有這些設(shè)置都是為了使副產(chǎn)品F23的量盡量減少到F22產(chǎn)量的1.5。反應(yīng)器內(nèi)液位的調(diào)整氫氟酸以恒定的流量送入反應(yīng)器，以滿足生產(chǎn)的要求。反應(yīng)器的液位，或者，更確切地說(shuō)，反應(yīng)器內(nèi)的物料重量，是通過調(diào)節(jié)CHCl3的流量來(lái)保持恒定的。安全裝置的設(shè)定- 自動(dòng)減壓閥使反應(yīng)工序的壓力維持在要求的數(shù)值上。該閥下游的壓力通過調(diào)節(jié)壓縮機(jī)C510的循環(huán)量來(lái)確定。- 通過自動(dòng)控制閥的壓降使氣體溫度下降約200C另一個(gè)自動(dòng)控制閥則控制用來(lái)加熱反應(yīng)器的蒸汽量。- 通向總

25、的洗滌塔、且由一防爆板保護(hù)的釋放閥用來(lái)限制反應(yīng)回路中可能出現(xiàn)的壓力波動(dòng)HF的回收沒有反應(yīng)的HF用硫酸吸收而被回收。硫酸和HF溶液再被循環(huán)到HF生產(chǎn)裝置。吸收塔D320備有一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)(P320)，它能在底部填料段吸收大部分HF。吸收過程中產(chǎn)生的熱量通過冷卻硫酸循環(huán)液在(E321)中來(lái)移去。在吸收塔頂部有幾塊塔板，在此殘余的HF被加到頂部塔板的純硫酸吸收。含有HF(一般為37%)的硫酸在E320中被加熱以除去可能有的微量有機(jī)物和HCl，然后冷卻(E330)，送入緩沖罐(R330)，再用泵(P330)送到HF裝置。所有的設(shè)備都由316L不銹鋼制成，但E320的管子由哈氏合金(Hastelloy)制

26、成，無(wú)密封泵P230和P330由氟塑料制成。有襯里的碳鋼可用來(lái)制作硫酸吸收塔D320，PVDF填料用于硫酸吸收，1.2.2.4 400號(hào)工段 - HCl的吸收，粗氣的中和與干燥HCl的吸收離開D320的凈化氣體在填料塔D410(由石墨制成或用襯里的碳鋼制成)中用水逆流洗滌，水在溫度控制下從D410的頂部進(jìn)入，33的HCl溶液從塔底流到酸冷卻器E410(由石墨制成)中。離開D410頂部的氣體在一直立的換熱器(E411，用水冷卻，由石墨制成)中被冷卻，在這里，在HCl絕熱吸收過程中汽化的大部分水被冷凝下來(lái)。裝在E411底部的分離器S411將氣體從冷凝的極稀的酸液中分離出來(lái)。來(lái)自E410的冷酸液被引

27、入R410(分配槽)，從這里再流向HCl貯槽R3010。當(dāng)酸不被送到貯槽中時(shí)(質(zhì)量有問題，存量較高)，它將溢流到密封柱N411中，該密封柱還接受來(lái)自S411的弱酸溶液。絕熱吸收系統(tǒng)中的關(guān)鍵儀表是工藝水的流量控制儀表，水的流量與離開D410的氣體溫度(900C/950C)成正比，以便產(chǎn)生濃度為33的HCl溶液。中和作用(堿洗)在吸收HCl后，氣體中含有一些來(lái)自反應(yīng)器的微量氯和一些非常有限的未被吸收的酸性物質(zhì)。堿洗目的就是為了去掉這些不需要的雜質(zhì)。氣體在一個(gè)填料塔D420(PP或加強(qiáng)的PVC)中用來(lái)自貯槽R421(碳鋼)的循環(huán)(用泵P421)堿液進(jìn)行洗滌。注：洗滌塔D420的頂部可以用碳鋼制作。這

28、種溶液是由氫氧化鈉，焦亞硫酸鈉和PH緩沖液(磷酸氫二鈉)制備的。為了避免F22在PH值高于12時(shí)發(fā)生分解，混合槽R422配有一臺(tái)泵P422和一個(gè)攪拌器A422，用來(lái)制備和貯放堿溶液。各種脫氣管線被連接到本單元(和包裝區(qū)域)，通過R423將脫出的氣體送入堿洗塔的底部而將其回收。堿洗系統(tǒng)的關(guān)鍵控制是將堿液的pH值維持在811.5之間。pH值是由在線分析器監(jiān)測(cè)的。如果有足夠的亞硫酸鹽含量和pH值低時(shí)，可加入新的苛性堿溶液。預(yù)干燥粗的F22氣體在預(yù)干燥器(E421，用F22蒸發(fā))中被冷卻到15()C，在這里，有大量的水被冷凝下來(lái)?；厥盏睦淠和ㄟ^下降管返回到R421，而預(yù)干燥的氣體被送到分子篩干燥器D

29、450A/B。干燥從E421出來(lái)的氣體被送到2個(gè)干燥塔D450AB中的一個(gè)。這兩個(gè)不銹鋼容器裝了3A分子篩，它們是鉀、鈉和鈣的硅鋁酸鹽，這種干燥劑比礬土要好，因?yàn)镕ORANE不會(huì)被截留在這種專用的分子篩上。當(dāng)床層被飽和后，就用熱空氣進(jìn)行再生。為了限制FORANE的損失和防止在高溫下分解，干燥器在脫氣、抽真空(C423，R423)和用熱空氣吹掃(C450，E451電熱)(再生溫度為2400C)時(shí)要小心進(jìn)行。在再次使用前，分子篩床層用封閉的冷空氣回路(C450，E450，CW水)進(jìn)行冷卻(再使用前的最高溫度為350C)。1.2.2.5 500號(hào)工序 - 粗F22的壓縮和液化壓縮經(jīng)干燥和中和的粗F2

30、2氣體由帶有中間冷卻器的兩級(jí)壓縮機(jī)(C510-1-2)的干活塞來(lái)壓縮，在壓縮機(jī)的兩邊各配有一個(gè)防止壓力波動(dòng)的容器。一根直接從排出端接到進(jìn)口端的返回管線使得壓縮機(jī)能在低負(fù)荷下啟動(dòng)。在冷卻水和潤(rùn)滑回路上，為壓縮機(jī)裝備有一定數(shù)量的安全裝置。壓縮流量控制由一個(gè)控制閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，該控制閥由上游壓力(設(shè)定在+005bar表壓)來(lái)控制。它設(shè)于循環(huán)管線上，這樣在前面產(chǎn)生的氣體波動(dòng)就能被吸收，因此，整個(gè)氣體處理工段(從HF的回收到干燥器)的壓力被保持在一恒定值。液化壓縮后的氣體在E510(用F22蒸發(fā))中被冷凝。液化的粗F22被貯存在粗F22貯槽(R550)中，并用多級(jí)高壓泵(P550)供到精餾塔D6100隋性氣體

31、通過安裝在冷凝器氣相出口管上的一個(gè)手動(dòng)閥(在PFS上沒有表示)排出。惰性氣體的量非常少，因?yàn)樗械亩栊詺怏w被溶解在冷凝液中。R550是一個(gè)直立的鍍鋅罐。這個(gè)罐可使反應(yīng)工段和精餾工段各自獨(dú)立地運(yùn)行。1.2.2.6 600號(hào)工序 - F22的精餾F23塔第一個(gè)精餾塔D610裝備有再沸器E610和冷凝器E611，用來(lái)去除輕的組分，如F23、空氣。這些組分在冷凝器頂部排出。這個(gè)塔是一個(gè)初餾塔，要求底部物料與進(jìn)料的再沸比在1.6/1左右?？刂频脑瓌t如下：- 蒸汽流量自動(dòng)控制閥用TIC 612(在進(jìn)料點(diǎn)下面的溫度)進(jìn)行控制- 總的回流量- 塔操作壓力是分程控制的，即通過冷凍單元和排放冷凝器頂部的不凝性氣體

32、來(lái)控制的。再沸器E610用4bar的蒸汽作熱源。在操作期間，蒸汽壓力非常低，甚至是負(fù)的。為了減少惰性氣體排放時(shí)帶來(lái)的損失，冷凝器E611由一個(gè)直接的減壓冷凍單元(用F22)冷卻。塔及其內(nèi)件、冷凝器，再沸器和其它輔助設(shè)備均由碳鋼制造。F22塔第二個(gè)塔D620裝備有再沸器E620(用低壓蒸汽)、冷凝器E621(用CW水)和回流罐R621，用來(lái)除去重的組分，主要是F21。這個(gè)塔的進(jìn)料來(lái)自D610底部，純的F22從回流罐中抽去，依靠重力流到日量罐R1640A/B。主要是F21的來(lái)自底部的重組分用氯化鈣小球干燥(D630AB)，然后再返回到反應(yīng)工段。操作條件是：- 壓力約23bar- 頂部溫度40450

33、C- 底部溫度901050C冷凝器E621由300C的水冷卻。因F21的量非常少，這個(gè)塔是一個(gè)尾餾分塔。E620是一個(gè)直立的碳鋼再沸器，用4bar蒸汽作熱源。在操作期間，蒸汽壓力將非常低，甚至是負(fù)的。塔的參數(shù)設(shè)定如下：- 向再沸器提供的蒸汽量由吐LIC621控制。- F21連續(xù)流動(dòng)以便使底部溫度保持在需要值。- 壓力由送到冷凝器的水量來(lái)控制。- 餾出液抽出量由回流罐R621中的液位來(lái)控制。1.2.2.7 1600號(hào)工序 - F22的貯存日量貯槽由碳鋼制造。由于從D620來(lái)的產(chǎn)品是靠重力流動(dòng)的，這些貯槽是水平地放置在混凝土座上的。混凝土支座有足夠的高度以保證用來(lái)輸送產(chǎn)品的泵有足夠的壓頭。在對(duì)主貯

34、槽或大貯槽系統(tǒng)中的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)后，才可用泵將產(chǎn)品運(yùn)出。貯槽的貯存量允許放一整天的產(chǎn)品，在輸送以前要進(jìn)行分析。三臺(tái)泵(散裝和噸級(jí)鋼瓶灌裝、一次性容器灌裝和散運(yùn)到大金廠)將被使用。不合格的產(chǎn)品可以返回到工藝單元(氣體和液體管線)(粗產(chǎn)品貯槽或脫氣槽)。這些貯槽被漆成白色，目的是為了減少由太陽(yáng)輻射而產(chǎn)生的熱量。1.2.2.8 3000號(hào)工序 - HCI的貯存從吸收工序來(lái)的鹽酸溶液靠重力流到日量貯罐。一臺(tái)泵將產(chǎn)品送到HCl貯罐或送去裝車，裝船的HCl來(lái)自HCl貯罐。1.2.3 排出物處理裝置說(shuō)明1.2.3.1 簡(jiǎn)介要特別注意保護(hù)環(huán)境，首要措施是限制排出物的量。這是通過以下幾項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的：- 工藝選擇(HCl、HF、H2SiF6被回收)- 選擇的操作條件使排出物量最少- 設(shè)備選擇(例如使用屏蔽泵)- 異常情況處理：各安全閥的排放管線被收集到一個(gè)同中央洗滌器連接的放空系統(tǒng)- 能被重新利用的產(chǎn)品被返回到生產(chǎn)系統(tǒng)。1.2.3.2 有機(jī)氣體排出物回收的排氣(F22)能被重新利用的產(chǎn)品被返回到生產(chǎn)系統(tǒng)：- 以氣相通過R423在堿洗塔D420底部回收，即帶有微酸性或是潮濕的產(chǎn)品都是能接受的。