(工藝技術)氯氫處理工藝規(guī)程修訂

1、2009-7-15第 頁共13頁主題內容與適用范(1)、本標準規(guī)定了氯氫處理系統(tǒng)的生產目的、工藝流程簡述、各崗位的安全操作法、工藝控制指標、事故處理、安全技術及環(huán)境保護。(2)、本標準適用于氯氫處理崗位操作人員及有關的技術管理人員。物料說明2.1產品說明氯氫處理的生產任務是將電解工段生產的高溫濕氯氣、氫氣進行冷卻、除水、凈制、干燥、壓縮后送出界區(qū)至其他工段。本工段的主要產品為干燥氯氣、氫氣，副產物為次鈉、稀硫酸，生產過程中涉及到的輔材有濃硫酸、液堿。2.1.1氯氣常溫下為黃綠色氣體，有強烈的刺激性和窒息性，分子量70.91，比重3.214kg/m3(0C,0.1MPa),凝固點：-102C(O

2、.IMPa)，沸點:-34.6C(O.IMPa),常溫時壓縮至0.81.2MPa或常壓下冷卻到-35C-40C即成黃綠色的液體。干燥的氯氣在低溫下不活波，但遇水時首先生成次氯酸和鹽酸，能強烈腐蝕金屬。氯氣與氫氣、乙炔、氨氣、輕金屬粉末等反應可著火、爆炸。吸入人體對呼吸道危害較大，嚴重時會出現呼吸困難，心律減緩，甚至死亡。氯氣與水反應CL2+h2OfHCLO+HCLHCLOfHCL+(O)f氯與氫反應CL2+H2Of2HCL+184.45千焦與金屬的反應3CL?+2600C2FeCL3氯氣主要用于制造鹽酸、漂白粉、漂粉精、液氯、次氯酸鈉等工業(yè)產品。2.1.2氫氣無色、無味、無毒、無臭的輕質氣體，

3、標準狀態(tài)下0.089克/升，難溶于水，沸點：-252.7C(0.101MPa),凝固點：-259.2C(0.101Pa),自燃點:510C。常溫下氫氣化學性質穩(wěn)定，點燃或加熱情況下能與多種氣體混合發(fā)生爆炸，與氧氣混合的爆炸范圍為4.6593.3，與空氣混合的爆炸范圍為480，與氯氣混合的爆炸范圍為587.5。與氧氣反應2H+02HO222與氯氣反應H+CL*2HCL22與次鈉反應HaCLO+2H-NaCL+H?。氫氣主要用于合成鹽酸、合成氨，某些有機物中間體的加氫、硬化油脂金屬冶煉、切割、焊接金屬及電子工業(yè)中半導體材料高純硅的提純等。2.2其它物料說明2.2.1硫酸分子式HSO，分子量98.0

4、78.純硫酸無色、油狀透明液體，硫酸比重和24結晶溫度是隨濃度的變化而變化，高濃度的硫酸在低溫下會形成硫酸水合物結晶，冬季使用濃硫酸時應注意防凍。硫酸與水以任意比例混合成稀硫酸，同時放出大量的熱，稀硫酸具有強酸性。濃硫酸吸水性強，能用作脫水劑、干燥劑；具有強氧化性，鐵在硫酸中的腐蝕速度與酸的濃度之間存在著一定得規(guī)律，稀硫酸對鐵的腐蝕性極強硫酸濃度在4750wt%的時，腐蝕率最大；隨著酸濃度的增高，鐵在硫酸中的腐蝕率減小，這是由于濃硫酸的氧化作用及生成鈍化膜的緣故。氯堿工業(yè)中，濃硫酸常用來干燥濕氯氣。2.2.2次鈉分子式：NaCIO，分子量：74.5，溶液具有強氧化性，常用于氧化消毒。次氯酸鈉放

5、出的游離氯可引起中毒，亦可引起皮膚病。已知本品有致敏作用用次氯酸鈉漂白液洗手的工人，手掌大量出汗，指甲變薄，毛發(fā)脫落。生產原理氯氫處理工段由氯氣處理工序、氫氣處理工序和事故氯處理裝置組成，各工序基本生產原理如下：氯氣處理基本原理3.1.1氯氣的洗滌冷卻從電解槽出來的濕氯氣溫度較高，幾乎為水蒸氣所飽和濕氯氣所帶的水蒸氣量與溫度有關且隨溫度下降水蒸氣含量變化較大，溫度越高所帶的水蒸汽量也越大，溫度越低所帶的水蒸汽量則越小。采取冷卻降溫措施，降低濕氯氣的溫度，減少飽和蒸汽分壓，可有效降低濕氯氣的含水量。本廠采用經冷卻的閉路循環(huán)氯水直接噴淋冷卻和鈦冷卻器間接冷卻相結合的濕氯氣冷卻工藝。冷卻過程中控制冷

6、卻后氯氣溫度在12C15C之間，溫度太高，水分多，干燥耗酸量大；溫度太低，如在低于9.6C時，濕氯氣中的水蒸氣會與氯氣生成Cl.8HO結晶，造成設備、管道的阻塞并損失氯氣，還可能因氯氣含水太22低，造成鈦冷卻器的燃燒。3.1.2氯氣的干燥氯氣的干燥，是以硫酸與濕氯氣接觸后，氯氣中的水分被硫酸吸收而實現的，是水分以擴散作用從氣相轉移到液相（硫酸）的傳質過程。硫酸吸水的過程中，其傳質速率決定于分子擴散與對流擴散，由于在氣體中的擴散比在液體中的擴散快得多，所以其傳質過程主要由氣相擴散所控制，即這個過程的推動力決定于氣膜擴散的速率而被處理的氣體氯氣中的含水量決定于硫酸水溶液液面上方水蒸氣分壓。當溫度一

7、定時，硫酸濃度愈高水蒸氣分壓愈低；而在硫酸濃度一定時，溫度降低則水蒸氣分壓隨之下降，從而加大了傳質過程的推動力。所以，在操作中選擇適當的硫酸濃度和操作溫度，將會提高氯氣干燥的效果，并可降低硫酸的消耗。為了使氯中的含水小于50ppm，進入干燥塔的濃硫酸濃度應為98%，且溫度應盡量低，但也不要使酸溫過低。通?？刂扑釡卦?215C，以防止硫酸溶液生成HSO.2HO,HSO.HO等結晶，造成設備和管道的阻塞，影響生產。242242硫酸吸水是放熱反應故干燥用的硫酸要進行冷卻。3.1.3氯氣的壓縮輸送氯氣透平壓縮機是精密的氣體壓縮設備，其工作原理是借助于葉輪的高速旋轉所產生的離心力對氯氣作功，使之獲得動能

8、和靜壓能，從而使氯氣壓力升高，從而實現向界區(qū)外輸送。氫氣處理基本原理由于電解槽出來的氫氣溫度較高，其中含有大量飽和水蒸氣，同時還帶有堿霧等雜質。經過洗滌冷卻，濕氫氣所帶的堿霧被吸收，同時因氣體溫度降低，其中所含的飽和水蒸氣也被冷凝下來，使氫氣得到凈化。再經過加壓并冷卻后，送往各氫氣用戶。事故氯處理工序的生產基本原理本工序采用燒堿吸收法處理氯氣并生產次氯酸鈉成品。反應原理如下：Cl+2NaOHNaClO+NaCl+HO+25.31kcal/mol22由于反應是放熱反應，所以必須及時移走反應熱。否則會使吸收液溫度上升，發(fā)生下面的副反應：3NaClONaClO+2NaCl3實際生產中，保持一定的過堿

9、量可以抑制副反應的進行。生成工藝流程4.1氯氣處理流程4.1.1氯氣洗滌冷卻由離子膜電解來的高溫(約70C左右)濕氯氣首先進入氯水洗滌塔(T0401)底部。循環(huán)氯水由氯水泵(P0401A/B)送出，經氯水冷卻器(E0401)用循環(huán)水冷卻后，由塔上部進入氯水洗滌塔內與氯氣直接逆流接觸，將氯氣冷卻到30C左右。在此過程中，濕氯氣中大約90%左右的水蒸汽冷凝成氯水，同時除去濕氯氣夾帶的鹽霧。出氯水洗滌塔的氯氣，進入鈦管冷卻器(E0402)用7C水間接冷卻至12-15C，經水霧捕集器(V0401)分離出冷凝水后，去氯氣干燥系統(tǒng)。水霧捕集器(V0401)分離出的冷凝水同鈦管冷卻器冷凝下來的氯水，一起進入

10、氯水洗滌塔循環(huán)使用。洗滌塔中的氯水因不斷冷凝濕氯氣中的含鹽水蒸汽而增多，為了保持液位，由氯水泵排出部分氯水去電解脫氯塔進行脫氯，部分氯水加入到循環(huán)水池中殺菌滅藻。4.1.2氯氣干燥來自水霧捕集器(V0401)的氯氣依次進入串聯I級填料干燥塔、II級填料干燥塔和泡罩干燥塔中用硫酸干燥。在I級、II級填料塔中，氯氣用稀硫酸干燥，稀硫酸由稀硫酸循環(huán)泵(P0403A/B)送出，經稀硫酸冷卻器(E0403)用循環(huán)水降溫后從填料塔上部進入塔中與由底部進入的氯氣逆流接觸除去氯氣中的水分。塔底硫酸濃度控制在75-80%。出填料干燥塔的氯氣進入泡罩干燥塔底部，與濃硫酸高位槽(V0403)流入的98%的濃硫酸經泡

11、罩錯流接觸，進一步除去氯氣中的水分，干燥后的氯氣含水小于200ppm。干燥過程中，由于濃硫酸的不斷加入，同時濃硫酸由于吸收氯氣中的水分而被稀釋，硫酸體積逐漸增加，泡罩干燥塔底部酸液面增高到一定高度時溢流到II段填料塔，11段填料塔溢流到I級填料塔，1級填料塔溢流到稀硫酸槽，當儲槽液位達80%以上時，用廢酸泵裝車運出界區(qū)。干燥后的氯氣經兩臺酸酸霧捕集(V0404A/B)將氯氣中的硫酸酸霧和不潔物去除后，進入透平機(C0401A/B/C)壓縮加壓。然后經氯氣緩沖罐(V0405)送到液氯工段的原氯分配臺。進廠的濃硫酸(98%)由酸泵打入濃硫酸罐貯存。使用時用酸泵送往硫酸高位槽，開車運行時，高位槽的濃

12、硫酸經流量計，不斷從泡罩干燥塔上部加入氯氣干燥系統(tǒng)。4.1.3氯氣壓縮干燥合格后的氯氣進入透平機(C0401A/B/C)的第一級，經過初步壓縮后進入一級冷卻器(E0406A/B/C)用循環(huán)水冷卻至55C以下，然后進入透平機的第二級，經再次壓縮后進入二級冷卻器(E0407A/B/C)進行用循環(huán)水冷卻至55C以下，冷卻后的氯氣送往各用戶。在低流量操作的情況下，部分氯氣經單機回流閥至氯氣透平機一級入口以達到調節(jié)機前壓力控制壓縮機流量和防止機組喘振的目的。4.2氫氣處理流程正常生產中，由電解來的濕氫氣進入洗滌冷卻塔（T0406A/B）,用循環(huán)水直接洗滌冷卻至40C以下并除去大部分雜質，然后進入氫氣壓縮

13、機（C0403A/B/C）加壓至0.07O.lOMPa，經汽水分離器（V0409）后進入機后冷卻器（E0409）,被7C水間接冷卻至小于40C，冷卻后的氫氣經水霧捕集器（V0411）進入氫氣緩沖罐（V0412），然后送往氯化氫工段。4.3事故氯處理流程生產異常時，當氯氣總管壓力大于1.5KPa（150mmH2O）時，總管內氯氣經正水封進入廢氯吸收塔，同時在儀表聯鎖作用下，濃度在1015%的液堿從堿高位槽加入廢氯吸收塔來吸收氯氣。尾氣由引風機排入大氣。噴淋塔下來的堿液流入堿低位槽，由堿泵送往堿高位槽循環(huán)使用，當循環(huán)堿液中的次鈉達到一定濃度后，用泵送往次鈉崗位，繼續(xù)作為次鈉生產的原料。工藝控制指標

14、序號控制項目控制指標檢驗次數控制或取樣點備注1氯氣總管壓力100-500Pa連續(xù)濕氯氣總管BC2氯氣純度降低2%連續(xù)氯氫液氯BC3干燥后氯氣含水200ppm1次/周去液氯氯氣總管ABC4氯氣洗滌塔出口溫度60C連續(xù)洗滌塔出口BC5鈦冷卻器出口溫度1115C連續(xù)鈦冷卻器出口BC6填料干燥塔出口溫度30C連續(xù)填料干燥塔出口C7泡罩塔出口溫度0.2Mpa連續(xù)循環(huán)水上水管10低溫水溫度69C連續(xù)低溫水上水管11低溫水壓力0.2Mpa連續(xù)低溫水上水管12透平機進口管壓力1055KPa連續(xù)透平機進口管13一級氯氣出口溫度125C連續(xù)一級出口14二級氯氣入口溫度55C連續(xù)二級入口1516二級冷卻器出口壓力二

15、級冷卻器出口溫度0.16Mpa55C17油泵出口壓力0.070.3Mpa18油過濾器前后壓差V0.05MPa19透平機進油溫度2055C20密封氣總管壓力0.40.6Mpa21一級密封氣壓力0.030.10Mpa22二級密封氣壓力0.050.15Mpa23主機電流V260A24一級前軸承溫度60C25一級后軸承溫度97%26進廠硫酸濃度（冬季92.5%）27一段填料塔排酸濃度7580%28氫氣總管壓力100500Pa29氫氣機后壓力氫氣洗滌塔進口溫度0.070.10MPaW85C連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)連續(xù)二級出口二級出口油泵出口過濾器前后油過濾器前供氣總管一級密封

16、器進口2006.11.24二級密封器進口電控柜增速箱一級前軸承增速箱一級后軸承槽車取樣循環(huán)酸罐洗滌冷卻塔進口氫氣泵出口冷卻塔進口E0406次鈉冷卻器F=20BRWNaCLOTai-A氫氣洗滌塔出口溫度2009-7-15第 頁共13頁2009-7-15第 頁共13頁31W40C連續(xù)壓縮機進口32氫氣緩沖罐出口溫度W40C連續(xù)氫氣冷卻器出口總管33氫氣純度98%氫氣總管34循環(huán)回水PH值各換熱設備35堿液高位槽堿濃度15-22%堿高位槽36次鈉排放指標有效氯8-10%含堿W10%換堿時次鈉貯槽37循環(huán)水回水PH值循環(huán)水池6設備一覽表設備位號設備名稱規(guī)格型號使用介質主體材質P0401A,B氯水循環(huán)泵

17、CZS80-200C氯水ta2P0402A,B稀硫酸泵IHF80-65-160稀硫酸氟塑料P0403A,B稀硫酸循環(huán)泵IHF80-65-160稀硫酸氟塑料P0404A,B稀硫酸循環(huán)泵IHF80-65-160稀硫酸氟塑料P0405A,B濃硫酸循環(huán)泵IHF80-65-160濃硫酸氟塑料P0406A,B堿液循環(huán)泵IHF80-65-160NaOH溶液氟塑料P0407A,B濃硫酸泵IHF80-65-160濃硫酸氟塑料P0701A,B循環(huán)水泵IS150-125-315水鑄鐵E0401氯水板式換熱器F=70BRW80氯水，水TAiE0402鈦管冷卻器F=200m濕氯氣，冷凍鹽水Q235-A+TaiE0403

18、I段硫酸冷卻器F=14mBRW稀硫酸，冷凍水C-276E0404II段硫酸冷卻器F=14mBRW濃硫酸，冷凍水C-276E0405泡罩塔硫酸冷卻器f=20m螺旋板式濃硫酸，冷凍水Q235-BE0406A,B,C氯氣壓縮機一級冷卻器F=78m氯氣，水16MnRE0407A,B,C氯氣壓縮機二級冷卻器F=78m氯氣，水16MnRE0409氫氣冷卻器F=120m氫氣，水Q235-BT0401氯氣洗滌冷卻塔2000XH13500氯氣，水FRPT0402I段填料干燥塔1600XH14000濕Cl,稀硫酸CFRP/PVCT0403II段填料干燥塔1600XH14000濕Cl,濃硫酸CFRP/PVCT0404泡罩干燥塔1600XH140002濕Cl,濃硫酸2FRP/硬PVCT0405廢氯吸收塔LHR2000XH12000NaOH,NaCLO溶液FRP/PVCT0406A,B氫氣冷卻塔2000XH8000氫氣，水Q235-AC0401A,B,C氯氣壓縮機LYJ-0.30/1900氯氣組合件C0402引風機4-72N04A氯氣ta2C0403A,B,C氫氣壓縮機2BEA-253氫氣組合件C0404AC稀油站XYZ-40GY組合件V0401氯氣水霧捕集器200