液氯生產(chǎn)課件

主講人:翟魯波2017年11月19日離子膜燒堿生產(chǎn)技術(shù)

--液氯生產(chǎn)主要內(nèi)容1氯氣液化的原理1氯氣液化的方法2冷凍機(jī)組的組成3液氯生產(chǎn)安全技術(shù)4學(xué)習(xí)目標(biāo)。能認(rèn)知氯氣和液氯產(chǎn)品能識別液氯冷凍機(jī)組組成名稱能讀懂液氯制冷系統(tǒng)的工藝流程圖熟練掌握冷凍機(jī)組的制冷工作原理氯氣液化目的一、提純在氯氣液化的過程中，絕大多數(shù)氯氣得到冷凝，不凝性的氣體作為尾氣排出，這樣便得到了純度較高的液態(tài)氯。二、便于貯存和運輸氯氣液化以后，體積大大縮小。氯氣的密度3.2kg/m3，而液氯的密度可達(dá)13-16kg/m3，在0℃、0.1MPa時1噸氣態(tài)氯的體積為311.14m3，而液態(tài)氯僅為0.68m3，相差457倍。因此，氯氣液化后便于貯存和長距離輸送。

氯氣液化目的

三、平衡生產(chǎn)由于氯堿化工企業(yè)的生產(chǎn)是連續(xù)性的，當(dāng)某一氯氣使用單元無法正常消耗氯氣時，電解槽的負(fù)荷就必須降低，而生產(chǎn)液氯就有了緩沖的余地，可以將用戶減少的氯氣用量平衡掉，使電解槽不必降低負(fù)荷，從而使整個氯氣供給、使用的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相對穩(wěn)定。

氯氣液化方法

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(0℃,0.1MPa),凝固點：-102℃（0.1MPa）,沸點：-34.6℃（0.1MPa）,常溫時壓縮至0.8~1.2MPa或常壓下冷卻到-35℃~-40℃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(yīng)可著火、爆炸。吸入人體對呼吸道危害較大，嚴(yán)重時會出現(xiàn)呼吸困難，心律減緩，甚至死亡。氯氣的性質(zhì)

氯氣液化的原理

氣體受到的壓力增加到一定程度后，可以凝聚成液體，而氣體的溫度降低到一定程度后，也可以凝聚成液體。所以在一定的壓力下，氣體的液化溫度也是一定的。純氯氣的壓力與液化溫度之間成線性關(guān)系。壓力上升，液化溫度隨之上升；壓力下降，液化溫度隨之下降。氯氣液化的原理

氯氣飽和蒸汽壓力與溫度的關(guān)系氯氣液化的原理工業(yè)生產(chǎn)的氯氣都含有少量的O2、H2、N2、CO2、水蒸汽等等。對于不純氯氣，氯的分壓與其冷凝溫度成單值函數(shù)關(guān)系：其中為混合氣中氯分壓(KPa)；為混合氣的總壓(KPa)；為混合氣中氯的體積百分?jǐn)?shù)(％)。由上式可見，氯氣在液化過程中，即使總壓不變化，但如果氯氣的分壓變化很大，其液化溫度也有很大的變化。氯氣液化的原理

液化效率液化效率也可稱之為液化率，其定義為：液化效率=已液化的氯氣量／進(jìn)入液化系統(tǒng)總氯量×100%使用上式計算液化效率比較麻煩，由于分析進(jìn)入液氯系統(tǒng)和出液氯系統(tǒng)的氯氣成分比較容易，通過物料衡算可推導(dǎo)出下式，從而方便地計算出液化效率：式中：C1—進(jìn)入液氯系統(tǒng)氯氣的體積濃度（以小數(shù)表示）；

C2—出液氯系統(tǒng)氯氣體積濃度(以小數(shù)表示)。氯氣液化方法低溫低壓法氯壓力在0.15MPa(表壓)，液化溫度-30℃左右。中溫中壓法氯壓力在0.2～0.4MPa(表壓)，液化溫度0～10℃。高溫高壓法氯壓力在l.4～1.6MPa(表壓)，液化溫度30～50℃。氯氣液化的原理

以上三種生產(chǎn)方法中高壓法流程最短，操作簡單，能耗最低。下表為不同壓力下生產(chǎn)液氯耗電的比較。氯氣液化的原理

國內(nèi)早期液氯生產(chǎn)多采用氨-氯化鈣低溫低壓法，由于該法以

氯化鈣鹽水做冷媒，二次傳熱，致使能耗高、設(shè)備體積龐大、腐蝕嚴(yán)重，逐漸被氟利昂直冷法替代。

我國目前采用的液氯生產(chǎn)工藝大部分為低壓法。近幾年來，國內(nèi)由于氯氣透平壓縮機(jī)的推廣使用，一些企業(yè)制造液氯的方法逐漸由低壓向中壓方向發(fā)展，生產(chǎn)綜合能耗也隨之明顯下降。

氯氣液化的工藝流程原料氯氣氯氣緩沖罐原氯分配臺氯氣液化器氣液分離器透平機(jī)尾氯分配臺液氯儲槽氯乙酸二期

鹽酸次鈉包裝出售氯氣冷卻器氯乙酸一期氟儲槽節(jié)流閥經(jīng)濟(jì)器蒸發(fā)器壓縮機(jī)氟冷卻器

氯氣液化工作條件

冷凍（制冷）是指用人為的方法將物料溫度降低到低于周圍介質(zhì)溫度的單元操作，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。例如，在化學(xué)工業(yè)中空氣的分離、低溫化學(xué)反應(yīng)、均相混合物分離等生產(chǎn)過程；石油化工中，石油裂解氣中分離出的液態(tài)乙烯、丙烯則要求在低溫下儲存、運輸；食品工業(yè)中冷飲品的制造和食品的冷藏；醫(yī)藥工業(yè)中一些抗生素、疫苗血清等須在低溫下儲存；在化工、食品、制紙、紡織和冶金等工業(yè)生產(chǎn)中回收余熱等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。制冷的分類制冷過程分類蒸氣壓縮式制冷吸收式制冷制冷程度分類普通制冷（-100）深度制冷℃制冷的分類制冷的基本原理制冷操作是從低溫物料中取出熱量，并將此熱量傳給高溫物體的過程。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，這種傳熱過程不可能自動進(jìn)行。只能從外界補充所消耗的能量，即外界必須做功，才能將熱量從低溫傳到高溫。制冷的基本原理固體（冰）氣體（水蒸氣）液體（水）融化吸熱凝固放熱氣化吸熱液化放熱升華吸熱凝華放熱制冷的基本原理液體氣化為蒸氣時，要從外界吸收熱量，從而使外界溫度有所降低，而任何一種物質(zhì)的沸點（或冷凝點），都是隨壓力的變化而變化，如氨的沸點隨壓力變化的情況見下表壓力/KPa101.325429.3321220沸點/℃-33.4030汽化熱/（KJ/Kg）1368.61262.4114.51

制冷的基本原理氨的壓力越低，沸點越低；壓力越高，沸點越高。利用氨的這一特性，使液氨在低壓（101.325KPa）下氣化，從被冷物質(zhì)中吸取熱量降低其溫度，從而達(dá)到使被冷物質(zhì)制冷的目的。同時將汽化后的氣態(tài)氨壓縮提高壓力（如壓縮至1220KPa），這時氣態(tài)氨的冷凝溫度30℃高于一般冷卻水的溫度，因此可用常溫水使氣態(tài)氨冷凝為液氨。制冷的基本原理制冷是利用制冷劑的沸點隨壓力變化的特性，使制冷劑在低壓下氣化吸收被冷物質(zhì)的熱量降低其溫度達(dá)到被冷物質(zhì)制冷的目的，氣化后的制冷劑又在高壓下冷凝成液態(tài)。如此循環(huán)操作，借助制冷劑在狀態(tài)變化時的吸熱和放熱過程，達(dá)到制冷的目的。制冷的基本原理制冷系數(shù)制冷劑單位時間內(nèi)從被冷物料所取出的熱量與所消耗的外功之比，以ε表示。

從被冷物料中取出的熱量，KJ/S;N制冷循環(huán)中所消耗的機(jī)械工，KJ/S;

傳給周圍介質(zhì)的熱量，KJ/S;制冷的基本原理制冷劑在單位時間內(nèi)從被冷物料中取出的熱量，表示一套制冷循環(huán)裝置的制冷效應(yīng)，用符號Q1表示，單位是W或kW。單位質(zhì)量制冷劑的制冷能力每千克制冷劑經(jīng)過蒸發(fā)器時從被冷物料中取出的熱量，用符號表示，單位J/Kg制冷能力制冷的基本原理

單位質(zhì)量質(zhì)量制冷劑的制冷能力，J/Kg

從被冷物料中取出的熱量，KJ/S

制冷劑的質(zhì)量流量或循環(huán)量，Kg/S

制冷劑離開蒸發(fā)器的質(zhì)量焓，J/Kg

制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的質(zhì)量焓，J/Kg制冷的基本原理單位體積制冷劑的制冷能力每立方米進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑蒸汽從被冷物料中取出的熱量用符號表示，單位為J/

進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷劑的體積流量，/s

進(jìn)入壓縮機(jī)的制冷蒸汽的密度，Kg/制冷的基本原理降低制冷劑的冷凝溫度是提高制冷能力最有效的方法，而降低冷凝溫度的關(guān)鍵在于降低冷卻水的溫度和加大冷卻水的流量，保持冷凝器傳熱面的清潔。提高制冷能力的方法

制冷劑與載冷體制冷劑是制冷循環(huán)中將熱量從低溫傳向高溫的工作介質(zhì)，制冷劑的種類和性質(zhì)對冷凍機(jī)組大小、結(jié)構(gòu)、材料及操作壓力等有重要影響。因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的操作的操作條件慎重選用適宜的制冷劑。

制冷劑應(yīng)具備的條件1.在常壓下的沸點要低2.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定3.在蒸發(fā)溫度時的汽化潛熱應(yīng)盡可能大4.在冷凝溫度時的飽和蒸氣壓不宜過高6.臨界溫度要高，能在常溫下液化5.在蒸發(fā)溫度時蒸汽壓力不低于大氣壓

制冷劑應(yīng)具備的條件7.制冷劑的黏度度和密度要小8.熱導(dǎo)率要大9.無毒、無臭、不危害人體健康，不破壞生態(tài)環(huán)境10.價格低廉，易于獲得常用的制冷劑氨（應(yīng)用最廣泛的一種制冷劑）優(yōu)點：1.單位體積制冷能力大2.蒸發(fā)壓力高于大氣壓3.操作壓力低4.與潤滑油不互溶5.對鋼鐵無腐蝕6.價格便宜，容易得到7.泄漏時易于察覺常用的制冷劑缺點：1.有毒性2.有強烈的刺激性、3.可燃性，與空氣混合時有爆炸的危險4.當(dāng)氨中含水時降低潤滑性能，并對銅或銅合金有腐蝕作用氨爆炸常用的制冷劑二氧化碳優(yōu)點：1.單位體積制冷能力最大2.在同樣制冷能力下，壓縮機(jī)的尺寸最小，從而在船舶冷凍裝置中廣泛應(yīng)用3.密度大、無毒、無腐蝕、使用安全常用的制冷劑缺點：冷凝時操作壓力過高，一般為6000~8000KPa,蒸氣壓力不能低于530KPa，否者二氧化碳將固態(tài)化。常用的制冷劑氟利昂它是甲烷、乙烷、丙烷與氟、氯、溴等鹵族元素的衍生物，優(yōu)點：無毒、無味、不著火，與空氣混合不爆炸，對金屬無腐蝕。廣泛應(yīng)用于空調(diào)冰箱等家電中。缺點：對臭氧層有破壞作用

常用的制冷劑碳?xì)浠衔铮ㄒ蚁?、乙烷、丙烷、丙烯等）?yōu)點：1.凝固點低2.無毒、無臭3.對金屬不腐蝕4.價格便宜，容易獲得缺點：可燃，與空氣混合有爆炸的危險載冷體載冷體是用來將制冷裝置的蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的冷量傳遞給被冷卻物體的媒介物質(zhì)或中間介質(zhì)。載冷體應(yīng)具備的條件：1.冰點要低2.比熱容要大3.密度小，黏度小4.化學(xué)穩(wěn)定性好5.熱導(dǎo)率要大6.來源充足，價格便宜

常用的載冷體水優(yōu)點：1.比熱容大2.腐蝕性小3.不燃燒、不爆炸化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定缺點：凝固點為0℃，因而只能用作蒸發(fā)溫度0℃以上的制冷循環(huán)，固在空調(diào)系統(tǒng)中被廣泛使用。

常用的載冷體鹽水溶液（冷凍鹽水）

鹽水溶液是將氯化鈉、氯化鈣或氯化鎂溶于水中形成的溶液。用作中低溫制冷系統(tǒng)的載冷體。鹽水的一個重要性質(zhì)是凍結(jié)溫度取決于其濃度。在一定的濃度下有一定的凍結(jié)溫度。

常用的載冷體有機(jī)溶液

有機(jī)溶液一般無腐蝕性，無毒，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。如乙二醇、丙三醇溶液，甲醇、乙醇、三氯乙烯、二氯甲烷等均可作為載冷體。有機(jī)載冷體的凝固點都低，適用于低溫裝置。

壓縮蒸汽制冷設(shè)備壓縮機(jī)冷凝器膨脹閥蒸發(fā)器油分離器氣液分離器

壓縮蒸汽制冷設(shè)備壓縮機(jī)（冷凍機(jī)）往復(fù)式壓縮機(jī)往復(fù)式制冷壓縮工作是靠氣缸、氣閥和在氣缸中作往復(fù)運動的活塞構(gòu)成可變的工作容積來完成工質(zhì)蒸汽的吸入、壓縮和排除。離心式壓縮機(jī)利用葉輪高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力來壓縮和輸送氣體的。

壓縮蒸汽制冷設(shè)備冷凝器（換熱設(shè)備）冷凝器的作用是將壓縮機(jī)排出的高溫制冷劑蒸汽冷凝成為冷凝壓力下的飽和液體。在冷凝器里制冷劑蒸汽把熱量傳給周圍介質(zhì)—水或空氣。冷凝器的分類按冷卻介質(zhì)分水冷冷卻器氣冷冷卻器按結(jié)構(gòu)形式分殼管式套管式蛇管式

壓縮蒸汽制冷設(shè)備節(jié)流閥（膨脹閥）節(jié)流閥的作用是使來自冷凝器的液態(tài)制冷劑產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)，以達(dá)到減壓降溫的目的。由于液體在蒸發(fā)器內(nèi)的溫度隨壓力的減小而降低，減壓后的制冷劑便可在較低的溫度下氣化。

壓縮蒸汽制冷設(shè)備節(jié)流閥

螺桿制冷壓縮機(jī)

螺桿制冷壓縮機(jī)油分離器

壓縮機(jī)的潤滑油系統(tǒng)作用：1.噴入壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子工作容積中起潤滑、冷卻、密封、降噪、減震的作用。2.提供軸承及軸封的潤滑3.提供能量及內(nèi)容積比調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)所需的壓力油。4.向平衡活塞供油。供油方式：1.預(yù)潤滑（輔助油泵）2.壓差供油

壓縮機(jī)的潤滑油系統(tǒng)壓縮機(jī)的油冷卻方式

壓縮機(jī)的潤滑油系統(tǒng)熱虹吸油冷卻器

常用的制冷劑噴液冷卻

液氯生產(chǎn)安全技術(shù)氯氣為強氧化劑，可制作很多氯產(chǎn)品廣泛用于自來水的凈化、消毒

制造漂水、紡織、造紙工業(yè)的漂白

制造聚氯乙烯塑料、氯丁橡膠、鹽酸、四氯化碳、光氣、醫(yī)藥、農(nóng)藥

提取金屬鈦、單晶硅的中間體

1.氯氣的主要用途1.氯氣的危規(guī)編號：32002，為乙類?；贰N編號：1017。在《劇毒化學(xué)品名錄》（2003版）序號：84，它是劇毒品。2常溫下為黃綠色，有強烈刺激性臭味的氣體。液態(tài)氯為金黃色。3在空氣中不會燃燒。1.一般可燃物大都能在氯氣中燃燒，就象在氧氣中燃燒一樣。2.一般易燃性氣體或蒸氣也能與氯氣形成爆炸性混合物。3.能與許多化學(xué)品如乙炔、松節(jié)油、乙醚、氨、燃料氣、烴類、金屬粉末等猛烈反應(yīng)發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。4.幾乎能與金屬和非金屬起腐蝕作用。5.液氯含三氯化氮超過5%時，即有爆炸危險。6.對眼睛和呼吸系統(tǒng)的黏膜有極強的刺激性。7.氯氣濃度在3.5ppm時，可聞到其臭味；1000ppm時，立即死亡。8.對皮膚也有強刺激性，有時在面部等處可見氯痤瘡。9.作業(yè)場所空氣中氯氣含量最高允許濃度為1mg/m3。2.氯氣的理化性質(zhì)液氯鋼瓶必須專庫儲存

3.液氯的使用和貯存條件液氯屬于火災(zāi)危險性乙類2項

廠房和倉庫的耐火等級為一、二級

防火間距必須符合《建規(guī)》的規(guī)定

1.倉庫必須通風(fēng)良好，遠(yuǎn)離火種、熱源，庫溫不超過30℃，相對濕度不宜超過80%。2.禁止露天存放，不準(zhǔn)使用易燃、可燃材料搭設(shè)的棚架存放。3.設(shè)有防盜、報警、通訊、視頻監(jiān)控等裝置。4.安裝有毒氣體泄漏報警裝置。5.設(shè)置事故氯處理設(shè)施。6.充裝量為1000kg、500kg和100kg的氣瓶裝卸時，應(yīng)采取起重機(jī)械。7.液氯鋼瓶堆方不準(zhǔn)超過兩層。8.空瓶與實瓶必須分開放置，禁止混放。9.設(shè)置消防栓、消防器材、氯氣捕消器。10.配備檢修器材等。11.配備防護(hù)器材。12.配備解氯藥品。13.設(shè)有淋浴和洗眼裝置。14.嚴(yán)格執(zhí)行“五雙”的管理制度。15風(fēng)向標(biāo)應(yīng)安裝在全廠可觀察到的地方。

Text4.液氯鋼瓶液氯鋼瓶一般其外形為一圓筒形，兩端有封頭，以裝鋼瓶閥，并用焊在瓶上的防護(hù)圈圍住。鋼瓶閥還專門有安全帽保護(hù)。瓶體外有兩條橡膠防震圈。在鋼瓶表面應(yīng)涂有國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的綠色漆及白色字樣、色環(huán)。我國用于液氯的鋼瓶設(shè)計壓力約為2MPa（絕對壓力），使用液氯其溫度不應(yīng)超過60℃，否則易引起鋼瓶爆炸。鋼瓶使用年限為12年，每二年檢驗一次。5.液氯的使用安全技術(shù)要求一般要求

使用條件要求

使用要求

設(shè)施設(shè)備要求

1.強調(diào)要有瓶帽及防震圈。2.遵守國家相關(guān)行政許可制度。3.使用液氯的設(shè)備設(shè)計制造應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。4.制定氯氣泄漏事故應(yīng)急預(yù)案。5.設(shè)置明顯的安全標(biāo)志。1.使用場所保持干燥、通風(fēng)，設(shè)置泄漏檢測報警裝置。庫房不存放易燃物質(zhì)和與氯氣易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物品。2.作業(yè)場所空氣中氯氣含量最高允許濃度為1mg/m3。1.執(zhí)行氣瓶安全的有關(guān)規(guī)定。2.放置要求。3.瓶內(nèi)留有余壓。4.建立使用記錄。5.壓力要求。6.溫水加熱。7.使用專用扳手。8.防止物料倒灌。9.操作結(jié)束后立即關(guān)閉瓶閥。10.不亂排余氯。11.安全處置“死瓶”

。通用要求和液氯氣瓶要求1.裝卸設(shè)施2.稱重衡器3.控制閥和針型調(diào)節(jié)閥4.氣化器5.緩沖器6.調(diào)節(jié)閥或限壓閥7.壓力表8.流量表9.單向閥（逆止閥）10.溫度計11.試壓及氣密試驗操作人員要求1.專業(yè)資格要求：氯屬于Ⅱ級（高度危害）物質(zhì)，液氯用戶作業(yè)人員取得特種作業(yè)合格證后，方可上崗操作。2.其他條件：年齡滿18周歲；身體健康；符合氯氣工種作業(yè)特點所需要的其他條件。3.瓶閥密封填料函泄漏時，應(yīng)查壓緊螺帽是否松動或擰緊壓緊螺帽；瓶閥出口泄漏時，應(yīng)查瓶閥是否關(guān)緊或關(guān)緊瓶閥，或用銅六角螺帽封閉瓶閥口。

2.液氯氣瓶泄漏時，不應(yīng)向瓶體噴水，搶修人員在戴好防護(hù)用品前提下，應(yīng)立即轉(zhuǎn)動氣瓶，使泄漏部位朝上，位于氯的氣相空間。

6.處理無效時，應(yīng)迅速將泄漏氣瓶浸沒于備有足夠體積的燒堿或石灰水溶液吸收池進(jìn)行無害化處理，并控制吸收液溫度不高于45℃、pH不小于7，防止吸收液失效分解?；蛘哌\進(jìn)密封室，將氯氣與10%堿液在吸收塔內(nèi)反應(yīng)生成次氯酸鈉。5.瓶體焊縫泄漏時，臨時采用內(nèi)襯橡膠墊片的鐵箍箍緊。4.瓶體泄漏點為孔洞時，可使用堵漏器材處理，并注意對堵漏器材緊固，防止脫落。

1.人員迅速撤離污染區(qū)至上風(fēng)處，小泄漏時隔離150m，大泄漏時隔離450m。液氯泄漏6.液氯使用過程中的泄漏應(yīng)急處理液氯泄漏皮膚接觸眼睛接觸

吸入7.急救措施臨床癥狀皮膚接觸液氯或高濃度氯，在暴露部位可有灼傷或急性皮炎。

慢性影響：長期低濃度接觸，可引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘等；可引起職業(yè)性痤瘡及牙齒酸蝕癥。對眼、呼吸道粘膜有刺激作用。

急性中毒：輕度者有流淚、咳嗽、咳少量痰、胸悶，出現(xiàn)氣管炎的表現(xiàn)；中度中毒發(fā)生支氣管肺炎或間質(zhì)性肺水腫，病人除有上述癥狀的加重外，出現(xiàn)呼吸困難、輕度紫紺等；重者發(fā)生肺水腫、昏迷和休克，可出現(xiàn)氣胸、縱隔氣腫等并發(fā)癥。吸入極高濃度的氯氣，可引起迷走神經(jīng)反射性心跳驟?；蚝眍^痙攣而發(fā)生“電擊樣”死亡。職業(yè)危害濃度（ppm）效應(yīng)0.2～3.5聞到氣味可產(chǎn)生一定的耐受性1～3輕微的黏膜刺激，可忍受1h5.～15中度上呼吸道刺激30立即產(chǎn)