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聚錄乙烯課件任務(wù)一合成法氯化氫生產(chǎn)演示文稿目前一頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(優(yōu)選)聚錄乙烯課件任務(wù)一合成法氯化氫生產(chǎn)目前二頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)一、原料及產(chǎn)品的識(shí)別(一)產(chǎn)品氯化氫
(2)組成及結(jié)構(gòu):HCl,H—Cl,HCl,36.5。1.主要物理性質(zhì)
(3)密度:氣態(tài)氯化氫在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.63kg/m3(比空氣重)
(1)顏色氣味:無(wú)色、有刺激性氣味的氣體目前三頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(4)溶解度:氯化氫氣體極易溶于水,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,約500V氯化氫/1V水,得約46.15%鹽酸;其溶解度隨溫度的升高而降低(制備各種不同濃度的鹽酸),通常濃鹽酸為37%。溫度℃溶解度溫度℃溶解度溫度℃溶解度05071545930412549120442403861047425426503620.1MPa下氣態(tài)HCl在水中的溶解度目前四頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(5)恒沸點(diǎn):這是氯化氫水溶液的特性。濃鹽酸在加熱蒸餾時(shí),其餾出物是含有少量水分的氯化氫氣體(鹽酸脫吸法制備氯化氫的依據(jù)),在0.1MPa下,當(dāng)鹽酸濃度降低到20.24%,溫度為108.65℃時(shí),餾出物組成與溶液組成相同,溶液組成不再變化,同時(shí)具有恒定沸點(diǎn)。目前五頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
而稀鹽酸在加熱蒸餾時(shí),餾出物是含有少量氯化氫的水蒸氣,在0.1MPa下,當(dāng)濃度增加到20.24%,溫度為108.65℃時(shí),餾出物組成與溶液組成相同,溶液組成不再變化,同時(shí)具有恒定沸點(diǎn)。
108.65℃稱(chēng)為鹽酸的恒沸點(diǎn),恒沸物組成為含氯化氫20.24%(不能借助于加熱煮沸來(lái)蒸出溶液中的氯化氫或水分)目前六頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)2.主要化學(xué)性質(zhì)
(1)分子非常穩(wěn)定:加熱到1500℃才發(fā)生分解(生產(chǎn)中可以采用高溫操作)
(2)水溶液具有強(qiáng)酸性:能與大部分金屬反應(yīng),生成金屬氯化物(避濕,否則腐蝕生產(chǎn)設(shè)備)
(3)高溫鹽酸蒸氣對(duì)碳鋼幾乎無(wú)腐蝕:一般鹽酸蒸氣在其最高露點(diǎn)108.65℃以上時(shí),對(duì)碳鋼幾乎無(wú)腐蝕(根據(jù)不同條件選擇設(shè)備)目前七頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(4)高溫氣體對(duì)設(shè)備的腐蝕在適當(dāng)范圍:若溫度保持在其最高露點(diǎn)108.65℃以上、250℃以下時(shí),對(duì)碳鋼的腐蝕作用可保持在適當(dāng)范圍內(nèi)(可以用鋼制的合成爐);另外,石英、石棉、酚醛樹(shù)脂、耐酸陶瓷、塑料以及一些金屬合金比較耐氯化氫氣體腐蝕(作為鹽酸生產(chǎn)中的設(shè)備防爆膜、浸漬設(shè)備或涂膜防腐蝕)目前八頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(5)與有機(jī)化合物的反應(yīng):能與多種有機(jī)化合物反應(yīng)生成有機(jī)氯化物。3.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)(某廠標(biāo)準(zhǔn))(1)純度93.5%~95.5%(體積分?jǐn)?shù))。(2)不含游離氯。目前九頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(二)原料氯氣(1)組成和結(jié)構(gòu):Cl2,Cl—Cl,ClCl,71
(2)顏色和氣味:常溫下為黃綠色、有刺激性氣味的氣體。
(3)毒性:有毒有害的氣體,容易侵害呼吸道及肺部,造成呼吸困難、肺氣腫甚至窒息死亡(生產(chǎn)和使用場(chǎng)所有規(guī)定安全標(biāo)準(zhǔn)1mgCl2/m3空氣,注意防護(hù)和救護(hù)措施)。1.相關(guān)物理性質(zhì)目前十頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(4)溶解性:可溶于水,0℃和20℃時(shí)的溶解度分別為1.46%和0.73%,溶解熱為21.77kJ/mol。
(1)與水的反應(yīng)性:濕氯氣嚴(yán)重腐蝕金屬設(shè)備和管道(限制氯氣的含水量)2.相關(guān)化學(xué)性質(zhì)目前十一頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(2)與金屬的反應(yīng)性:干氯氣也會(huì)腐蝕金屬設(shè)備和管道(氯化氫合成中,氯氣不能過(guò)量)
(3)與氫氣的反應(yīng)性:與氫氣在一定范圍內(nèi)可形成爆炸性混合物(控制氯氣中的含氫量<5%)。
(4)與乙炔的反應(yīng)性:與乙炔反應(yīng)生成氯乙炔爆炸物(氯化氫合成中氯氣不能過(guò)量)。目前十二頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(5)與硫代硫酸鈉(海波
)的反應(yīng):故在工業(yè)上多用以分析氯氣純度,或涂在口罩上防止稀薄氯氣中毒。
目前十三頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(1)純度:純度≥94%(2)含水量≤0.01%(3)含氫量<1.00%。3.原料規(guī)格目前十四頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(三)原料氫氣1.無(wú)色、無(wú)味、比空氣輕的氣體。
2.與氧氣的反應(yīng):在800℃條件下或點(diǎn)燃時(shí),在空氣中的爆炸范圍為含氫氣體積5~74%;在氧氣中的爆炸范圍為含氫氣體積5~95%;在氯氣中的爆炸范圍為含氫氣體積3.5~97%(在使用時(shí)嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,控制合理配比)。目前十五頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
3.原料規(guī)格:
(1)純度≥98%(體積分?jǐn)?shù))(2)含氧量≤0.4%(3)含水量<0.03%。目前十六頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)二、HCl生產(chǎn)中的工業(yè)衛(wèi)生和安全技術(shù)(一)氯氣
1.毒性:對(duì)呼吸道及支氣管有強(qiáng)烈的刺激和破壞作用,大量吸入時(shí)會(huì)引起中毒性肺水腫、昏迷、甚至死亡。氯氣在空氣中不同濃度對(duì)人體的危害如下表所示:
2.限量:車(chē)間空氣中最高允許濃度為1mg/m3。
3.預(yù)防:有氯氣外溢時(shí),應(yīng)佩戴防毒面具來(lái)處理事故。目前十七頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)氯氣在空氣中不同濃度對(duì)人體的危害在空氣中濃度對(duì)人體的危害/(mg/m3)3000深吸少許可能危機(jī)生命300可能造成致命損壞120-180接觸30-60min,可能引起嚴(yán)重中毒90引起劇烈咳嗽60引起咳嗽18刺激咳嗽3-9有明顯氣味,刺激眼鼻1.5略有氣味1.0在空氣中的允許濃度0.06嗅覺(jué)濃度目前十八頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)4.毒害與急救:
物料侵入途徑與中毒癥狀急救方法氯氣1.主要通過(guò)呼吸道及皮膚黏膜對(duì)人體發(fā)生中毒作用2.刺激眼膜,流淚、失明、鼻咽黏膜發(fā)炎、咽干咳嗽、打噴嚏、呼吸道損害、窒息、冷汗、脈搏虛弱、甚至肺水腫、心力逐漸衰竭而死亡。1.立即離開(kāi)有氯氣場(chǎng)所2.靜脈注射5%葡萄糖40-100mL3.眼受刺激用2%的蘇打水洗眼,咽喉炎可吸入2%蘇打水熱蒸汽4.重患者保溫、吸氧、注射強(qiáng)心劑,但禁用嗎啡5.并發(fā)肺炎應(yīng)用抗菌素藥劑目前十九頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(二)氯化氫和鹽酸
1.毒性:氯化氫和鹽酸對(duì)人體、眼和呼吸道黏膜等具有強(qiáng)烈的刺激作用,長(zhǎng)期接觸可造成慢性支氣管炎、胃腸道功能障礙和牙齒損害。氯化氫極易溶于水生成鹽酸,能腐蝕皮膚和織物,較長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)引起嚴(yán)重潰爛。
2.限量:車(chē)間空氣中,氯化氫的最高允許濃度為15mg/m3。
目前二十頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
3.預(yù)防:操作人員應(yīng)備有防毒面具、防護(hù)眼鏡、橡膠鞋及橡膠手套。
4.急救:操作人員應(yīng)備有防毒面具、防護(hù)眼鏡、橡膠鞋及橡膠手套。物料侵入途徑與中毒癥狀急救方法氯化氫
經(jīng)呼吸道及皮膚,很少發(fā)生化學(xué)性炎癥現(xiàn)象,急性、刺激黏膜及皮膚,喉頭有灼干感及刺痛,結(jié)膜發(fā)炎及輕微角膜損壞1.如果皮膚與鹽酸接觸則迅速用水沖洗幾次,即能免去刺激性癥狀
2.誤吞時(shí),口服氧化鎂乳劑或橄欖油目前二十一頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(三)硫酸
1、毒性:對(duì)人體屬中等毒類(lèi),硫酸對(duì)上呼吸道黏膜有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用,能引起皮膚灼傷,眼睛結(jié)膜炎和水腫,嚴(yán)重者引起眼炎,以致失明。
2、限量:車(chē)間空氣中最高允許濃度為2mg/m3。
3、防護(hù):操作防護(hù)同鹽酸。
4、急救:如遇皮膚灼傷,立即用大量水沖洗,并以5%碳酸氫鈉(小蘇打)溶液洗滌;遇眼睛濺入,速用溫水沖洗,也可用2%碳酸氫鈉(小蘇打)溶液或生理鹽水沖洗。目前二十二頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(四)HCl生產(chǎn)中的安全技術(shù)
主要是和氫氣的易燃易爆性質(zhì)分不開(kāi),氫氣和氯氣、氧氣、空氣的混合氣,都能形成爆炸混合物,它們?cè)诤铣蔂t高溫操作條件下,很容易爆炸燃燒。雖然合成爐頂部設(shè)置有防爆膜,可以使危害和損失降低到較低的水平,但在點(diǎn)火、緊急熄火或氯氫配比突然波動(dòng)時(shí),仍應(yīng)特別注意“氯內(nèi)含氫”和“氫內(nèi)含氯”,嚴(yán)格控制氯內(nèi)氫<0.4%,操作中防止氫中混入空氣,具體舉例說(shuō)明如下:目前二十三頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(1)合成爐點(diǎn)火時(shí),點(diǎn)火人不可正對(duì)點(diǎn)火孔,以免火焰噴出灼傷頭部;點(diǎn)不著火時(shí),必須等氫氣切斷后才可抽出點(diǎn)火棒。點(diǎn)火棒取出后,須經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)或水流泵抽10min以上方可重新點(diǎn)爐。否則若剩余氫氣沒(méi)抽凈,再點(diǎn)爐時(shí)容易引起爐子爆炸。(2)正常停車(chē)時(shí)應(yīng)逐漸調(diào)節(jié)進(jìn)爐氣量,氯氣減少到最低流量并關(guān)閉氫氣閥,然后立即關(guān)閉氯氣調(diào)節(jié)閥,最后再關(guān)閉氫氣調(diào)節(jié)閥(先斷氫氣后斷氯氣)。目前二十四頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(3)正常情況下停爐后,不得停尾氣鼓風(fēng)機(jī)或水流泵,但可減少抽量,讓鼓風(fēng)機(jī)或水流泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在停爐時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),開(kāi)始停鼓風(fēng)機(jī)或水流泵。(4)剛停爐時(shí)爐溫較高,爐內(nèi)尚有大量剩氣,因此不能馬上打開(kāi)爐門(mén),否則使大量空氣吸入爐內(nèi),和剩余氫氣形成爆炸混合物,有使?fàn)t子發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。一般,在停爐20min后方可打開(kāi)爐門(mén)。目前二十五頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(5)為了安全生產(chǎn),不使超過(guò)危險(xiǎn)限度,應(yīng)控制鹽酸尾部塔尾氣含氫20%-50%,含氧5%以下。(6)特別要注意膜式吸收塔不能斷水,否則因氯化氫不吸收而產(chǎn)生倒壓,會(huì)影響爐內(nèi)氫氣和氯氣的配比,嚴(yán)重時(shí)將引起合成爐爆炸。(7)石墨冷卻器或膜式吸收塔排酸不暢通,也會(huì)引起氯化氫倒壓,造成上述爆炸事故。目前二十六頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
(8)凡氫氣系統(tǒng)的設(shè)備管道周?chē)?,?yán)禁吸煙和明火。局部動(dòng)火時(shí)必須以氮?dú)庵脫Q,對(duì)氫氣管道應(yīng)拆離其相連接的管道和閥門(mén),并加上盲板切斷氫氣后方可動(dòng)火燒焊;對(duì)氫氣氣柜進(jìn)行燒焊,必須先取樣分析,要求氫氣含量<0.41%(取樣口應(yīng)在設(shè)備的最高點(diǎn)),合格后方能進(jìn)行。(9)嚴(yán)格控制產(chǎn)品氯化氫的含氧和游離氯,否則將造成氯乙烯生產(chǎn)裝置的爆炸事故。目前二十七頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)三、氯氫合成的原理(屬于鏈鎖反應(yīng))
氯氣和氫氣的反應(yīng),在常溫下進(jìn)行得很慢,但在強(qiáng)光或日光照射或高溫條件下反應(yīng)迅速而激烈,甚至發(fā)生爆炸。目前二十八頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
一個(gè)活化分子的作用可以使另外兩個(gè)新的分子活化,在這種情況下,一個(gè)光子可以使大量分子(105個(gè))迅速化合,反應(yīng)速度很快增大,放出大量的熱量,甚至引起鏈鎖般的爆炸。
合成反應(yīng)可以視為氫氣在氯氣中燃燒,燃燒時(shí)的火焰最高點(diǎn)溫度約2000℃左右,所以必須設(shè)法移走熱量,否則會(huì)造成爆炸。目前二十九頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
所以,氯氣與氫氣要控制一定的配比反應(yīng),混合物要避光、避熱;合成溫度要加以控制(生成的熱量要及時(shí)移走);要使鏈鎖反應(yīng)順利進(jìn)行,必須使活化原子的活性保持下去,這就需要保持一定的條件(靠燃燒器散熱慢來(lái)保持)。目前三十頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)四、氯氫合成條件的選擇(一)溫度的選擇(440℃下即能迅速化合)
1.常溫、常壓、無(wú)光條件下,反應(yīng)進(jìn)行得很慢(需要引發(fā))。
2.高溫條件下合成速率大(溫度與反應(yīng)速率的關(guān)系)。
3.溫度太高超過(guò)1500℃時(shí),氯化氫有顯著的熱分解現(xiàn)象。目前三十一頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)5.放熱反應(yīng),溫度高時(shí)設(shè)備耐熱性要求高(設(shè)備投入相應(yīng)增加,空氣對(duì)流、輻射移熱或水冷夾套移熱、后續(xù)移熱等)。
4.放熱反應(yīng),溫度高時(shí)不利于氯化氫的合成。(二)氫氣純度的選擇(按前述原料規(guī)格)
當(dāng)氫氣純度低時(shí),含有較多的空氣和水分。1.含氧量達(dá)到5%時(shí),形成爆炸性混合物,不利于安全生產(chǎn);同時(shí),。目前三十二頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)2.含水分過(guò)高時(shí),產(chǎn)生鹽酸腐蝕設(shè)備和管道。3.含惰性組分高時(shí),造成精餾尾氣放空量增加,自然氯乙烯和乙炔的損失量增加。所以,要提高氫氣和氯化氫的純度,減少氯乙烯和乙炔的損失,降低電石的消耗定額。氯化氫含惰氣(%)5101520尾氣含氯乙烯(噸/月)494258501550氯化氫含惰氣和尾氣含氯乙烯的關(guān)系目前三十三頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(三)氯氣純度的選擇(按前述原料規(guī)格)
當(dāng)氯氣純度低時(shí),含有較多的氫氣和水分。1.含氫氣較高,達(dá)到5%時(shí),形成氯、氫爆炸混合物,不利于安全生產(chǎn)。2.含水分過(guò)高時(shí),產(chǎn)生鹽酸腐蝕設(shè)備和管道。3.含惰氣高時(shí),影響同氫氣。目前三十四頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(四)氫氣和氯氣配比的選擇1.當(dāng)氯氣過(guò)量時(shí):腐蝕設(shè)備和堵塞管道。2.當(dāng)氯氣過(guò)量時(shí),后續(xù)工段中,,形成極易爆炸的氯乙炔,威脅生產(chǎn)安全。3.氫氣過(guò)量太多,超過(guò)20%時(shí),形成爆炸性混合物,不利于安全生產(chǎn)。目前三十五頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(一)合成爐
1.石英爐:能耐高溫和腐蝕,不耐碰撞和震動(dòng),抗熱應(yīng)力性能較差,熱傳導(dǎo)性能不理想(經(jīng)不起溫差波動(dòng),在急劇的溫度變化時(shí)易碎裂)。單臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)能力不大,使用壽命不長(zhǎng),造價(jià)昂貴,幾乎不能受壓。五、氯氫合成主要設(shè)備的識(shí)別目前三十六頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
2.鋼制爐:制作方便,熱傳導(dǎo)性能較好,單臺(tái)爐生產(chǎn)能力較高,抗熱應(yīng)力性能及熱應(yīng)變承受能力較大,維修方便,使用周期長(zhǎng)。
3.鋼制爐壁溫度:必須保持在氯化氫最高露點(diǎn)108.65℃~300℃之間(爐壁中上部加散熱翅片,以增強(qiáng)空氣自然冷卻面積;采用水冷夾套和冷卻蛇管降低爐壁溫度,使之在滿負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)下,把溫度降到許可范圍內(nèi))。目前三十七頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)4.空氣冷卻式合成爐的結(jié)構(gòu)
中間圓柱筒體,上下雙錐形頂、底蓋,石英燃燒器(爐底),快啟式點(diǎn)火孔(與燃燒器頂端同一水平)、視鏡(與燃燒器頂端同一水平),散熱翅片,防爆膜(爐頂、石棉高壓紙做),氣體入、出口。目前三十八頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
工作原理:氫氣自外套管、氯氣自?xún)?nèi)套管在燃燒器處燃燒生成氯化氫,溫度可達(dá)2000℃以上;合成后的氯化氫自下而上借散熱翅片散熱,移去部分熱量;出爐時(shí)的氣體溫度仍達(dá)400~500℃。目前三十九頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)5.水冷夾套式合成爐的結(jié)構(gòu)
在傳熱最多的中、上爐體部位裝有形體與爐體相同的夾套,中間分幾路通入冷卻用的工業(yè)上水,以及時(shí)強(qiáng)化傳熱;只要嚴(yán)格控制出口冷卻水溫度在95℃以上,就能確保爐底溫度在露點(diǎn)以上。目前四十頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):由于加強(qiáng)傳熱過(guò)程,可使其生產(chǎn)能力提高1/3左右;在不降低爐溫條件下,可延長(zhǎng)爐子的使用壽命(至少3~5年);充分利用氯化氫反應(yīng)的余熱(如采暖熱水)。目前四十一頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)6.“三合一”石墨合成爐
外形為圓筒型石墨結(jié)構(gòu),集鹽酸的合成、吸收、冷卻于同一設(shè)備內(nèi)完成。
合成段(頂部):一個(gè)氯氣石英套管和一個(gè)氫氣石英套管,固定在一個(gè)石墨套管中;石墨燃燒室,石墨分布器(分布吸收溶劑)。目前四十二頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
由于合成段受燃燒輻射熱的影響較大,是“三合一”爐的最薄弱環(huán)節(jié),為便于更換檢修,此段為一獨(dú)立構(gòu)件,與爐下面的吸收段分開(kāi),采用法蘭連接,并在連接螺栓上配置彈簧,可以自動(dòng)調(diào)整由于溫差應(yīng)力對(duì)不同材料的作用所引起的相對(duì)伸縮。目前四十三頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
分離部分:帶有一個(gè)尾氣出口,一個(gè)酸液出口,底部的接受器包括安全防爆膜,并帶有防止膜片飛濺防濺保護(hù)裝置,還有一個(gè)捕集酸液裝置。
吸收段:采用浸漬石墨制成的圓塊式換熱器,即軸向孔為酸與氯化氫(吸收)通道,徑向孔為冷卻水通道,整個(gè)吸收段即由許多相同的圓塊式石墨件膠結(jié)組成。目前四十四頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
工作原理:氫氣和氯氣由爐頂進(jìn)入,燃燒并生成氯化氫氣體;氯化氫氣體沿圓筒自上而下,被從爐頂沿內(nèi)筒流下的稀酸吸收增濃;當(dāng)增濃的鹽酸和氯化氫經(jīng)過(guò)塊孔式石墨吸收器時(shí),繼續(xù)吸收變成濃鹽酸;之后從爐底酸出口排出,流至鹽酸貯槽;仍未被吸收的尾氣由底部側(cè)面尾氣出口排出;整個(gè)設(shè)備由冷卻水夾套不斷將熱量移走。目前四十五頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、造價(jià)低、便于操作維修、生產(chǎn)的鹽酸純度高(高于35%)等優(yōu)點(diǎn)。一般在鹽酸脫吸生產(chǎn)氯化氫的裝置中應(yīng)用較多。目前四十六頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)7.列管式石墨換熱器
石墨換熱器是用來(lái)冷卻或加熱氯化氫或其它腐蝕性氣體的設(shè)備。圖中是上部設(shè)有冷卻水箱的浮頭列管式石墨換熱器。目前四十七頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
外殼用碳鋼制造,列管、管板等均采用不透性石墨(1)構(gòu)造
三部分:上部頂蓋(浸沒(méi)于水箱)、列管、下部頂蓋(注意防腐)。
與氣體接觸部分均采用石墨材料(浸漬過(guò)酚醛或糠醛樹(shù)脂的所謂“不透性石墨”)制造。如上、下管板是由小尺寸石墨塊膠接后,經(jīng)過(guò)車(chē)圓、浸漬、鉆孔、浸漬再精加工完成;列管則是由石墨粉與酚醛樹(shù)脂捏合擠壓成型;列管與列管之間借酚醛膠泥粘合。目前四十八頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
浮頭式(上管板與鋼殼是固定的,列管下端連接的下管板及下封頭等均能浮動(dòng)——列管石墨具有較大的熱膨脹系數(shù),在發(fā)生溫變時(shí)它比鋼外殼具有較大的伸縮性,而浮頭在鋼殼間有填料函密封,對(duì)溫差帶來(lái)的脹縮進(jìn)行補(bǔ)償)。目前四十九頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
頂端水箱上部頂蓋和上管板浸沒(méi)于水箱中,(降低氣體進(jìn)口部位,特別是上管板溫度,避免高溫使管板與列管的膠合處因材料熱膨脹系數(shù)差異而脹裂損壞)。目前五十頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(2)工作原理
較高溫度的氯化氫氣體自上而下通過(guò)列管式換熱器的管內(nèi),冷卻水自下而上走列管式換熱器的管外;期間氯化氫氣體被冷卻;被冷卻的氯化氫氣體自換熱器下部側(cè)管溢出,凝酸自底部的酸液出口放出。目前五十一頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(3)使用注意事項(xiàng)
①在運(yùn)輸、安裝、使用中,嚴(yán)禁振動(dòng)撞擊;
②無(wú)論新、舊設(shè)備,在通入氯化氫之前,均應(yīng)對(duì)管外用水或借系統(tǒng)內(nèi)鹽水試壓;
③對(duì)管內(nèi)試氣壓(氮?dú)?,并注意觀察上、下管板(用肥皂水噴淋),確認(rèn)無(wú)泄漏后方可投入開(kāi)車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)。目前五十二頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(4)缺點(diǎn)
石墨列管經(jīng)不起水流壓力變化的沖擊,而造成列管斷裂,使冷卻水進(jìn)入氣相,一旦下底蓋來(lái)不及排泄,即會(huì)造成氣流不暢而壓熄合成爐;斷水時(shí),容易燒壞列管。目前五十三頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)六、氯氫合成工藝流程的識(shí)讀目前五十四頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)1—阻火器2—放空阻火器3—鋼制合成爐4—空氣冷卻管5—石墨冷卻器6、9、13—緩沖器7a、7b、7c—石墨冷卻器8—酸霧分離器10—納氏泵11—分離器12—硫酸冷卻器目前五十五頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)1.原料氫氣
由電解槽陰極出來(lái),經(jīng)過(guò)冷卻、洗滌(大大降低了氣相的溫度,清除了氣相中的堿霧和雜質(zhì));由輸氫壓縮機(jī)(往復(fù)式壓縮機(jī)、羅茨鼓風(fēng)機(jī)或納氏泵)送出;在氫氣柜(確保供氣穩(wěn)定、壓力平穩(wěn))中貯存;再經(jīng)氣液分離器、阻火器,進(jìn)入合成爐的燃燒器外管。目前五十六頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)2.原料氯氣
由電解槽陽(yáng)極出來(lái),經(jīng)過(guò)冷卻、干燥、凈化(含濕量較少);由氯氣壓縮機(jī)(離心式壓縮機(jī)或納氏泵)送入氯氣緩沖器;經(jīng)穩(wěn)壓裝置調(diào)節(jié),進(jìn)入合成爐的燃燒器內(nèi)管。3.在合成爐內(nèi)
氯氣由下而上,經(jīng)內(nèi)套管上端側(cè)壁的排斜孔,切線方向均勻輸出;氫氣由下而上,經(jīng)外套管與氯氣均勻混合燃燒。目前五十七頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
石英的燃燒器傳熱較慢,套管口積蓄的熱量不易散失,能經(jīng)常保持引發(fā)溫度,能使合成反應(yīng)得以持續(xù)進(jìn)行;合成溫度可達(dá)2000℃以上,并發(fā)出青白色的火焰。4.合成后的氯化氫
借爐身和散熱翅片或夾套冷卻水冷卻,移去部分熱量,降低了爐壁的溫度;出爐時(shí)的氣體溫度仍達(dá)400~500℃,經(jīng)鐵制的空氣冷卻導(dǎo)管冷卻,溫度可達(dá)100~150℃以下;經(jīng)圓塊孔式石墨換熱器或列管式石墨目前五十八頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)換熱器(工業(yè)上水)冷卻,溫度達(dá)40~50℃左右;進(jìn)入氣體緩沖器(分離冷凝鹽酸和分配氣體);分兩路分別進(jìn)入兩組串聯(lián)的列管式石墨冷凝器(以-25℃冷凍鹽水,氣體被冷至-12℃~-18℃左右);進(jìn)入酸霧分離器(氣相中夾帶的40%左右的鹽酸霧沫被除去);經(jīng)緩沖器,到納氏泵(93%以上的硫酸作液環(huán)),進(jìn)入氣液分離器,經(jīng)緩沖器、除沫器后,送入氯乙烯合成工段。目前五十九頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
上述流程中,合成爐處于微正壓狀態(tài)下操作(合成爐出口壓力僅為4.9kPa),經(jīng)納氏泵升壓后壓力可達(dá)78.4kPa左右,送至氯乙烯合成裝置。該流程適用于合成氯化氫裝置與食鹽電解裝置距離較近,而與氯乙烯合成裝置較遠(yuǎn)的情況。對(duì)于氯化氫裝置與電解裝置較遠(yuǎn),而與氯乙烯合成裝置較近的情況,氯化氫氣體輸送可采用正壓法,而不用納氏泵壓送。流程入下:目前六十頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)目前六十一頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
氫氣由氣柜出來(lái)經(jīng)止逆水封和卸壓水封后,由水環(huán)泵加壓至0.045MPa以上,經(jīng)氫氣緩沖器進(jìn)入合成爐燃燒器;而氯氣則由氯氣處理送來(lái),壓力為0.1MPa以上進(jìn)入合成爐的燃燒器;合成后的氯化氫氣體以0.04MPa壓力送出合成爐,經(jīng)冷卻、除霧后送至氯乙烯合成裝置。目前六十二頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(一)開(kāi)車(chē)前準(zhǔn)備操作
1.
按流程順序,認(rèn)真檢查氯氣、氫氣、氯化氫、鹽酸、冷卻水、冷凍鹽水等各系統(tǒng)的管道、閥門(mén)、設(shè)備、泵、風(fēng)機(jī)等是否完好,確認(rèn)其完好可用。重點(diǎn)是燃燒器、防爆膜等。
2.檢查各電氣、儀表、流量計(jì)、溫度計(jì)、壓力計(jì)等全處于完好狀態(tài)。七、氯氫合成系統(tǒng)的操作目前六十三頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
3.用空氣或氮?dú)鉀_洗設(shè)備管道,在停車(chē)后不論短期或較長(zhǎng)期,必須在開(kāi)車(chē)前將剩氣置換干凈以保證安全??砷_(kāi)啟水流泵、鼓風(fēng)機(jī)或防止氯化氫外溢的裝置,抽拉干凈。
4.分析氯氣、氫氣純度及氯內(nèi)含氫是否符合要求標(biāo)準(zhǔn)。特別是在全廠停車(chē)后進(jìn)行開(kāi)車(chē),分析尤為重要。目前六十四頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
5.不論是合成法還是脫吸法,總是先制酸。在準(zhǔn)備就緒后,匯報(bào)調(diào)度室和值班主任請(qǐng)求開(kāi)車(chē)。(二)開(kāi)車(chē)操作
1.在合成爐(或三合一爐)呈微負(fù)壓的情況下,先點(diǎn)氫氣,讓其在空氣中燃燒;然后通氯氣,以氯氣代替空氣;呈青白色火焰后,關(guān)閉點(diǎn)火孔。
2.如果一次點(diǎn)火不成功,切忌立刻再點(diǎn)第二次。應(yīng)抽拉爐內(nèi)剩氣,經(jīng)分析合格后才能再次點(diǎn)爐。目前六十五頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
3.點(diǎn)火完畢后,確認(rèn)供氣及火焰正常后,再加大進(jìn)爐氫氣、氯氣流量,嚴(yán)格保持氯氫配比,確保一定負(fù)荷。若是三合一爐,則一定要在點(diǎn)火時(shí)打開(kāi)進(jìn)爐的稀酸閥。
4.在制酸系統(tǒng)正常后,在冷凍系統(tǒng)及納氏泵系統(tǒng)具備輸送氯化氫條件下,關(guān)閉制酸系統(tǒng),改送冷凍干燥,成為合格氯化氫后壓送至氯乙烯合成。目前六十六頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
5.在鹽酸脫吸工藝中,待制酸系統(tǒng)正常后,具備脫吸條件下,將濃酸送往解吸塔進(jìn)行脫吸,然后經(jīng)處理為合格氯化氫后再送往氯乙烯合成系統(tǒng)。
(三)停車(chē)操作
1.系統(tǒng)停車(chē),原則上是“先斷氫、后斷氯”。但后斷氯容易發(fā)生余氯過(guò)量外逸污染環(huán)境。而反過(guò)來(lái)先斷氯、后斷氫,則容易發(fā)生余氫爆炸。因此一般幾乎是兩種氣源同時(shí)切斷。若有先后,其時(shí)間也只是以數(shù)秒計(jì)。目前六十七頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
2.在爐子火焰熄滅后,水流泵或鼓風(fēng)機(jī)繼續(xù)抽拉爐內(nèi)剩氣。決不能一停爐就立刻打開(kāi)點(diǎn)火手孔補(bǔ)充空氣(對(duì)爐外點(diǎn)火來(lái)說(shuō),則不能立刻拔掉氫氣膠管去補(bǔ)充空氣),否則容易發(fā)生防爆膜爆破(由于突然補(bǔ)充空氣與爐內(nèi)剩余氫氣形成爆炸混合物所致)。另外,一冷一熱,急劇熱脹冷縮對(duì)石英燃燒器無(wú)法承受,容易碎裂。目前六十八頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
3.停爐后,經(jīng)抽拉一段時(shí)間后,補(bǔ)充空氣,直至抽完剩氣。若停車(chē)時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)三合一合成爐,停下?tīng)t子后可停送稀酸;若時(shí)間不長(zhǎng)(即可能又會(huì)點(diǎn)爐的)可以不停泵,稀酸作循環(huán)。目前六十九頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)(四)緊急停車(chē)操作
發(fā)現(xiàn)以下情況時(shí)應(yīng)進(jìn)行緊急停車(chē)處理:
1.如氫氣柜逐漸下降,此時(shí)一面盡量減小氯氣流量,并將氫氣放空總閥關(guān)閉;一面立即通知調(diào)度,維持小火生產(chǎn)。如氫氣柜繼續(xù)下降,則停掉幾臺(tái)爐子,盡量保持一臺(tái)爐子生產(chǎn),以便正常后迅速恢復(fù)流量。目前七十頁(yè)\總數(shù)七十七頁(yè)\編于點(diǎn)
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