氯堿生產(chǎn)操作3分解

1、71第九章合成鹽酸第一節(jié)鹽酸的性質(zhì)和用途鹽酸，又稱氫氯酸，是氯化氫氣體的水溶液。常見的工業(yè)用合成鹽酸含 量在 31%31%左右（其含量以含 HCIHCI 的質(zhì)量百分比計）?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)式為 H HCICI，分子量 36.46136.461。外觀是無色透明液體，工業(yè)鹽酸含有鐵氯及有機雜質(zhì)，所以呈黃色。酸 中的氯化氫氣體極易揮發(fā)，形成酸霧，所以有刺激性臭味。1515C 時 31%31%鹽酸的比重為 1.151.158 8。操作工常打比重粗略判斷和控制鹽酸的 含量，鹽酸是最主要的無機鹽酸之一，具有酸的一切通性。用途：鹽酸廣泛用于生產(chǎn)無機氯化物，如 ZnZn CICI2，有機氯化物如染料，冶 金工業(yè)用于濕

2、法冶金和酸洗鋼板食品工業(yè)中用于制味精醬油等。其它還用于紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)。第二節(jié)合成鹽酸的生產(chǎn)一、合成鹽酸燃燒合成生產(chǎn)的鹽酸叫合成鹽酸，通稱工業(yè)鹽酸，相對于化工生產(chǎn)過程 中產(chǎn)生的氯化氫用水吸收后的鹽酸稱為副產(chǎn)鹽酸。合成鹽酸的原料氣體是氯氣和氫氣。二、生產(chǎn)原理工業(yè)上合成鹽酸是通過氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫氣體，經(jīng)過冷卻至 常溫用水吸收而制成的。生產(chǎn)中分兩步進行。1 1、氯化氫的合成H2CI2燃燒2HCI 184.62KJ實際生產(chǎn)中保持 H H2過量，一般控制在 CICI2H H2=1=1 1.051.051.11.1 生產(chǎn)中要嚴(yán)格 控制 H H2和ClCl2的純度。72合成反應(yīng)在合成爐

3、內(nèi)進行，為保證反應(yīng)正常進行，必須及時移走大量的 反應(yīng)熱，生產(chǎn)中有冷卻裝置。2 2、氯化氫的吸收 合成爐出來的氯化氫氣體經(jīng)過冷卻。進入吸收塔用水吸收，氯化氫在水 中的溶解度很大，其溶解度與壓力有關(guān)，并隨其溫度的升高而減小。吸收時，會放出大量的熱使得酸溫上升， 氯化氫氣體分壓增大， 不利于氯化氫氣體的吸 收，得不到較高濃度的鹽酸，所以吸收系統(tǒng)中必須及時移去溶解熱。三、工藝流程選擇 氯化氫合成以及氯化氫的水吸收都要放出大量的熱量，為了滿足正常生 產(chǎn)，必須移走這部分熱量， 常用方式有： 1 1、空氣對流， 輻射放熱； 2 2、水冷卻合成系統(tǒng)是通過合成爐型散熱（輻射、水冷卻） ，空氣冷卻管散熱，石墨 冷

4、卻器逐級冷卻至 4040 C 以下進入吸收系統(tǒng)。吸收系統(tǒng)根據(jù)移走熱量的方式不同分為絕熱吸收和降膜吸收。1 1、 絕熱吸收 絕熱吸收是指在吸收過程中所產(chǎn)生的熱量不與外界進行熱交換，而是通過自身水分的蒸發(fā)帶走熱量，以制得鹽酸。2 2、 降膜吸收 降膜吸收是指吸收水或稀酸在石墨列管上沿切線方向移動，形成液膜，氯化氫氣體一接觸液膜就被它吸收，當(dāng)吸收達到一定濃度后，這種液膜就不再 吸收 HClHCl氣體而被新的液膜代替，從而生產(chǎn)出合格的鹽酸。在吸收過程中放 出的熱量是通過石墨管壁被殼程內(nèi)的冷卻水移走的。目前生產(chǎn)廠家的吸收工藝大都采用二臺降膜吸收塔和一臺尾氣填料塔組 成，這套工藝多層次冷卻，生產(chǎn)強度大、吸

5、收效果好，可以得到較濃的產(chǎn)品。73四、工藝流程合成鹽酸工藝流程如圖 9 91 1來自電解車間氫處理工段的原料氫氣經(jīng)分離器進入氫氣柜，氫氣柜內(nèi)氫pfjiirSTp氣經(jīng)氫氣分離器、氫氣阻火器后進入合成爐。原料氯氣經(jīng)氯氣緩沖罐、孔板流 量計、調(diào)節(jié)閥后進入合成爐。原料氫氣和氯氣在石英套筒式燃燒器內(nèi)混合燃燒 化合生成氯化氫氣體。火焰顏色為青白色，火焰溫度達到24002400 C 左右。氯化氫氣體由合成爐壁散熱逐步冷卻至 750750C 左右，從爐頂出來，經(jīng)空氣冷卻器（有 的工廠沒有）冷卻后進入石墨冷卻器，冷卻至4040C以下，然后進入降膜吸收塔被來自上級吸收塔的稀酸所吸收，制成成品鹽酸。成品鹽酸經(jīng)U U

6、 型液封管進入鹽酸成品貯槽，即可包裝出售。沒有被吸收的貧氣流入上級吸收塔， 最終 由填料吸收塔頂出來，吸收水經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量后從填料塔的塔頂加入。 經(jīng)過 三級吸收后，尾氣中極少量的 HCIHCI 被水流泵帶入水貯槽被水吸收，再經(jīng)泵送 至水高位槽作吸收用水，這樣就杜絕了廢水的產(chǎn)生，整個生產(chǎn)工藝過程無環(huán)境 污染（有的廠家直接排入下水）。第三節(jié)主要生產(chǎn)設(shè)備及作用Uanalt比自冷打去饑武處鯽 I 合成鹽啟工綁程圖，;,T1J. j畀H，徂火番名氓；*議謀臂晞泊叫曲趴 5級如 鹽、隠飆時金壩際74、氫氣柜氫氣柜是利用氫氣的比重最輕這一原理制成的， 主要用途是用來貯存 H H2, 保存 H H2的壓力穩(wěn)

7、定。二、氫氣阻火器是用碳鋼制成的小型設(shè)備，內(nèi)有隔板，充填 2525 疋 5 5 的瓷環(huán)或亂堆一些鵝 卵石，用它來降溫至氫氣的燃點以下，以防回火，保證H H2系統(tǒng)的安全。三、合成爐目前合成爐在國內(nèi)外按其材質(zhì)分為二類；鐵制合成爐和石墨合成爐。若 按其功能分可分為三類：鐵制空冷合成爐、鐵制水冷合成爐（包括廢熱蒸汽爐） 以及石墨制三合一合成爐。下面簡單介紹這三類合成爐:1 1、鐵制空冷合成爐鐵制空冷合成爐的形狀是圓筒形、 橄欖形, 這是因為中間大，可以降低氣流速度，增加氣體 在爐中的停留時間，使其反應(yīng)更完全。爐內(nèi)溫度 最高地段往往在中上部，所以這一部分裝有散熱 翅片，用空氣的對流和自身爐體的熱輻射及時

8、把 反應(yīng)熱移走。爐體有點火孔和視鏡，爐頂有防爆膜，底部有多層套管燈頭，H H2和 CICI2在此混合燃 燒（見圖9 92 2）。鐵制空冷合成爐的使用壽命與其生產(chǎn)運行 狀況有關(guān)。由于爐中火焰最高溫度可達 24002400C 左右，因此首先必須由爐壁散熱冷卻，以保證爐出口溫度不過高或過低。 如果 爐溫過高，則爐體呈紅熱狀態(tài)，其外部劇烈氧化，內(nèi)部的氯化鐵、氯化亞鐵大量脫落，游離氯與爐壁繼續(xù)反應(yīng)生成氯化鐵而嚴(yán)重腐蝕爐壁；如果爐溫過低， 在氯化氫的霧點之下，則爐中析出凝酸，酸霧也將嚴(yán)重腐蝕爐壁。此外，應(yīng)該 正確安裝爐頭，合理調(diào)整氯氫配比，減少過氯。停車時要及時將爐中的HCIHCI氣體迅速吹除。這樣可以延

9、長合成爐的壽命。圖9違糕制空冷舍成怕結(jié)構(gòu)圖752 2、鐵制水冷合成爐此類合成爐是以水夾套來代替空氣冷卻。這種冷卻比空氣冷卻更為有效，可以綜合利用熱水，回收熱量3 3、吸收塔合成鹽酸的吸收塔有兩種。其一是填料絕熱吸收 塔；其二是列管式石墨降膜吸收塔。前一種是用水噴淋 吸收逆流而上的 HCIHCI 氣體，生成鹽酸。該塔由于熱量 未能較好地移走而成為絕熱吸收，使吸收的溫度偏高， 從而降低了 HCIHCI 氣體在水中的溶解度，使產(chǎn)品鹽酸的濃度無法提高，設(shè)備生產(chǎn)強度也低，從圖 9 94 4 可 以看出，該設(shè)備的吸收效果取決于吸收液的噴淋均 勻程度，噴淋愈均勻，吸收液的接觸面積愈大，吸 收效果愈好。其填料

10、一般采用亂堆瓷拉西不，塔的 材質(zhì)一般米用陶瓷、法奧利特等，在負(fù)荷不大的情 況下可采用硬質(zhì) PVCPVC。降膜吸收塔是帶有冷卻的熱交換的吸收設(shè)備，在每個石墨列管的頂端裝有分液管，在分液管 上有若干 V V 型開口，吸收水從開口中沿切線方向進入列管，沿管壁逐漸下降形成一層液膜，HCIHCI 氣體一接觸這層液膜即被吸收 成鹽酸。由于石墨管本身是優(yōu)良的熱導(dǎo)體，在降膜管間可以用水很好地移去反 應(yīng)熱，這樣該設(shè)備的生產(chǎn)強度大大地超過了填料吸收塔。降膜吸收塔的缺點是生產(chǎn)能力彈性小，超過一定范圍，其吸收效率明顯下降。由于經(jīng)過兩臺降膜吸 收塔的串聯(lián)吸收后其尾氣中尚含有少量的氯化氫氣體，因此一般廠家都采用三級吸收生

11、產(chǎn)，即采用兩級降膜吸收塔和一級填料絕熱吸收塔，以徹底杜絕氯化氫尾氣對環(huán)境的污染。常用的列管式石墨降膜吸收塔(HGHG 13231323 8080)的技術(shù)特性如下： 使用溫度：氣H9-3 水夾套合成爐示意圖1、碎如朮也a：ZK3. w*得帥木 遇口；氣jftXa I趴點： *.扎： 譏HLtH :氛潢臨口】0、稷錢10、爼噴堆口；1?.勻吒堪口.疑汽也口團 9-4 埴料吸收塔示意圖76體入口溫度不得超過 250250 Co77使用壓力：殼程為 0.3MPa,0.3MPa,管程為 O.IMPaO.IMPa。結(jié)構(gòu)形式：筒體與浮動管板之間的密封結(jié)構(gòu)分兩種型式，一種為石棉填料函密封結(jié) 構(gòu)，另一種為 0

12、0 型橡膠圈密封結(jié)構(gòu)。下封頭也可以分為浸漬石墨下封頭和鋼 襯膠下封頭兩種。管子與管板的連接采用酚醛石墨膠合劑連接。溢流管的分液頭與石墨管間采用螺紋連接。常見的設(shè)備型號為：GXGXX X I nT/OT/OX X從左至右各符號表示： GXGX列管式石墨降膜吸收塔X X石墨管根數(shù)I浸漬石墨下封頭n鋼襯膠下封頭T T填料函密封結(jié)構(gòu)O OO O 型橡膠密封X X公稱換熱面積降膜吸收塔的結(jié)構(gòu)圖如圖 9 95 5 所示 4 4、石墨冷卻器石墨冷卻器在本生產(chǎn)中用來冷卻合成的氯化氫氣體。常見的石墨冷卻器（又稱換熱器）有列管式石墨換熱器（標(biāo)準(zhǔn) HG5HG513201320 8080）、圓塊孔式石墨換熱器（標(biāo)準(zhǔn)

13、HG5HG5132113218080）,矩形塊孔式石墨換熱器（標(biāo)準(zhǔn)HG5HG5 132213228080）三種。選用石墨冷卻器通常根據(jù)需冷卻的氣流溫度、流量、冷卻液的進 出口溫度計算出換熱面積的大小，從而來選擇相應(yīng)型式的冷卻器。結(jié)構(gòu)如圖 9 96 6、圖 9 97 7。09-S石鼻廈吸收H785 5、鹽酸貯槽傳統(tǒng)鹽酸貯槽多用鋼襯膠貯罐，現(xiàn)在多用玻璃鋼制造。它具有耐腐蝕、 重量輕、易搬運、檢修方便簡單的特點。第四節(jié)高純鹽酸一、高純鹽酸的性質(zhì)及用途1 1、高純鹽酸高純鹽酸是離子膜制堿工藝不可缺少的 化學(xué)品之一。它主要用于調(diào)整進入離子膜電 解槽的二次鹽水的 pHpH 值。螯合樹脂塔中樹脂 的再生和脫

14、氯淡鹽水的酸化。高純鹽酸顧名思義，就是高純度的鹽酸, 它所含的雜質(zhì)要比普通的工業(yè)鹽酸少得多， 其物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)與普通工業(yè)鹽酸基本相 同。2 2、規(guī)格項目含量HCl，%（ wt）渕 12+Ca ,mg/L0.32+Mg ,mg/L0.07Fe3+,mg/L0.1游離氯，mg/L詬 0硫酸鹽（以 SO42-計），mg/L70灼燒殘渣，mg/L20X1020X10-66 6、單元槽電壓不穩(wěn)定過高或過低（士 0.10.10.3V0.3V ）。離子膜的機械損傷是指針孔、裂紋或操作時撕裂和電解運行時產(chǎn)生的鼓 泡。為了避免膜的損傷，應(yīng)做到：1 1 、搬運和安裝時防止膜折皺；2 2、膜不能裝反；3 3、保持膜濕潤，防止膜變干，干燥的膜會出現(xiàn)皺紋，使電槽壓升高。膜 從儲存液中取出應(yīng)立即安裝；4 4、 保存膜時，應(yīng)置于規(guī)定溶液中，并控制溫度在 10103030 C;5 5、裝膜前仔細(xì)檢查陰陽極，防止雜物刺傷膜；6 6、做電槽針孔測試和密封測試時，不能突然升高壓力以免使膜破損，要 逐步升壓到測試壓力。折卸時沖洗要用純水，組裝時要均勻擰緊拉桿螺絲，以免墊片移位而產(chǎn) 生泄漏。離子膜檢修技術(shù)要求較高，應(yīng)經(jīng)專門訓(xùn)練。思考題：1 1、隔膜槽的特點是什么？檢修時應(yīng)注意哪些問題？2 2、離子膜修槽崗位的主要任務(wù)是什么？3 3、 離子膜電槽檢修的步驟有哪些？檢修時