氯化氢工段工艺规程.doc

氯化氢工段工艺规程
1、范围
本标准介绍了无色盐酸的物理化学性质和生产原理;规定了无色盐酸生产过程的实际生产条件和安全注意事项。
2、产品说明
2.1、产品名称:
本产品名称为五色盐酸,分子式为HCL,分子量为36.568。
2.2、氯化氢及盐酸的物理性质
2.2.1、氯化氢
a) 氯化氢是一种无色有刺激性臭味、易溶于水的气体,在标准状态下重度为1.639㎏/m3;在0.1MPa压力下溶点为-144℃,沸点-85℃;
b) 氯化氢气体对动、植物有害,对人体也有害,它能刺激并破坏粘膜及呼吸系统,如眼、鼻、咽喉、气管等。
C) 氯化氢在水中的溶解度很大,在潮湿的空气中能形成酸雾。在压力为0.1MPa,温度为0℃时,1体积水能溶解507体积氯化氢;在18℃时能溶解402体积氯化氢;
d) 氯化氢溶于水,放出大量的热。
2.2.2、无色盐酸
a) 采用石墨设备及工艺管道生产出来的氯化氢水溶液是无色透明的,故称为无色盐酸。而一般工艺盐酸中常含有铁、氯及有机杂质,故多显淡黄色;
b) 盐酸对人体皮肤有灼伤性;
c) 盐酸的沸点随浓度而变化,成品盐酸(31%)在0.1MPa下,沸点为83.1℃,比重为1.157(15℃),随温度升高比重减少,随浓度增加比重增大;
d) 盐酸与水组成恒沸混合物,当压力为0.1MPa时,恒沸点为110℃,混合物含氯化氢20.24%(重量);
c) 盐酸在加热时,分解逸出氯化氢气体,氯化氢气体与空气中的水分结合成盐酸,浓盐酸在空气中发白烟,故称为发烟验算。
2.3 氯化氢及无色盐酸的化学性质
2.3.1 氯化氢
a) 干燥的氯化氢气体几乎不与金属起作用,而潮湿的氯化氢气体对金属有严重的腐蚀作用;
b) 氯化氢与有机化合物的烯、炔类在触煤的存在下起加成反应;
CH≡CH+HCl CH2=CHCl
CH2=CH2+HCl CH3-CH2Cl
c) 氯化氢与氨气反应生成氯化铵
NH3+HCl NH4Cl
2.3.2盐酸的化学性质
a)盐酸与大多数金属作用生成盐类(贵金属如金铂除外)。
如:Zn+2HCl=ZnCl2+H2
三分盐酸与一份硝酸的混合物称为“王水”,能溶解金与铂。
b) 盐酸与金属氧化物作用生成氯化物和水。
如: Fe2O3+6HCl=ZnCl3+3H2O
c) 盐酸和许多盐类如二氧化锰、过氧化铝等能与盐酸作用,生成游离状态的氧。
如:2MnO2+8HCl=MnCl4+2H2O+MnCl2+Cl2
d) 盐酸和许多盐类如磷酸盐、硼酸盐、硅酸盐等相互作用能取代所含之酸而使其游离。
如:Ca3(PO4)2+6HCl=2H3PO4+3CaCl3
e)盐酸与碱起中和作用。
如:NaOH+HCl=NaCl+H2O
d) 盐酸对一般金属均能有强烈腐蚀性,所以在氯化氢生产中一般都选用陶瓷、玻璃、石英、橡胶、硬聚氯乙烯、不透性石墨及法奥力特等耐酸材料制造管道设备或衬里,而不使用金属材料。盐酸对植物纤维和动物纤维斗有强烈的腐蚀性,所以我们穿的布衣物要注意防盐酸腐蚀。
3、产品质量标准
3.1、盐酸
按GB-320-64国家标准,应符合如下要求:
外观:无色或淡黄色透明液体。
指标名称
指标
备注
浓度
≥31%
含铁
≤0。02%
铁设备生产
含硫酸根
≤0.007%
含砷
≤0.00002%
3.1、氯化氢气体
厂规定
指标名称
指标
备注
纯度
≥90%
含游离氯
<0.05%
4、包装贮运
盐酸可用衬里防腐的火车槽车、玻璃钢汽车或陶制酸坛包装运输。坛盖必须用封料封严,以免盐酸气外逸或被雨水渗入导致浓度变化。
5、盐酸用途
盐酸是一种重要的工业原料。广泛用于制药、染料、有机和无机化合物制照,许多工业产品和中间产品的处理和精制;冶金工业用于湿法冶金;钢铁、电镀工业大量用于金属的清洗、除锈;轻工业方面用于染色、鞣革;食品工业用于味精的主要原料。
6、原材料规格
序号
名称
检查项目
备注
1
氯气
纯度≥85%
氯含氢<3.5%
厂指定
2
氢气
纯度≥98%
7、生产基本原理和化学反应过程
7.1、氯化氢合成原理
氯气和氢气在合成炉中燃烧,合称为氯化氢气体,经冷却,清水吸收而得无色盐酸。反应如下:
Cl2+H2=2HCl+Q
这个反应是在高温下进行的,氯与氢的反应速度是很慢的。当有光线照射或热的作用时则氯与氢的反应速度则是非常激烈的,这一反应属于链式反应。其反应机理是:
氯化氢在受光线的作用以后,氯分子吸收光量子而被离解成为两个活化的氯原子。这两个活化的氯原子(Cl.)再与氢分子作用生成一个氯化氢分子和一个活性氢原子(H.),这个活化的氢原子又与一个氯分子作用,生成一个氯化氢分子和一个活性的氯原子。反应如此继续下去则成一个链锁性的反应。
反应是:
Cl2+ (光子)=2Cl
Cl.+H2=HCl+H.
H.+Cl2=HCl+Cl.
生产操作中氯气和氢气的反应并不是爆炸性的,而是使氢气通过合成炉的灯头在氯气中平静的燃烧。在燃烧前氯气与氢气没有混合,两种气体只是在灯头上方的燃烧区域内混合,所以不发生爆炸性反应。
氯与氢的反应是放热反应,反应放出的热量会使反应温度升高,由于受合成炉材料的限制,反应温度不能太高,必须给与合成炉适当的冷却。生产时是使氢气通过燃烧灯头在氯气中平静燃烧。为了充分利用较贵重的氯气,使氯化氢中不含游离氯,生产操作中往往使氢气过量,氢气过量值一般在10%~15%,不应超过15%以免尾气形成爆炸混合物。
7.2、吸收
氯化氢是易溶于水的气体,可直接用水吸收氯化氢气生产盐酸。当用水吸收氯化氢气时,放出大量热,会使盐酸温度升高,不利于氯化氢气体的吸收。为此,必须及时把热量移走,可采用绝热吸收或降膜吸收等方法。
绝热吸收法:是在填料塔内,氯化氢与水进行对流吸收。
8 生产工序和生产流程叙述
8.1 生产流程叙述
H2从氯氢处理工段送来,经冷却器冷却后,经气液分离器、阻火器、送至合成炉底部灯头处,与从液氯工段Cl2分配台送来的废Cl2混合在炉内燃烧,生成的氯化氢气体,经石墨冷却器冷却后,进入一段降膜吸收器吸收,生成的盐酸送盐酸计量槽,未吸收的氯化氢气体经二段降膜吸收器吸收,尾气经水流泵进行尾气处理,氯化氢水送往集中槽。二段吸收的低浓度盐酸返回一段继续吸收,合格盐酸经计量后送入盐酸贮槽。
9、工艺控制指标:
9.1、点炉条件:
点炉条件见表2
表2
序号
工艺指标
控制范围
1
点炉抽空
-20~-30mmHg
2
炉内负压
-266~4kPa
3
氯气纯度
≥85%
4
氢气纯度
≥98%
5
氯气含氢
≤1 .21%
此5项指标在点炉前20分钟内分析。
9.2、操作指标:
操作指标见表3
表3
序号
工艺指标
控制范围
次数
备注
1
氯气纯