石墨降膜吸收器吸收HCl的工艺计算及设备选型
氯化氢降膜吸收器和酸罐挥发气体有效治理的创新方法
氯化氢降膜吸收器和酸罐挥发气体有效治理的创新方法摘要：通过对氯化氢合成装置外溢氯化氢气体的源头进行查找，根据实际工况，结合现场现场环境，增加了氯化氢尾气吸收装置，有效解决了氯化氢气体外溢的问题，达到了国家排放标准，同时解决了现场腐蚀的问题，确保了装置安全稳定运行。
关键词：降膜吸收器；尾气；吸收塔；Innovative methods for effective treatment of volatile gas in hydrogen chloride falling film absorber and acid tankChen Yongjiang Liu Kai Wang Shigang(Xinjiang Mahatma chlor-alkali Co., Ltd., Xinjiang Turpan 838000)Abstract:Through searching the source of hydrogen chloride gas overflowing from the hydrogen chloride synthesis unit, according to the actual working conditions and combined with the site environment, the hydrogen chloride tail gas absorption device was added, which effectively solved the problem of hydrogen chloride gas overflowing, reached the national emission standard, solved the problem of site corrosion, and ensured the safe and stable operation of the device.Keywords:Falling film absorber; Tail gas; absorption tower;1生产现状新疆圣雄氯碱有限公司50万吨/年PVC装置共计有12台氯化氢合成炉，4套事故降膜吸收器和2套降膜吸收器。
石墨降膜吸收器
石墨降膜吸收器- GX系列、YKX系列降膜式吸收器实际上是一种垂直安装的列管式或园块孔式换热器。
换热器的列管（或块体上的纵向孔道）相当于许多并列的水冷湿壁塔。
在其上方设置有分配吸收液的溢流管，下方是气液分离器。
降膜吸收器在吸收过程中，不断地将溶解热移走，其传热传质效果好。
它与填料塔的绝热吸收比较有着显著的优点。
降膜式吸收器具有以下的特点：•吸收效率高，如对HCI的吸收效率，可达99.9％以上；•在吸收系统内的压力降较低；•原料气体的温度高，几乎不影响其操作，进人吸收器的原料气温度达250o C，通过吸收器可立即被吸收，并不影响成品酸浓度；•所生产的酸温度低，一般比冷却水高3-15o C，所以不需要有后冷却，简化生产流程；•无需附加专门的辅助设备，可以生产出试剂级的盐酸；•操作弹性大，开停车和调整容易控制，有利于改善操作条件；•设备耐腐蚀，维修方便，使用寿命长；•结构紧凑，质量轻，不需要大的操作工作面。
分布器气液分离器管壳式石墨降膜吸收器块孔式石墨降膜吸收器进气温度: < 170 o C许用压力: < 0.1MPa (管程) 进气温度: < 170 o C许用压力: < 0.1MPa (管程)< 0.3 MPa (壳程) < 0.3 MPa (壳程)降膜吸收器概述一力牌石墨改性聚丙烯降膜吸收器系传统的石墨吸收器后开发的新一代降膜吸收设备。
本产品主要用于吸收HCL气体生产盐酸，亦可用于HF、SO2、NH3、P2O5、H2S等易溶腐蚀性气体的吸收。
此外，还可用作中低沸点的腐蚀性介质的降膜蒸发设备。
本产品为整体聚丙烯结构，具有优异的耐腐蚀性能和良好的物理机械性能。
我公司生产的降膜吸收器所选用的吸收管采用特制的50%（重量比)石墨改性聚丙烯管，规格为Φ18×1.5mm，具有良好的成膜性和较高的传热效能。
本产品是目前较为理想的吸收设备，性能卓越。
如配合填料塔使用，以吸收HCL制备盐酸为例，吸收率可高达99%，盐酸浓度可达30%以上。
氯化氢合成与吸收工艺设计及运行总结
氯化氢合成与吸收工艺设计及运行总结王真贝，黄建成（江苏扬农化工集团，江苏扬州225000）[关键词]：氯化氢合成石墨二合一氯化氢吸收设备选型运行情况[摘要]：对扬农化工集团产能扩建项目中盐酸合成工艺的设计过程进行了简要的概述。
对于设备选型以及后期运行情况进行了分析，并对生产过程出现的异常现象以及处理办法进行了描述。
Hydrogen chloride synthesis and absorption of process designand operation summaryWang Zhenbei*，Huang Jiancheng（Jiangsu Yangnong Chemical Industry Co.,Ltd., Jiangsu Yangzhou 225000，China) [key words]: hydrogen chloride synthetic graphite hydrochloric acid absorption type equipment operation[Abstract]: the design process of the synthesis of hydrochloric acid production capacity expansion project Yangnong Chemical Industry Co.,Ltd., in brief. For equipment selection and post operation are analyzed, the abnormal phenomenon and appeared on the production process and processing method are described.1、前言盐酸是氯碱化工的主要产品之一，目前盐酸合成工艺多数采用合成和吸收两大操作单元组成。
合成炉是制造氯化氢气体或盐酸的主要设备。
石墨降膜吸收器吸收HCl的工艺计算及设备选型
石墨降膜吸收器吸收HCl的工艺计算及设备选型梁伟Ξ(中国石化江汉油田分公司盐化工总厂,湖北潜江433121) [关键词]石墨降膜吸收器;HCl;换热面积;计算[摘 要]结合中国石化江汉油田分公司盐化工总厂的实际情况,对石墨换热器换热面积进行了计算,分析了列管式、圆块孔式石墨降膜吸收器的优缺点,并介绍了一些新材质的换热吸收器。
[中图分类号]TQ114.15 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X(2002)05-0042-02 氯碱厂吸收氯化氢气体一般采用石墨降膜吸收器,其工艺特点为:水和氯化氢气体顺流从上而下,水吸收效果较好。
吸收塔的材质是石墨,其防腐效果与传热效果均较好,其结构大体上分为两种,一种是列管式,另一种是圆块孔式。
冷却水走管间,以便带走氯化氢的溶解热,并有强化吸收效果的作用。
本文结合我厂实际,谈一谈石墨降膜吸收器计算及选型的问题。
1 计算依据(1)盐酸产能1.5万t/a,则1h吸收氯化氢646 kg,设m=646kg/h。
(2)氯化氢气体先经过石墨换热器,温度降低到40℃,再经过浓酸吸收器,在浓酸吸收器中吸收氯化氢气体的60%,生成31%的浓盐酸,最后经过稀酸吸收器,在稀酸吸收器中吸收氯化氢气体的40%,生成22%的稀盐酸。
(3)氯化氢气体在35℃下溶解于水生成20%～25%的稀盐酸,其溶解热C1为67.5kJ/mol;在35℃下,氯化氢气体溶于稀盐酸,生成30%～32%的浓盐酸,其溶解热C2为62.7kJ/mol。
(4)氯化氢气体的恒压热容C p为0.7942kJ/ (kg・℃)。
2 工艺计算2.1 石墨换热器换热面积S的计算(1)氯化氢气体经过石墨换热器后,气体温度从95℃降低到40℃放出的热量为:Q=C p m(t1-t2)=0.7942×646×(95-40)=28217.93(kJ/h)。
(2)换热温度差Δt m的计算。
循环水由25℃升高到45℃,氯化氢气体由95℃降到40℃,则Δt1=15℃,Δt2=50℃,Δt m= (Δt2-Δt1)/ln(Δt2/Δt1)=29.07(℃)。
石墨降膜吸收器吸收HCl的工艺计算及设备选型
石墨降膜吸收器吸收HCl 的工艺计算及设备选型梁伟(中国石化江汉油田分公司盐化工总厂,湖北潜江433121)[关键词]石墨降膜吸收器;HCl;换热面积;计算[摘 要]结合中国石化江汉油田分公司盐化工总厂的实际情况,对石墨换热器换热面积进行了计算,分析了列管式、圆块孔式石墨降膜吸收器的优缺点,并介绍了一些新材质的换热吸收器。
[中图分类号]T Q114.15 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X(2002)05-0042-02氯碱厂吸收氯化氢气体一般采用石墨降膜吸收器,其工艺特点为:水和氯化氢气体顺流从上而下,水吸收效果较好。
吸收塔的材质是石墨,其防腐效果与传热效果均较好,其结构大体上分为两种,一种是列管式,另一种是圆块孔式。
冷却水走管间,以便带走氯化氢的溶解热,并有强化吸收效果的作用。
本文结合我厂实际,谈一谈石墨降膜吸收器计算及选型的问题。
1 计算依据(1)盐酸产能1.5万t/a,则1h 吸收氯化氢646kg,设m =646kg/h 。
(2)氯化氢气体先经过石墨换热器,温度降低到40 ,再经过浓酸吸收器,在浓酸吸收器中吸收氯化氢气体的60%,生成31%的浓盐酸,最后经过稀酸吸收器,在稀酸吸收器中吸收氯化氢气体的40%,生成22%的稀盐酸。
(3)氯化氢气体在35 下溶解于水生成20%~25%的稀盐酸,其溶解热C 1为67.5kJ/mol;在35 下,氯化氢气体溶于稀盐酸,生成30%~32%的浓盐酸,其溶解热C 2为62.7kJ/mol 。
(4)氯化氢气体的恒压热容C p 为0.7942kJ/(kg )。
2 工艺计算2.1 石墨换热器换热面积S 的计算(1)氯化氢气体经过石墨换热器后,气体温度从95 降低到40 放出的热量为:Q =C p m(t 1-t 2)=0.7942 646 (95-40)=28217.93(kJ/h)。
(2)换热温度差 t m 的计算。
循环水由25 升高到45 ,氯化氢气体由95 降到40 ,则 t 1=15 , t 2=50 , t m =( t 2- t 1)/ln ( t 2/ t 1)=29.07( )。
二合一石墨炉氯化氢操作规程
二合一石墨炉氯化氢合成操作规程一、物质介绍1、原材料份子量：70.91.1 氯气份子式：Cl2比重：3.214kg/m3 (标况下)液氯沸点：-34.5℃(0.1MPa)溶解度：1.462g/100gHO(标况)21.1.1 性质：氯主要以钠、钾、钙、镁的无机盐形式存在于海水中，其中以NaCl 含量最高。
氯为双原子份子、熔点、沸点较低，常温下氯是气体，加压降温后变成黄色液体，可装在钢瓶中储存，氯气为黄绿色气体，具有刺激性气味，有毒。
氯气的化学性质很活泼，易与各种金属和非金属反应生成各种化合物。
并易与氢化合，在常温下反应较缓慢，但在光照射线或者加热至250℃时，反应瞬间即完成，燃烧并可能发生爆炸，同时放出大量的热。
氯气能与氨发生强烈反应，产生爆炸性化合物NH Cl ，这就是用4氨水检查氯气管道是否泄漏的依据。
氯气与烧碱反应生成次氯酸钠，这是用碱处理废氯即生产漂液的依据。
H 2 ↑+Cl 2=2HCl ↑12NH 3 ↑+6Cl 2=9NH 4Cl+NCl 3+N 2 ↑2NaOH+Cl 2 ↑=NaClO+H 2O+NaCl1.1.2 氯气技术条件(1) 合成盐酸用：正常开车：≥68%(体积百分比)含氢≤0.4%含 H 2O ≤0.04%(2) 氯乙烯用： Cl 2 纯度≥92%含氢＜0.4％含 H 2O ≤0.04%1.2 氢气：份子式 H 份子量：2.0162比重： 0.0897kg/m 3(标况)1.2.1 性质：空气中氢的含量极微， 在自然界中氢主要以化合物形态存在， 氢 气在氧气中(或者在空气中)燃烧生成水，在氯气中燃烧生产氯化氢。
2H 2+O 2=2H 2O+Q ……… .(合成付反应) H 2+Cl 2=2HCl+Q ……… ..(合成主反应)氢能自燃，但不能助燃，在常温时与氧化合较缓慢，在空气中最 低发火温度是 530℃， 在氯气中的最低发火温度是 440℃(均在爆炸极 限范围之内)。
氯化氢石墨冷却器工作原理
氯化氢石墨冷却器工作原理
氯化氢石墨冷却器利用了石墨的优异性能和氯化氢在高温下的高热传导性质来实现工作。
其工作原理如下：
1. 氯化氢（HCl）气体通过入口进入冷却器，并被引导进石墨管道内。
2. 石墨管道是由高纯度的石墨材料制成，具有良好的导热性和热稳定性。
3. 当HCl气体通过石墨管道时，石墨材料直接与气体接触，导热性能极佳，能够有效地吸收气体的热量。
4. 在石墨管道内，HCl气体中的热量传递给石墨，并通过热传导方式快速传递。
5. 石墨材料的导热特性使得热量能够均匀地分布在整个石墨管道内，从而实现了有效的冷却作用。
6. 冷却后的HCl气体从出口离开冷却器，已经失去了相应的热量，从而达到降温的目的。
总的来说，氯化氢石墨冷却器通过利用石墨的高导热性和氯化氢的高热传导性，将热量从气体中迅速吸收并传导到石墨材料中，以实现冷却作用。
这种冷却器可广泛应用于各种高温工业过程中，如化学反应器、高温烟气等。
氯化氢吸收工序操作规程
20000吨/年TDI工程TDI车间氯化氢吸收工艺操作规程YTTDI/C/SCJ/ /2009编写：校核：审核：批准：烟台巨力异氰酸酯有限公司2009年1月目录一、岗位职责 (1)二、盐酸吸收界区安全须知 (1)三、生产过程简介： (1)四、开停车准备和正常操作 (3)五、事故处理 (4)六、设备一览表 (6)七、贮槽液位及联锁表 (7)八、岗位生产安全要求 (7)九、使用时注意事项及急救措施 (8)一、岗位职责根据光化负荷的变化量，适当调节工艺水流量，使盐酸吸收浓度控制在30％以上。
二、盐酸吸收界区安全须知1、贮存物类别：酸性腐蚀品最大贮存量：300m3×4、1000 m3×12、安全及对健康的危害盐酸：分子式：HCl，无色或微黄色发烟液体，有刺鼻的酸味。
相对水的密度1.2g/cm3，沸点83．4℃，熔点－41．5℃有酸味，有强腐蚀性。
盐酸是一种腐蚀性强酸，可引起严重的化学灼烧，盐酸蒸气及雾气如果吸入体内，是一种刺激性毒物，会刺激眼睛，引起眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感、齿龈出血、气管炎；刺激皮肤发生皮炎，慢性支气管炎等病变。
误服盐酸中毒，可引起消化道灼伤、溃疡形成，有可能胃穿孔、腹膜炎等。
3、着火和爆炸的危险：盐酸本身不燃烧，但能与一些活泼金属粉末发生反应，放出氢气；氢气可与空气生成可燃烧或爆炸混合物。
遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。
与碱发生中和反应，并放出大量的热，具有较强的腐蚀性。
在密闭容器内有潜在爆炸的危险。
三、生产过程简介：氯化氢吸收工序是TDI生产过程中副产盐酸的生产装置；是TDI生产装置的重要组成部分。
包括HCL吸收塔C6735，盐酸循环冷却器E6737A、E6737B，盐酸吸收循环泵P6738A、P6738B，成品盐酸冷却器E6736，成品盐酸贮槽T6721A、B、C、D 4台300m3及E：1000 m3槽容量的玻璃钢贮槽，总容量达到2200 m3，成品盐酸输送泵P6722A、P6722B等，即所谓盐酸吸收系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
石墨降膜吸收器吸收HCl的工艺计算及设备选型
梁伟
Ξ(中国石化江汉油田分公司盐化工总厂,湖北潜江433121)
[关键词]石墨降膜吸收器;HCl;换热面积;计算
[摘 要]结合中国石化江汉油田分公司盐化工总厂的实际情况,对石墨换热器换热面积进行了计算,分析了列管式、圆块孔式石墨降膜吸收器的优缺点,并介绍了一些新材质的换热吸收器。
[中图分类号]TQ114.15 [文献标识码]B [文章编号]1008-133X(2002)05-0042-02
氯碱厂吸收氯化氢气体一般采用石墨降膜吸收器,其工艺特点为:水和氯化氢气体顺流从上而下,水吸收效果较好。
吸收塔的材质是石墨,其防腐效果与传热效果均较好,其结构大体上分为两种,一种是列管式,另一种是圆块孔式。
冷却水走管间,以便带走氯化氢的溶解热,并有强化吸收效果的作用。
本文结合我厂实际,谈一谈石墨降膜吸收器计算及选型的问题。
1 计算依据
(1)盐酸产能1.5万t/a,则1h吸收氯化氢646 kg,设m=646kg/h。
(2)氯化氢气体先经过石墨换热器,温度降低到40℃,再经过浓酸吸收器,在浓酸吸收器中吸收氯化氢气体的60%,生成31%的浓盐酸,最后经过稀酸吸收器,在稀酸吸收器中吸收氯化氢气体的40%,生成22%的稀盐酸。
(3)氯化氢气体在35℃下溶解于水生成20%～25%的稀盐酸,其溶解热C1为67.5kJ/mol;在35℃下,氯化氢气体溶于稀盐酸,生成30%～32%的浓盐酸,其溶解热C2为62.7kJ/mol。
(4)氯化氢气体的恒压热容C p为0.7942kJ/ (kg・℃)。
2 工艺计算
2.1 石墨换热器换热面积S的计算
(1)氯化氢气体经过石墨换热器后,气体温度从95℃降低到40℃放出的热量为:
Q=C p m(t1-t2)=0.7942×646×(95-40)=
28217.93(kJ/h)。
(2)换热温度差Δt m的计算。
循环水由25℃升高到45℃,氯化氢气体由95℃降到40℃,则Δt1=15℃,Δt2=50℃,Δt m= (Δt2-Δt1)/ln(Δt2/Δt1)=29.07(℃)。
(3)从《氯碱工业理化常数手册》得K=125.4 kJ/(m2・h・℃)。
(4)S=Q/(KΔt m)=28217.93/(125.4×29.07)=7.74(m2)。
我们取换热面积为11m2。
2.2 浓酸石墨降膜吸收器换热面积的计算
(1)氯化氢气体温度从40℃降低到35℃放出的热量为:
Q=C p m(t1-t2)=0.7942×646×(40-35) =2565.27(kJ/h),
Q溶解=C2m・0.6/0.0365=665822.46(k J/h),
Q总=2565.27+665822.46=668387.73(k J/h)。
(2)换热温度差Δt m的计算。
循环水由25℃升高到30℃,氯化氢气体由40℃降到35℃,则Δt1=35-25=10(℃),Δt2=40-30=10(℃),Δt m=10℃。
(3)从《氯碱工业理化常数手册》得K=2090 kJ/(m2・h・℃)。
(4)S=Q/(KΔt m)=668387.73/(2090×10)≈
32(m2)。
我们取换热面积为40m2。
2.3 稀酸石墨降膜吸收器换热面积的计算
计算方法同2.2,得换热面积为31.71m2,我们选取换热面积为40m2。
24第5期
2002年5月
氯碱工业
Chlor-Alkali Industry
No.5
May,2002
Ξ[收稿日期]2001-09-18
3 选型中的有关问题分析
3.1 列管式石墨降膜吸收器
列管式壳体为碳钢,列管和上下管板均为不透性石墨制成,上下封头为钢衬胶。
在上管板上还粘有吸收液分配头,这是上面开有斜槽的石墨短管。
这种分配头安装的好坏及吸收器总体安装的垂直度,对于吸收液在管内成膜是否均匀、吸收效率的高低至关重要。
只有分配头安装得一样高、一样正,才能使各石墨管内有均匀的液膜。
列管式吸收器的优点是:(1)结构简单,制造方便;(2)石墨材料利用率高,单位换热面积的造价低于块孔式;(3)流体阻力小,维护检修、清洗方便它的缺点是:(1)其压型石墨管在运输和安装过程中极易损坏,此时只好把损坏了的管子堵死,随着漏管的增多,传质、换热面积会越来越小;(2)允许使用的温度较低,由于石墨管、管板和胶粘剂的膨胀系数不一样,温度、压力发生变化,粘接缝很容易损坏,造成泄漏。
3.2 圆块孔式石墨吸收器
圆块孔式吸收器的外壳为碳钢,内件为高约300mm的圆柱形石墨块。
在石墨块上沿轴向钻有Φ18的竖孔,沿径向钻有Φ8的横向孔。
每个石墨块的上端面刻有同心圆的沟槽和径向槽。
几个石墨块叠放在一起,中间用O型橡胶圈密封,这样轴向孔上下贯通,而每个端面上的沟槽可以增加喘流效果,改善吸收液的分配。
圆块孔式吸收器的优点是:(1)结构坚固,不易破损;(2)适应性强,可用于加热、冷却、冷凝、再沸、吸收等许多化工工艺;(3)元件的互换性好,采用积木式可拆卸组合结构,只需要相同的标准元件即可组装成不同换热面积的设备,如某一块坏了,可以更换,而不像列管式堵塞坏管而使换热面积减少;(4)不需要用胶粘剂粘接,从而避免了因粘接缝而带来的麻烦,使用寿命长;(5)传热系数高于列管式。
其缺点是:(1)流体阻力较大;(2)孔道小、易堵塞。
3.3 新材质的换热吸收器
随着技术的发展,又有新材质的换热吸收器问世。
如北京化工大学发明的石墨改性聚丙烯吸收器,其列管为石墨改性聚丙烯,这大大改善了石墨列管易破损的弊病,其壳体为聚丙烯,增强了耐腐蚀性并且更加美观。
现还有聚四氟乙烯管制的换热器亦可用于吸收盐酸,其导热系数较石墨低,选用时需将换热面积增大一些。
这二者的造价与石墨吸收器相差不大,是很有发展前途的盐酸吸收器。
另外一种吸收器是填料塔式吸收器,它被广泛用来吸收盐酸尾气。
它的特点是操作弹性大、传质面积大,更适合于吸收低浓度氯化氢。
在填料塔中的填料有许多种,如陶瓷拉西环、石墨拉西环、增强聚丙烯鲍尔环和陶瓷波纹填料等。
填料塔的塔体一般采用硬聚氯乙烯外缠玻璃钢增强,对于采用两级石墨吸收器再加一个尾气吸收塔的工艺流程来说,由于尾气中氯化氢含量较少,吸收温度稍低,采用硬聚氯乙烯做塔体,一般不会产生热变形;对于采用一级石墨吸收器的工艺流程来说,尾气吸收塔采用更耐温的法奥利特较好。
[编辑:董红果]
(上接第41页)
(1)广东某化工厂的湿氯气管道。
该企业是一氯碱厂,生产过程中产生的湿氯气导致较为严重的腐蚀。
目前,一些设备和管道等均采用HET酸树脂玻璃钢,运行已近2年,情况良好。
(2)广西某榨糖厂的漂白装置。
该厂利用广西丰富的甘蔗资源生产糖类产品。
处理后的甘蔗渣是生产纸浆的原料,而纸浆生产过程中,有一道漂白工序,均采用含氯漂白,其管道或储罐利用HET酸树脂进行防腐蚀处理,设备已运行了3年,迄今为止情况良好。
该厂以前采用乙烯基酯树脂进行防腐处理,效果不够理想。
4 结语
综上所述,对于HET酸树脂,只要注意在生产过程中的控制、设计和施工,以及使用中应满足的工艺条件,在湿氯气和其它氧化性介质作用的场合,不失为一种合适的耐腐蚀材料。
[编辑:董红果]
34
第5期
2002年5月
梁伟:石墨降膜吸收器吸收HCl的工艺计算及设备选型 材料与设备。