合成盐酸的生产技术
盐酸工艺流程叙述

盐酸工艺流程叙述
《盐酸工艺流程叙述》
盐酸是一种重要的化工原料,它在化工、药品、冶金等领域都有广泛的应用。
盐酸的生产工艺流程一般包括盐酸酐制备、氯化氢制备和盐酸合成三个步骤。
首先是盐酸酐的制备。
盐酸酐是盐酸的前体物质,主要有两种生产方法,一种是采用氯气与水化合生成,另一种则是氯化碳与水反应生成盐酸酐。
无论采用哪种方法,得到的产物都是盐酸酐。
接下来是氯化氢的制备。
氯化氢是盐酸的主要原料,常用的生产方法是以氯化钠和硫酸为原料,经过氯化氢的脱氢反应生成氯化氢气体。
氯化氢气体可经过液化与净化后进入盐酸合成的下一步骤。
最后是盐酸的合成。
盐酸的合成一般采用氯化氢与水反应生成的方式。
将氯化氢气体与适量的水加入反应釜中,在适当的温度和压力条件下,进行反应,产生盐酸。
以上就是盐酸的生产工艺流程,通过盐酸酐的制备、氯化氢的制备和盐酸的合成,可以得到高纯度的盐酸产品,供各个领域的应用需求。
盐酸工艺流程中有着严格的操作要求和安全措施,需要专业技术人员进行操作和监控,以确保生产过程安全、稳定和高效。
氯碱行业中盐酸的生产与应用研究

氯碱行业中盐酸的生产与应用研究氯碱行业是指以氯气和氢气为原料,经过一系列的化学反应制取盐酸的产业。
盐酸(HCl),化学式为HCl,是一种重要的无机酸,广泛应用于化工、冶金、医药、环保等各个领域。
本文将重点介绍氯碱行业中盐酸的生产过程、应用领域及研究进展。
一、盐酸的生产氯碱行业中盐酸的主要生产方式有两种,即湿法和干法:1. 湿法生产:湿法生产是利用氯气和液态氢气反应生成盐酸,通过饱和氯化钠溶液和硝酸反应得到氯气,然后氯气与氢气在催化剂的作用下反应生产盐酸。
这种生产方式具有反应速度快、产品质量稳定等优势,但也存在操作复杂、工艺条件严苛的问题。
2. 干法生产:干法生产是利用二氧化硫气体和反应池中的氯化钠固体反应得到盐酸。
这种生产方式相对湿法生产来说,工艺条件较为简单,但产品质量较差,且对环境污染较大。
二、盐酸的应用盐酸具有较强的酸性和腐蚀性,使得其在各个行业中有广泛的应用:1. 化工行业:盐酸可用作酸洗、去除铁锈、中和碱性废水等,常用于石油化工、颜料、染料、橡胶、塑料、合成纤维、农药等行业中的生产过程。
2. 冶金行业:盐酸可用于去除钢铁表面的氧化皮、锈蚀和沉积物,常用于金属清洗和脱脂处理。
3. 医药行业:盐酸可用于制备药物中间体,如盐酸左旋多巴、盐酸苯佐卡因等,广泛应用于制药工艺中。
4. 环保行业:盐酸可用于废水处理中,可以用于调整废水的酸碱度,有助于净化废水。
三、盐酸在环保领域的研究进展在环保领域,盐酸的应用也得到了广泛的研究和发展:1. 废水处理:盐酸可以被用作废水酸化调节剂,调整废水的酸碱度,有助于废水的处理和净化。
目前,研究人员还通过改进盐酸的处理工艺和减小对环境的污染,提高了废水处理的效率和净化效果。
2. 废气处理:盐酸可以作为催化剂用于废气处理中,通过与污染气体发生化学反应,将污染物转化为无害物质或其它易处理的物质。
随着氯碱行业中盐酸生产技术的不断改进,催化剂的稳定性和处理效果也得到了较大的提高。
盐酸制备史略

盐酸制备史略“三酸”之中盐酸的发现和制备较硫酸和硝酸为晚。
虽然早在炼金时代就已发现了氯化氢气体,但这种无色有强烈刺激性的气体并未引起人们的重视。
直到15世纪才开始出现有“盐酸”这一名词。
1648年德国药剂师J. R. 格劳伯将食盐和矾油(硫酸)放人蒸馏釜中加热制取硫酸钠,并将逸出的刺激性气体用水吸收得到一种酸性溶液(盐酸)。
因为食盐来自海水,格劳伯就将盐酸称之为“海盐精”。
这是实验室制备盐酸最古老的方法。
因原料价廉易得,装置亦较简单,直到今天在化学教学中讲解氯化氢和盐酸时,仍在来用这种制备方法。
此外采用盐卤(主要成分是氯化镁)水解制取盐酸的方法也较古老。
反应方程式可表示为:2MgCl2+H2O===MgO·MgCl2↓+2HCl(反应温度110-120℃)1807年英国著名化学家戴维在研究电解食盐水时,除得到氢氧化钠溶液外,还得到了纯净的氢气和氯气,从而为氯碱工业的诞生打下了理论和实验基础。
自19世纪始,格劳伯盐(硫酸钠)曾经风行一时,大量用于制硫化碱(硫化钠)和纯碱,在造纸、玻璃和医药方面应用广泛,需求量很大。
但制备硫酸钠熔块的同时放出的氯化氢气体并末利用,直接排入大气后,造成严重的空气污染。
19世纪中叶英国政府只得通过法令,禁止向大气排放高浓度的氯化氢气体,于是生产工厂采用水吸收的方法来处理,得到了大量的酸性溶液——盐酸。
19世纪末,由于大功率直流发电机研制成功,才为工业化发展氯碱工业提供了物质条件。
1890年在德国建成第一个制氯工厂,1893年在美国纽约建成第一个采用隔膜法电解食盐水制取烧碱和氯气的工厂。
第一次世界大战前后,世界上氯碱工业发展迅速,才满足了纺织、印染、造纸、人造纤维和生产各类有机、无机化学品和军事化学品对烧碱和氯气的需要。
以后,随着石油化工的蓬勃兴起,对氯的需求量激增,再次推动了氯碱工业发展并形成规模。
为了利用大量的副产品氢气,用合成法生产盐酸也就顺埋成章地相应发展起来。
盐酸工艺流程

防爆L出口
至HCL总管
防爆膜 视镜
HCL气体在炉中走向 石墨块
吸收器:将经过冷却至常温的氯化氢气体用水或
稀盐酸吸收,成为一定浓度的合格的工业盐 酸.膜式吸收塔是因为氯化氢气体溶于水所释 放的熔解热可以经过石墨管壁传给冷却水带走, 因而吸收温度较低,吸收率较高一般可以达到 85%~90%甚至达到95%以上,所以出 酸浓度相应较高.膜式吸收塔结构可分为三个 部分上封头是个圆柱形石墨筒体,在上官板的 每个管端设置有吸收液的分配器,在分配器内 由尾气吸收塔来的吸收液经过环行的分布环及 分配管在分配,当进入处于同一水平面的分液 管v形切口时吸收液呈螺旋线状的自上而下的液 膜(又称降膜).
• 开停车时水流喷射器防止负压倒水。 • 泵是快速转动设备,在操作生产中应防止转动伤
人事故。
阻火器正视图
N2出气口
排污口
N1进气口
• 氯.氢缓冲器:氯氢缓冲器位于进合成炉阻火
器之前,是个圆筒体,有人孔,排污口,防爆 膜.其作用在于使原料气流缓冲减压,有效的控 制调节原料气压力,为合成炉安全生产,调节进 炉氯氢配比起重要平衡作用.
本岗位安全注意事项
• 氯气、氯化氢气体均为有毒气体,在工作场所最
盐酸工艺流程图
阻
火
器
氯氢氯 气气化
氢
去PVC合成
氢 气
H2缓冲罐
氯
气
Cl2缓冲罐
阻火器
吸 收 塔
合 成 炉
HCL分配台 视 镜
排液至泵房
尾 气 塔
放 空
视
镜
取
样
主要设备
合成炉:合成炉是本工序的重要设备,它是集合成 冷却于一体的具有容量大,生产能力大.使用寿 命长等特点的二合一石墨合成炉.在合成炉顶部 装有防爆膜以耐高温.耐腐蚀的材料制作,底部 装有钢制或石英玻璃制的燃烧器(灯头);燃烧 器内外三层套装而成,内层是圆筒形氢气套筒, 与外层套筒进入的氯气在内外套筒间的流道内均 匀混合形成氢包氯向上燃烧合成氯化氢气体.燃 烧火焰呈亲青白色,其中心火焰温度可达250 0摄氏度.
盐酸合成技术方案

江西九二盐业有限公司盐酸合成技术方案甲方:江西九二盐业有限公司乙方:南通星球石墨设备有限公司一、装置名称及装置规模:1.1、装置名称:江西九二盐业有限公司氯化氢合成装置(副产≥0.3M P a G蒸汽)。
1.2、装置规模:选用组合式副产蒸汽二合一石墨氯化氢合成炉,共3台,2开1备。
单台炉子生产能力45t/d (对应50000吨/年高纯盐酸);吸收装置采用三级吸收,吸收产出31%的高纯盐酸。
合成炉副产蒸汽;单台合成炉副产≥0.3MPaG的蒸汽约29t/d(0.65t/t氯化氢)。
高纯盐酸吸收装置采用2套,三级吸收(二级降膜+尾气吸收塔),吸收动力来源为水力喷射泵。
控制方案选择多种控制回路和联锁,保证产品质量和装置安全。
操作范围:本系统在正常及开停车减量生产的情况下,在保证操作性能、过程控制指标的条件下,操作弹性范围为30—110%。
二、工艺说明:干燥的氯气经缓冲罐及稳压阀稳定压力在设定值,干燥的氢气经缓冲罐和稳压阀稳定在设定值,与氯气以设定好的比例值进入合成炉进行燃烧反应,合成氯化氢。
氢气与氯气流量分别自动检测并由比例调节器自动跟踪调节,确保氯氢配比,合成的氯化氢气体经三级吸收。
吸收剂为纯水,吸收产出31%的高纯盐酸。
合成炉夹套高温区采用纯水冷却,最大限度吸收氯化氢合成热、副产≥0.3MPaG的蒸汽。
当出现各种异常情况时,本装置的连锁装置将把原料切断或采取别的措施,确保本装置的安全,避免安全环保事故的发生。
三、设计基础和设计分工:3.1、设计基础:3.1.1、原料及规格:3.3.1、原料氯气:氯气纯度≥96.0%(Vol)压力 0.25~0.3MPaG3.3.2、原料氢气:氢气纯度≥98%(Vol)压力 0.10~0.12MPaG3.3.3、纯水:总SiO2≤0.02mg/lPH值 6~9电导率≤10μm/cm(25℃)Cu2+ ≤0.005mg/lNa+ ≤0.01mg/l3.2、产品规格和质量:乙方提供的设计文件及界区内设备投入生产运行后产品质量应达到如下指标:3.2.1、氯化氢气体:HCL含量 93%(vol%)压力≥0.08MPaG温度(出冷却器)≤45℃游离氯无氧≤0.005%3.2.2、高纯盐酸:HCL含量≥31%Fe ≤0.1mg/L温度常温3.2.3、副产蒸汽:压力:≥0.3MPaG温度:≥130℃3.3、设计分工:3.3.1乙方设计范围:3.3.1.1、提供详细的设备外形尺寸图,为甲方及设计院提供土建一次、二次条件图,配合进行土建基础设计;3.3.1.2、提供每台设备公用工程消耗的设计条件。
氯化氢合成及盐酸合成技术方案

天成化工氯化氢合成技术方案编号:ntxqlhqhc-2012-12-30买方:天成化工卖方:南通星球石墨设备有限公司日期:二0一二年十二月三十日一.装置配置描述1.1.根据用户的要求,为用户选用我公司生产的组合式二合一副产蒸汽石墨合成炉,生产HCl气体高纯盐酸及普通盐酸。
1.2.按SZL-1500型组合式二合一副产蒸汽石墨氯化氢合成炉。
配置,数量:4台,开3备1。
1.3.设置配套盐酸吸收系统:5套其中一套是专门用来生产高纯盐酸,4套用来生产工业盐酸。
采用二级降膜吸收+尾气塔吸收,满足高纯盐酸和普通盐酸的生产。
1.4操作弹性范围:30%~110%。
1.5年操作时间:按8000小时/年设计。
1.6产能:(1)、高纯盐酸:35000吨/年(2)、氯化氢:120000吨/年二.主产品及副产品技术规格2、1,31%高纯盐酸规格:2.2.工业盐酸:2.3.氯化氢气体:纯度:≥96%(vol)H2≤3.5%(vol)水≤0.5%压力:0.15-0.2MPa2.4.副产蒸汽:压力:0.5MPa三.合成炉及吸收器的能力描述3.1.HCL合成炉:单台合成炉正常生产氯化氢能力120t/d,对应387td普通盐酸能力。
3.2.配套吸收系统,普通盐酸共4套,单套吸收装置吸收能力满足387t/d的盐酸产量,高纯盐酸一套,每天吸收能力满足:105t/d,年产高纯盐酸35000吨/年。
3.3.所有尾气达标排放,达到GB16297-1996标准的要求。
四.工艺情况及控制方案建议4.1工艺简述:干燥的尾氯(或原氯)经缓冲罐及稳压阀稳定压力在设定值,干燥的氢气经缓冲罐和稳压阀稳定在设定值,氯气、氢气以设定好的比例值进入合成炉进行燃烧反应,合成氯化氢。
氢气与氯气流量分别自动检测并由比例调节器自动跟踪调节,确保氯氢配比,合成的氯化氢气体可以去界外也可以去降膜吸收器、尾气吸收塔吸收制普通盐酸,其中一部分氯化氢气体去高纯盐酸吸收系统制取高纯盐酸。
盐酸合成技术方案

江西九二盐业有限公司盐酸合成技术方案甲方:江西九二盐业有限公司乙方:南通星球石墨设备有限公司一、装置名称及装置规模:1.1、装置名称:江西九二盐业有限公司氯化氢合成装置(副产≥0.3M P a G蒸汽)。
1.2、装置规模:选用组合式副产蒸汽二合一石墨氯化氢合成炉,共3台,2开1备。
单台炉子生产能力45t/d (对应50000吨/年高纯盐酸);吸收装置采用三级吸收,吸收产出31%的高纯盐酸。
合成炉副产蒸汽;单台合成炉副产≥0.3MPaG的蒸汽约29t/d(0.65t/t氯化氢)。
高纯盐酸吸收装置采用2套,三级吸收(二级降膜+尾气吸收塔),吸收动力来源为水力喷射泵。
控制方案选择多种控制回路和联锁,保证产品质量和装置安全。
操作范围:本系统在正常及开停车减量生产的情况下,在保证操作性能、过程控制指标的条件下,操作弹性范围为30—110%。
二、工艺说明:干燥的氯气经缓冲罐及稳压阀稳定压力在设定值,干燥的氢气经缓冲罐和稳压阀稳定在设定值,与氯气以设定好的比例值进入合成炉进行燃烧反应,合成氯化氢。
氢气与氯气流量分别自动检测并由比例调节器自动跟踪调节,确保氯氢配比,合成的氯化氢气体经三级吸收。
吸收剂为纯水,吸收产出31%的高纯盐酸。
合成炉夹套高温区采用纯水冷却,最大限度吸收氯化氢合成热、副产≥0.3MPaG的蒸汽。
当出现各种异常情况时,本装置的连锁装置将把原料切断或采取别的措施,确保本装置的安全,避免安全环保事故的发生。
三、设计基础和设计分工:3.1、设计基础:3.1.1、原料及规格:3.3.1、原料氯气:氯气纯度≥96.0%(Vol)压力 0.25~0.3MPaG3.3.2、原料氢气:氢气纯度≥98%(Vol)压力 0.10~0.12MPaG3.3.3、纯水:总SiO2≤0.02mg/lPH值 6~9电导率≤10μm/cm(25℃)Cu2+ ≤0.005mg/lNa+ ≤0.01mg/l3.2、产品规格和质量:乙方提供的设计文件及界区内设备投入生产运行后产品质量应达到如下指标:3.2.1、氯化氢气体:HCL含量 93%(vol%)压力≥0.08MPaG温度(出冷却器)≤45℃游离氯无氧≤0.005%3.2.2、高纯盐酸:HCL含量≥31%Fe ≤0.1mg/L温度常温3.2.3、副产蒸汽:压力:≥0.3MPaG温度:≥130℃3.3、设计分工:3.3.1乙方设计范围:3.3.1.1、提供详细的设备外形尺寸图,为甲方及设计院提供土建一次、二次条件图,配合进行土建基础设计;3.3.1.2、提供每台设备公用工程消耗的设计条件。
绝热吸收法制盐酸工艺

绝热吸收法制盐酸工艺
绝热吸收法是工业上制备盐酸的一种常见工艺。
该方法利用水自身的潜热,在不与外界进行热交换的条件下,通过吸收氯化氢气体来制得盐酸。
这种工艺具有能耗低、操作简便等优点,是目前盐酸生产中应用较为广泛的技术之一。
绝热吸收法的基本原理是将工业上产生的氯化氢气体(通常来自于氢气和氯气的混合燃烧或电解氯化钠的副产品)与水蒸气在吸收塔内逆流接触。
氯化氢气体在通过填料或喷淋液体时被水吸收,形成浓盐酸溶液。
由于整个过程在绝热条件下进行,吸收过程释放的热量被用于水的汽化,从而维持系统的热平衡。
绝热吸收法的工艺流程通常包括以下几个步骤:
1. 气体生成:工业上通常采用合成炉合成氯化氢气体。
2. 冷却:合成的氯化氢气体需要经过冷却处理,以降低温度,避免对设备造成损害。
3. 压缩:冷却后的氯化氢气体通常会被压缩,以便于存储和输送。
4. 吸收:压缩后的氯化氢气体进入吸收塔,与喷淋下来的水蒸气接触,氯化氢被水吸收形成盐酸。
5. 再沸器:部分稀盐酸被引入再沸器中加热,转化为水蒸气和浓盐酸,水蒸气返回吸收塔顶部参与吸收过程。
6. 分离与储存:最后,通过分离器将水和盐酸分离,
浓盐酸被送入储罐储存,而剩余的水则返回吸收塔继续参与吸收反应。
绝热吸收法制盐酸工艺的优点在于其能量消耗相对较低,且设备简单,易于操作和维护。
不过,该方法在实际应用中也存在一些局限性,如吸收效率受温度和压力的影响较大,需要严格控制操作条件以保证产品质量。
随着技术的不断进步,绝热吸收法也在不断优化升级,以适应更高效、环保的生产要求。
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目录摘要 (3)1 生产原料的来源 (4)1.1 氯气的来源及性质 (4)1.1.1 氯气的来源 (4)1.1.2 氯气的性质 (4)1.2氢气的来源及性质 (4)1.2.1氢气的来源 (4)1.2.2氢气的性质 (4)1.3原料及中间体规格 (5)2 合成盐酸的生产技术 (5)2.1 盐酸的概要 (5)2.1.1盐酸的性质 (5)2.2.2盐酸的用途 (5)2.2.3盐酸的生产方法 (6)2.2盐酸的生产原理及特点 (6)2.3合成工艺条件 (6)2.4工艺流程简述 (6)3 合成炉及工艺控制条件 (7)3.1合成炉的结构 (7)3.2生产工艺控制条件 (8)4 异常现象产生原因和处理方法 (8)4.1异常现象产生原因及处理方法 (9)结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)摘要氯碱工业是基本化学工业之一。
氯碱工业的主要产品是烧碱、盐酸和液氯。
盐酸的生产主要有两种方式,一种是直接合成法,另一种是无机或有机产品生产的副产品。
而我们氯化氢工段采用的是电解产品氯气和氢气直接合成盐酸的。
在国民经济各部门中,盐酸的用途很广,它是重要的无机化工原料,广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。
关键词:盐酸,氢气,氯气,生产工艺1 生产原料的来源1.1 氯气的来源及性质1.1.1氯气的来源:合成盐酸所用的氯气是由离子膜工段电解食盐水制得的,再经氯气总管送至氯干燥工序处理后,送到氯化氢工序来生产盐酸的。
1.1.2 氯气的性质(1)物理性质:①颜色,气味,状态:通常情况下为有刺激性气味的黄绿色的气体②密度:比空气密度大③易液化,熔沸点较低,压强为101kPa、温度为-34.6℃时易液化。
液态氯为金黄色。
如果将温度继续冷却到-101℃时,液氯变成固态氯。
④溶解性:易溶于有机溶剂,难溶于饱和食盐水。
1体积水在常温下可溶解2体积氯气,形成氯水,产生的次氯酸具有漂白性,且可使蛋白质变质,且易见光分解。
(2)化学性质:①毒性氯气是一种有毒气体,它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,生成次氯酸和盐酸,对上呼吸道黏膜造成有害的影响:次氯酸使组织受到强烈的氧化;盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀,使呼吸道黏膜浮肿,大量分泌黏液,造成呼吸困难,所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。
1L空气中最多可允许含氯气0.001毫克,超过这个量就会引起人体中毒。
②助燃性在一些反应中,氯气可以支持燃烧,如,铁在氯气中燃烧生成氯化铁化学方程式:2Fe+3Cl2=2FeCl3(条件:点燃)③与金属反应钠在氯气中燃烧生成氯化钠化学方程式:2Na+Cl2=2NaCl(条件:点燃)④与非金属反应氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体化学方程式:H2+Cl2=2HCl(条件:点燃或光照)1.2氢气的来源及性质1.2.1氢气的来源:同氯气一样,合成盐酸所用的氢气是由离子膜工段电解食盐水制得的,再经氢气总管送至氢处理工序处理后,送到氯化氢工序来生产盐酸的。
1.2.2氢气的性质:(1)分子量:4.032(2)三相点:-254.4℃(3)液体密度(平衡状态,-252.8℃):169kg/m3(4)气体密度(101.325kPa,0℃):0.180kg/m3(5)比容(101.325kPa,21.2℃):5.987m3/kg(6)气液容积比(15℃,100kPa):974L/L1.3原料及中间体规格(1)氢气:H2≥98%,O2/H2≤0.5%(2)氯气:Cl2 Cl295%, H2O/ Cl2≤0.06%, O2/ Cl2≤2.5%, H2/Cl2≤0.4%(3)液氯尾氯:Cl2≥65%, H2/Cl2≤4%(4)盐酸:HCL≥31wt%,Fe<50ppm,Av-Cl250ppm2合成盐酸的生产技术2.1盐酸的概要2.2.1盐酸的性质(1)物理性质:外观与性状:无色或微黄色易挥发性液体,有刺鼻的气味。
pH:<7 (呈酸性)熔点(℃):-114.8(纯)沸点(℃):108.6(20%)相对密度(水)=1:1.20相对蒸气密度(空气)=1:1.26(2)化学性质:①强酸性,和碱反应生成氯化物和水HCl + NaOH = NaCl + H2 O②能与碳酸盐反应,生成二氧化碳,水K2 CO3 + 2HCl = 2KCl+ CO2↑ + H2 O③能与活泼金属单质反应,生成氢气④盐酸能与硝酸银反应,生成不溶于稀硝酸的氯化银,氯化银不能溶于水。
HCl+AgNO3===HNO3+AgCl↓2.2.2盐酸的用途盐酸是重要的无机化工原料,广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。
盐酸能用于制造氯化锌等氯化物(氯化锌是一种焊药),也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属,制成氯化物。
随着有机合成工业的发展,盐酸(包括氯化氢)的用途更广泛。
如用于水解淀粉制葡萄糖,用于制造盐酸奎宁(治疗疟疾病)等多种有机药剂的盐酸盐等。
2.2.3盐酸的生产方法盐酸的生产主要有两种方式,一种是直接合成法,另一种是无机或有机产品生产的副产品。
而我们氯化氢工段采用的是电解产品氯气和氢气直接合成盐酸的。
2.2盐酸的生产原理及特点合成盐酸分两步:氯气与氢气作用生成氯化氢,再用水吸收氯化氢生产盐酸。
合成氯化氢的反应如下:Cl2 + H2 →2HCl (条件:点燃)此反应若在低温、常压和没有光照的条件下进行,其反应速率非常缓慢,但在高温和光照的条件下,反应会非常迅速,放出大量热。
氯气与氢气的合成反应,必须很好的控制,否则会发生爆炸。
由于反应后的气体温度很高,因此,在用水吸收之前必须冷却。
当用水吸收氯化氢时,也有很多热量放出,放出热量使盐酸温度升高,不利于氯化氢气体的吸收,因为溶液温度越高,氯化氢气体的溶解度就降低,因此,生产盐酸必须具有移热措施。
工业上吸收有两种方法,即冷却吸收法和绝热吸收法。
当被吸收气体氯化氢浓度高时,采用绝热吸收法,而氯化氢浓度低时则采用冷却吸收法。
以合成法制取氯化氢,气体中氯化氢含量较高,因此多采用绝热吸收法。
2.3合成工艺条件(1)温度氯气和氢气在常温、常压、无光的条件下反应进行的很慢,当温度升至440℃以上时,即迅速化合,在有催化剂的条件下,150℃时就能剧烈化合,甚至达到爆炸。
所以,在温度高的情况下可以完全反应。
如果温度高于500℃,有显著的热分解现象。
一般控制合成炉出口温度400~450℃。
(2) 水分绝对干燥的氯气和氢气是很难反应的,而有微量水分存在时可以加快反应速率,水分是促进氯与氢反应的媒介。
一般认为,如果水含量超过0.005%,则对反应速率没有多大的影响。
(3)氯氢的分子比氯化氢合成,氯和氢按1:1的分子比化合,实际生产中是氢气过量,一般控制在5%左右,不超过10%,否则,原料成分或操作条件稍有波动,会造成氯气供应过量,这对防止设备腐蚀、提高产品质量、防止环境污染都是不利的,但氢过量太多,则有爆炸的危险。
2.4工艺流程简述由氯氢处理工序输送来的氢气,经过氢气缓冲器,氢气阻火器进入合成炉。
由氯氢处理工序输送来的氯气经过氯气缓冲器,然后进入合成炉。
进入合成炉内的氯、氢按一定的配比,在合成炉的燃烧台上燃烧,生产白色的氯化氢气体。
氯化氢气体自炉顶排除,经冷排管被空气冷却,然后进入石墨冷却器,被水冷却,氯化氢气体温度下降50℃左右,冷却后的氯化氢气体进入一级降膜吸收塔和由二级降膜吸收塔流下来的稀盐酸并流而下,生产31%的合成盐酸,流入盐酸储槽。
在一级降膜吸收塔里未被吸收的氯化氢气体进入二级降膜吸收塔和由填料吸收塔留下来的浓度约为2%左右的稀盐酸并流而下,生成稀酸流入一级降膜吸收塔。
在二级降膜吸收塔内有极少部分未被吸收的氯化氢气体和其他的氢气、二氧化碳气体和氮气等废气进入填料吸收塔底部,来自循环水槽的吸收水用循环泵送入填料吸收塔,吸收水和第二极吸收塔来的气体,在塔内进行气液交换,吸收氯化氢气体,生成浓度为2%左右的稀由流入第二降膜吸收塔,未被吸收的气体由水喷射泵抽出排放至大气中,水喷射泵的下水流至循环槽中,一部分作为吸收水,另一部分作为喷射泵用水循环使用。
31%盐酸自上而下进入树脂塔,经树脂处理吸附后的盐酸进入盐酸中间槽,一部分经泵再送高纯酸树脂吸附塔处理,达到高纯酸标准后进入高纯酸储槽,另一部分经泵送盐酸发货区。
在石墨冷却器中,氯化氢气体中的水分大部分被冷凝析出,并同时吸收氯化氢气体,生成含铁量较高的盐酸流入红酸贮槽。
来自离子膜阳床处理的软水(或蒸发一效回水)送入循环吸收水槽,作为吸收水的补充来源。
图2.1合成盐酸工艺流程图(合成盐酸工艺流程图是自己用图纸绘的)3合成炉及工艺控制条件3.1合成炉的结构目前,国内外的炉型主要分为两大类:铁制炉和石墨炉。
铁制炉耐腐蚀性能差,使用寿命短,合成反应难以利用,操作环境较差,目前采用较少。
我所在的氯化氢工段前段时间还在使用铁制炉的,不过现在已经停止使用了,因为铁质炉反应太不灵敏了,而且都是手动阀来调节的,生产的量也比较小,我们工段现是在用石墨合成炉在生产盐酸的。
石墨炉分而合一石墨炉和三合一石墨炉。
二合一石墨炉是将合成和冷却集为一体,三合一石墨炉是将合成、冷却、吸收集为一体的炉子。
石墨合成炉一般是立式圆筒型石墨设备,由炉体、冷却装置、燃烧反应装制、安全防爆装置、吸收装置、视镜等附件组成。
三合一石墨炉,石英燃烧器安装在炉的顶部,喷出的火焰方向朝下。
合成段为一圆筒状,由酚醛浸渍的不透性石墨制成,设有冷却水夹套,炉顶有一环型的稀酸分配槽,内径与合成段筒体相同。
从分配槽溢出的稀酸沿内壁向下流,一方面冷却炉壁,另一方面与氯化氢接触形成浓度稍高的稀盐酸作吸收段的吸收剂。
与合成段相连的吸收段由六块相同的圆块孔式石墨元件组成,其轴孔为吸收通道,径向孔为冷却水通道。
为强化吸收效果,增加流体的扰动,每个块体的轴向孔首末端加工成喇叭口状,并在块体上表面加工有径向和环形沟槽,经过上一段吸收的物料在此重新分配进入下一块体,直至最下面的块体。
未经吸收的氯化氢,经下封头汽液分离后去尾气塔,成品盐酸经液封送入储槽。
图3.1三合一石墨炉结构图3.2生产工艺控制条件在实际生产过程中,为保证所生产的盐酸合格,所以各个生产参数都必须有一定的工艺控制指标,各个参数控制条件如下所示:原料气体合成比H2:Cl=1.10:1(摩尔比)盐酸总酸度:HCl>31%废水中含氯化氢HCl<0.1g/L合成炉温度≤600℃氯化氢纯度≥85%食品添加剂盐酸质量要求符合(GB875-95)下表要求表3.1食品添加剂盐酸质量数据表项目指标总酸度(以HCl计)(%)≥31.0铁(%)≤0.001硫酸盐(以硫酸根离子)(%)≤0.007游离氯与溴(%)≤0.003灼烧残渣(%)≤0.05重金属(以pt计)(%)≤0.0005砷(%)≤0.0001纯化操作温度:<70℃纯化盐酸贮槽液位:40~80%盐酸质量要求符合(HG/T2778-1996)下表要求表3.2盐酸质量数据要求表4 异常现象产生原因和处理方法生产操作严格是保证生产出合格产品的重要因素。