氯化氢合成炉工作原理
氯化氢合成炉的比较
氢制 取盐 酸 。 近年来 随着不 透性 石 墨设 备 的发 展 ， 制
取 盐酸 的合成 炉 已有最 初 的铁 合成 炉发 展 到 “ 二合
一
” 墨炉 、三合 一” 石 “ 石墨 炉等 。
氯 和氢 的合成 反 应在 常温 和散 射光 线 下进 行得
１ 氯 化氢的合成机理
很慢 ， 但在强光照射或高温下则非常剧烈。 反应芳程
Ｌｌ ｎ ｚ ｉ Ｕ Ｒｅ － ｈ
Ｈｕ ａ ａｌＥ ｇ ｅｒ ｇ ｉｉｇ ｏ Ｌｄ， ｈ ｎ ｓａ １０ ７ Ｃ ｉａ ｎ ｎＨ ｉ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔｎ ． ｔ． ａ ｇｈ ０ ０ ， ｈｎ ） ｉ ｎ ｉ Ｆｔ Ｃ ， Ｃ ４
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副产蒸汽氯化氢合成炉系统技术方案
专业资料山东东营拓宇化工技术有限公司副产蒸汽HCL合成炉系统方案设计江苏苏宇化工设备有限公司2014-2-16目录一、项目要求及报价二、副产蒸汽氯化氢合成炉行业发展情况1、氯化氢合成系统副产中低压蒸汽基本原理2、国内氯化氢合成炉副产蒸汽现状及特点3、新型副产蒸汽氯化氢合成炉的特点三、副产蒸汽氯化氢合成炉主要设备及工艺流程Ⅰ、合成炉主要设备1、副产蒸汽氯化氢合成炉主体2、汽包3、预热器Ⅲ、副产蒸汽氯化氢合成炉系统工艺流程：1、氯化氢合成及冷却流程。
2、副产蒸汽流程。
3、循环水流程。
四、自动控制系统1、自动点火系统2、自动联锁保护系统3、氢气、氯气自动配比控制4、汽包部分的自动控制五、节能减排及经济效益以及安全分析六、主要性能指标七、副产蒸汽HCL合成炉主要设备。
1、副产蒸汽HCL合成炉系统主要设备一览表2、提供的备品备件及易耗品包括灯头、防爆膜、四氟密封材料等一、项目要求及报价根据贵公司的要求：按合成炉每天产60吨HCl的采购条件，要求设计副产蒸汽的HCL合成炉，其副产蒸汽压力达到0.4-1.4MPa。
装置操作操作弹性为：50%~110%；装置操作时间：8000小时/年。
副产蒸汽氯化氢合成炉系统单套含税价228万元（详见副产蒸汽HCL合成炉系统主要设备一览表）。
二、副产蒸汽氯化氢合成炉行业发展情况1、氯化氢合成系统副产中低压蒸汽基本原理氯气与氢气反应生成氯化氢时伴随释放出大量反应热：0.5H2十0.5Cl2=HCL+22.063Kca1／mol，即每合成1千克气态氯化氢放出605.11 Kcal热量。
氯气与氢气在合成炉内以燃烧形式反应生成氯化氢，火焰中心区温度达到2500℃以上，生成的氯化氢气体温度在2000℃以上，这些热量相当可观，完全可以用来副产蒸汽。
2、国内氯化氢合成炉副产蒸汽现状及特点对于氯化氢合成中的热能利用，国内经历了以下阶段。
第一代是使用钢制水夹套氯化氢合成炉副产热水。
这种钢合成炉在炉顶部和底部容易受腐蚀，使用寿命短，副产的热水应用范围有限,目前已经基本被淘汰。
合成法氯化氢生产技术
一、原料及产品的识别 1、氯化氢的性质及标准氯化氢，英文名为hydrogen choride ，分子式为HCl ，相对分子质量为36.46。
（1）基本物理性质①氯化氢在常温常压下是一种无色有刺激性气味的气体。
②主要物理常数：密度为1.6392kg/m 3（0℃，101.325kPa ），相对密度为1.268（空气=1），沸点为-83.1℃,熔点为-111℃，临界温度为51.28℃，临界压力为81.6atm 。
③氯化氢易溶于水，也溶于乙醇和乙醚等。
氯化氢溶于水中形成的溶液称为盐酸，在潮湿空气中则成白色烟雾，当氯化氢分压和水蒸气分压之和为101.325kPa 时，在水中的溶解度见表2.1.1。
当气体中氯化氢分压为760mmHg （101.325kPa ）时，1m 3水在0℃能溶解525.2m3氯化氢，在18℃时能溶解451.2m 3氯化氢。
表2.1.1 氯化氢在水中的溶解度温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 溶解度/（m 3/m 3水）506.5474442.0411.5385.7361.6338.7（2）主要化学性质①氯化氢在干燥状态下，性质不活泼，几乎不与锌、铁等金属作用。
但在含水或溶解在水中时，其腐蚀性很强，与大多数的金属化合生成该金属的氯化物。
如：222222Fe HCl FeCl H Zn HCl ZnCl H +→+↑+→+↑所以，如果用铁制设备与管路输送潮湿的氯化氢气体时，则管路及阀门容易被所生成氯化亚铁堵塞，而设备、管道本身则被腐蚀损坏。
因此，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、不透性石墨等耐酸材料制造管道、设备及衬里。
②氯化氢被碱液吸收而中和成盐类。
如：2H C l N aO H N aC l H O+→+③氯化氢能与多种有机化合物生成有机氯化物。
如：2223H C l C H C H C l +→（3）产品标准（某厂标准） ①纯度93.5%~95.5%（体积分数）。
氯化氢合成装置工艺PPT课件
3、平衡氯气。将氯乙烯净化尾气变压吸附提氢 装置送来的氢气并入系统使用，保证全厂正 常生产。
3
（二）、产品简介
1、氯化氢气体（HCl）
（1）、物理性质 在常温下为无色、有刺激性气味的气体，
比重1.3，极易溶于水，并强烈地放热，其水 溶液就是盐酸，是常用的无机强酸之一。纯 的盐酸是无色液体，工业盐酸由于有铁、氯 或有机杂质存在而呈黄色。20℃时，浓度 31%的盐酸比重为1.1543，浓度为36%的盐 酸比重为1.1789。饱和的或浓的盐酸在空气 中能挥发出氯化氢气体。氯化氢极易与潮湿 空气中的水分生成白色的烟雾。
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一级降膜吸收器的HCl气体吸收后，再进入一 级降膜吸收器，与来自合成炉的HCl气体吸收， 最终成为31%的合格盐酸。尾气吸收塔（T703A~F）中未被吸收的微量氯化氢及惰性气 体，与来自稀盐酸循环槽（V-705）经稀盐酸 循环泵（P-702A~C）加压后的稀盐酸一起进 入水力喷射器（P-701A~F）吸后流入稀盐酸 循环罐（V-705）。未被吸收的尾气通过水封 槽（V-704A~F）放空管道排入大气。
氯化氢合成炉夹套内的纯水由纯水罐（V-709） 流出经纯水泵（P-707A/B）加压后供给。纯 水吸收氯化氢合成时的反应热最终成为蒸汽， 经管道进入蒸汽分配台（V-710）后，分配给 各用户。补充稀盐酸循环槽（V-705）中的纯 水由界区内纯水总管供给。
16
尾气吸收塔 二级降膜吸收器 一级降膜吸收器
氯化氢合成装置工艺
氯碱分厂
二○一二年五月五日
1
讲述内容
1、本装置生产任务及产品简介 2、氯化氢合成的原理 3、工艺流程 4、点炉及停炉步骤 5、主要设备结构及其原理 6、主要控制指标 7、常见事故及处理方法 8、联锁说明 9、应急处理操作
氯化氢合成工段操作规程
第一章产品及原料概述一原料氯气1、分子式：Cl22、分子量：35.53、物理性质：氯气在常温、常压下为黄绿色气体，具有强烈的刺激性气味，对肺和呼吸道粘膜有损害作用。
略重于空气，微溶于水，氯气的水溶液叫氯水，氯水具有氧化性，氯气与水在低于9.6℃时形成黄色水合物（Cl·8H2O）。
4、化学性质：氯气化学性质活泼，具有较强的氧化性，能与许多单质及化合物起反应，因此，具有强烈的腐蚀性。
二、原料氢气1、分子式：H22、分子量：23、性质：氢气是一种无色、无味、易燃的气体，具有还原性，在水中及其它溶液中溶解度极小。
液态氢具有超导性质。
氢是最轻的物质，在空气中体积含量为4—74%时，即形成爆炸性混合气体。
三、产品氯化氢：1、分子式：HCl2、分子量：36.463、物理性质：密度：气态氯化氢在标准状况下的密度为1.63Kg/m3，相对密度（与空气密度之比）为1.2679。
溶解度：气态氯化氢极易溶解于水，在20℃，101.325Kpa下，1体积水能溶解442体积的氯化氢气体，但氯化氢在水中的溶解度随温度的升高而逐渐下降。
表1—1 在不同的温度和压力下（101.325KP）下氯化氢在水中的溶解度4、化学性质：（1）、氯化氢为共价极性分子，化学性质活泼，具有强烈的腐蚀性，但在较高温度特别是在最高露点108.65℃以上时，几乎对碳钢无显著腐蚀作用，若温度保持在108.65—250℃之间，氯化氢对碳钢的腐蚀速度可保持在适度的范围之内。
另外，石英、石棉、酚醛树脂、耐酸陶瓷、耐酸人造树脂、塑料以及一些金属合金比较耐氯化氢气体的腐蚀。
（2）、加聚反应氯化氢气体再有机合成中的一类主要反应为加成反应═CHCL→ CH—CHCL nCH≡CH+HCL→nCH2此反应为工业制PVC的基本反应，氯化氢工段合成氯化氢的目的也在于此。
四、产品盐酸氯化氢的水溶液，即盐酸，是一种重要的工业原料和化学试剂，用于制造各种氯化物，常用的浓盐酸的质量百分数为37% ，密度1.1g.cm-1，浓度12mol.l-1.工业上生产的盐酸质量浓度为31% ，可广泛用于冶金工业中金属清洗，电力工业中锅炉除垢。
石墨氯化氢合成炉及盐酸解析装置——南通星球石墨设备有限公司
全石墨蒸汽合成炉副产蒸汽压力：0.3～0.8Mpa
结构特点：
全石墨蒸汽合成炉的合成段都是分为两段：低温段和高温段 解决了高温状态下接管的渗漏）。低温段上配置了点火口、视镜 口、还有火焰监测口（这一段采用循环水冷却）。高温段主要是 用来产蒸汽的（软水）。将原来一体的合成段分为两段的目的主 要是为了将石墨接口与高温段分开、避免合成炉在高温、高压状 态下由于壳体的伸缩引起的接口渗漏。大家都知道石墨的线涨系 数比钢铁的线涨系数要低的很多，所以蒸汽压力提高的同时，这 两块也得分开。氯化氢冷却器在合成段上部，采用合成冷却一体 式（有利于安装、占地面积小、可操作性强）。
副产蒸汽全石墨氯化氢合成炉的优点：
全石墨蒸汽石墨合成炉采用全石墨及进口改性树脂浸渍(比 一般树脂耐温高40～50℃)加工制作，并且在副产蒸汽段采用 进口细颗粒石墨材料加工制作（解决了普通石墨材料的强度 达不到的问题，同时也提供石墨的传热效率，更充分的利用 热能）。除了在材料上提高等级外，同时将合成炉的合成段 分为两段，低温段和高温段，避免了钢制壳体与石墨炉体在 高温、高压的运行过程中由于两种材质的热障系数的不一， 伸缩引起的接口渗漏问题。解决了以上两个问题，石墨合成 炉在0.8Mpa的蒸汽压力下稳定运行也就万无一失了。
★全自控盐酸深度脱吸装置系统（31～19%直接脱吸至1%以下），压力微正压～ 0.3MpaG 。 ★全自控盐酸常规脱吸装置系统，（31%脱吸至18.5%）, 氯化氢输出压力0.05～0.3MpaG。 ★超大型列管石墨换热器，单台面积：600～1500m2 ★超大型圆块孔石墨换热器及吸收器，单台面积：400～1000m2
副产蒸汽全石墨氯化氢合成炉的优点：
★石墨材料的高耐腐蚀性及高导热性等优点，最大限度的利用了热能。 ★产量大（单台氯化氢产量：30～180t/d ） ★操作简便（不需要在开停车过程中对壳体预热） ★不易腐蚀（由于采用的是全石墨炉体） ★使用寿命长（使用寿命≥8年）、 ★维修方便简捷。（每节炉体有独立的部分）
年产10万吨氯碱车间氯化氢合成工段的初步设计_毕业论文设计
年产10万吨氯碱车间氯化氢合成⼯段的初步设计_毕业论⽂设计(此⽂档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)摘要本设计是以氯化氢为产品，年产10万吨氯碱车间氯化氢合成⼯段的初步设计。
说明书⾸先阐述了合成氯化氢的意义与作⽤，国内外氯化氢合成的研究现状以及发展前景。
其次介绍了本设计的设计依据，⼚址选择，原材料及产品规格。
确定⼯艺路线，⼯艺流程的简述，以及整个⽣产过程的物料和热量衡算。
对氯化氢合成炉、吸收器以及解析塔等主要设备进⾏了计算以及相应的选型，并综合各⽅⾯因素对车间布置，⾃动控制，安全和环境保护⼯程以及公⽤⼯程进⾏了合理的设计。
完成了20000字的设计说明书，同时对⽣产流程图，车间平⽴⾯布置图以及主体设备图进⾏了绘制。
关键词：氯化氢；氯碱；合成；⼯艺路线AbstractHydrogen chloride is the product of the the design, the preliminary design of an annual output of 100,000 tons of chlor-alkali workshop chloride Section. Manual first expounded the significance and role of the synthesis of chloride, chloride synthesis of current research and development prospects at basis of the design, site selection, raw material and product specifications. Determine the process route, a brief description of the process, as well as material and process. Hydrogen chloride synthesis furnace, the main equipment of the absorber, as well as analytical tower were calculated and the corresponding selection, and integration of various factors on the plant layout, automatic control, safety and environmental protection engineering and public works for a reasonable design. Completed a 20,000-word design specification, flow chart of production workshop and facade layout and the main equipment Figure drawing.Keywords: Hydrogen chloride; Chlor-alkali; Synthesis;Process route⽬录摘要 (I)ABSTRACT............................................................................................................................................... I I 第1章总论 (1)1.1概述 (1)1.1.1⽣产的意义与作⽤ (1)1.1.2国内外的现状及发展前景 (1)1.1.3产品的性质与特点 (2)1.1.4产品的⽣产⽅法概述 (3)1.2设计依据 (4)1.3⼚址选择 (4)1.4设计规模与⽣产制度 (4)1.4.1设计规模 (4)1.4.2 ⽣产制度 (5)1.5 原料与产品规格 (5)1.5.1 主要原料规格及技术指标 (5)1.5.2 产品规格 (6)1.6 经济核算 (6)第2章⼯艺设计和计算 (7)2.1 ⼯艺原理 (7)2.2 ⼯艺路线的选择 (8)2.3 ⼯艺流程简述 (9)2.3.1 ⼯艺流程⽰意图 (9)2.3.2 ⼯艺流程简述 (9)2.4 物料衡算 (10)2.4.1 ⽣产能⼒及原料氯⽓与氢⽓量的计算 (10) 2.4.2 合成炉的物料衡算 (10)2.4.3 降膜吸收器的物料衡算 (13)2.4.4 解吸塔的物料衡算 (14)2.4.5 尾⽓吸收塔的物料衡算 (15)2.5 热量衡算 (16)2.5.1 合成炉的热量衡算 (16)2.5.2 ⽯墨冷却器的热量衡算 (22)2.5.3降膜吸收器的热量衡算 (24)2.5.4解吸塔的热量衡算 (26)2.5.5 尾⽓吸收塔的热量衡算 (27)2.5.6⽯墨换热器的热量衡算 (29)2.5.7盐⽔⽯墨冷却器的热量衡算 (30)2.6 Aspen模拟 (31)2.6.1全流程的Aspen模拟图 (31)2.6.2氯化氢合成炉的Aspen模拟图 (31)2.6.3降膜吸收器的Aspen模拟图 (32)第3章设备选型 (35)3.1 关键设备的计算 (35)3.1.1合成炉炉体直径的计算 (35)3.1.2合成炉换热⾯积的计算 (35)3.1.3合成炉炉⾼的计算 (39)3.1.4合成炉灯头尺⼨的计算 (39)3.1.5爆破膜尺⼨的计算 (42)3.1.6 厚度的计算 (43)3.1.7 封头的选择及计算 (44)3.2 其他设备的计算及选型 (45)3.2.1⽯墨冷却器的计算及选型 (45)3.2.2降膜吸收器的计算及选型 (46)3.2.3 尾⽓吸收塔的计算及选型 (47)3.2.4解吸塔的计算及选型 (48)3.2.5⽯墨换热器的计算及选型 (49)3.2.6盐⽔⽯墨冷却器的计算及选型 (52)第4章设备⼀览表 (53)第5章车间设备布置 (54)第6章⾃动控制 (55)第7章安全和环境保护 (57)7.1 安全 (57)7.2 三废产⽣情况 (58)7.3 三废处理情况 (58)第8章公⽤⼯程 (58)8.1 供⽔ (58)8.2 供电 (59)8.3 供暖 (59)8.4 通风 (60)参考⽂献 (60)致谢 (61)第1章总论1.1概述1.1.1⽣产的意义与作⽤⼯业上⽤电解饱和⾷盐⽔的⽅法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料⽣产⼀系列化⼯产品，称之为氯碱⼯业。
氯化氢合成装置工艺
冷却换热块
上气室
下气室
上换热块
石英灯头
冷却换热块
汽包
（二）、降膜吸收器
1、降膜吸收器原理 管内走吸收剂及吸收气体，管间走冷却剂；上
封头内为吸收器头部，内有分布装置，保证吸收剂 均匀地分布到每根吸收管内，并在管内壁形成薄膜 往下流。本设备属湿壁式表面吸收装置，适用于伴 随放热的易溶腐蚀性气体（如HC1，SO2等）的吸 收。操作时吸收剂通过布膜器沿垂直列管内壁以薄 膜状下降，气体自上而下（并流）通过内管空间， 气液两相在流动的液膜上进行传质。列管外通冷却 剂以除去吸收过程中放出的热量 。
（5）点着氢气软管插入灯头氢气管，用铁丝 扎紧。
（6）打开氯气切断阀HV-5458，用手动小阀 缓慢加氯气。观察火焰颜色，待火焰变为青 白色时封炉门。
（7）打开尾气排空，加吸收水。给合成炉提 量至氢气500m³/h，氯气380m³/h左右后等 合成炉升温。
（8）当蒸汽压力并入蒸汽总管后逐步给合成 炉提量。自控阀限位后将手阀开大，改用自 控阀调节。
顶部防爆膜 冷却换热块5个
循环水进口 平衡管
炉门 纯水进口
循环水出口 上气室 蒸汽出口
汽包
下气室 氯化氢出口
上换热块 下换热块
两侧防爆口 上节石墨筒体 中节石墨筒体 下节石墨筒体
视镜
石墨底盘
循环水 冷却水
纯水
冷却水
防爆口
循环水
氯化氢
蒸汽出口 闪蒸罐
纯水
视镜 氯气 氢气
石墨底盘
石墨筒体
下换热块
氯化氢合成装置工艺
氯碱分厂 郝天亮
二○一二年五月五日
讲述内容
1、本装置生产任务及产品简介 2、氯化氢合成的原理 3、工艺流程 4、点炉及停炉步骤 5、主要设备结构及其原理 6、主要控制指标 7、常见事故及处理方法 8、联锁说明 9、应急处理操作
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氯化氢合成炉工作原理
1.催化剂床：氯化氢合成炉内通常使用催化剂来催化反应。
催化剂能
够提高反应速率，降低反应温度，并提高选择性。
常见的催化剂包括氯化铁、氯化铜和活性炭等。
2.加热系统：合成炉内需要维持一定的反应温度。
加热系统通常采用
燃料燃烧产生的高温烟气，通过换热器将烟气的热量传递给反应器中的催
化剂床，使其达到所需的反应温度。
燃烧产生的烟气通常含有大量的氮气，可以起到稀释反应物、调节反应温度的作用。
3.控制系统：合成炉内氯化氢的产量和质量需要严格控制，因此通常
需要采用先进的自动控制系统。
控制系统可以实时监测和调整反应压力、
温度、进料比例等参数，以保证合成炉的稳定运行和高产出。
4.反应器：氯化氢合成炉的反应器通常采用垂直管状结构。
反应器内
部装有催化剂床，催化剂床通过与流动的氢气和氯气接触，催化产生氯化氢。
由于反应为放热反应，反应器内需要设置合适的冷却方案，将反应产
生的热量迅速带走，以防止过热。
在氯化氢合成过程中，还需要考虑以下几个因素：
1.反应温度：合成炉内的反应温度对于反应速率和产物质量有着重要
影响。
一般来说，较高的反应温度能够提高反应速率，但过高的温度可能
导致副反应的发生。
因此，需要选取适当的反应温度。
2.反应压力：反应压力是控制氯化氢产量的重要因素。
较高的反应压
力可以提高气相组分的浓度，从而促进氯化氢的生成。
但过高的压力会增
加设备投资和运行成本，需要在经济性和实际操作能力之间做出取舍。
3.催化剂选择：合适的催化剂选择可以显著提高氯化氢合成反应的效率和选择性。
常用的催化剂如氯化铁、氯化铜等都具有良好的催化活性。
正确的催化剂选择可以提高反应转化率和氯化氢纯度。
总之，氯化氢合成炉的工作原理是通过催化剂将氢气和氯气直接反应生成氯化氢。
合成炉通过加热系统和控制系统来维持反应所需的温度和压力，以及实现自动化的操作控制。
正确的参数控制和催化剂选择可以提高氯化氢的产量和质量。