氯化氢合成装置工艺

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氯化氢缓冲罐以及氯化氢气体管道中的冷凝
酸排入冷凝酸罐(V-706),经冷凝酸泵(P704)送至盐酸收,吸收后的稀酸经过水封槽 (V-704A~F)
进入调整罐中,与盐酸调整罐中不合格的盐酸 调整为31%合格盐酸后,由盐酸泵(P-705A/B) 送至罐区。自一级降膜吸收器流出的31%的合 格盐酸进入高纯盐酸中间罐(V-708),经过 高纯盐酸泵(P-706A/B)送至电解工序或罐 区。
(2)、化学性质
氯化氢在干燥的状态下几乎不与金属反 应,但在含水或溶于水时,其表现为盐酸的 性能,腐蚀性很强,能与大多数金属反应, 生成相应的盐类。
(3)、用途
氯化氢气体是制造合成材料的主要 原料,可用来制造聚氯乙烯和氯丁橡胶 等。
2、高纯盐酸
(1)、盐酸的性质
高纯盐酸的外观与性状: 无色或微黄 色发烟液体,有刺鼻的酸味。 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 饱和蒸气压(kPa): 30.66(21℃)
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
合成炉
氢气调节阀
冷凝酸罐
冷凝酸泵
酸调整罐
盐酸泵
高纯盐酸中间罐
高纯盐酸泵
稀盐酸循环罐
循环泵 吸收泵
出水罐
纯水加压泵
2、高纯盐酸工艺流程
制作高纯盐酸的HCl气体自合成炉出来后 先进入一级降膜吸收器(T-701A~F)的顶部 与来自二级降膜吸收器(T-702A~F)来的稀
盐酸进行吸收,其吸收时放出的热量由夹套内 的冷却水带走,生成31%的盐酸进入高纯盐酸 中间罐(V-708),浓度不合格的盐酸进入盐酸 调整罐(V-707)。未被吸收的HCl气体进入二 级降膜吸收器(T-702A~F)顶部与来自尾气 吸收塔(T-703A~F)的稀盐酸进行吸收,二 级降膜吸收器中未被吸收的少量HCl气体进入 尾气吸收塔与来自稀盐酸循环槽(V-705)经 盐酸吸收泵(P-703A/B)加压后的稀酸喷淋吸 收生成稀酸进入二级降膜吸收器,与来自
Cl2 ≥ 98.5% H2 ≤0.4% O2 ≤ 1.0%
Cl2 80~99% H2 ≤ 3.60%
H2 ≥ 99%
H2 ≥ 99% 含O2≤0.4%
Ca2+ 0.0% Mg2+ 0.0% Fe含量≤0.001%(wt)
备注 来自氯处理工序
来自液氯工序 来自氢处理工序
来自变压吸附 来自纯水工序
2、主要控制指标
2、停炉步骤
(1)缓慢给合成炉降量至氢气400m³/h左右, 氯气280m³/h左右。
(2)主控直接关闭氯气切断阀,同时氢气切 断阀及氯氢气调节阀会联锁关闭,然后立即 关闭手动阀门,观察炉火是否熄灭。
(3)关闭补纯水阀门LV-5451及蒸汽并网阀 HV-5466,合成炉缓慢降温。
(4) 解除HV-5458与HV-5459之间的相互关 闭联锁,打开氢气调节阀。开氮气阀门给合 成炉充氮气置换20分钟以上后系统抽负压。
5451)开度小 (4)转化工序调节幅度大。
处理方法:(1)检查冷却器冷凝酸排放情况 (2)检查吸收器下酸情况及吸收水量 (3)适当开大阀门 (4)与相关岗位联系进行调节
6、氯化氢气体出现游离氯 原因:(1)H2和Cl2配比不当,氯过量
(2)H2和Cl2压力波动大,调节不及时 (3)H2纯度低 (4)灯头烧坏合成不好 (5)炉温低,反应不完全 处理方法:(1)调节氯气量或氢气量
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
一、本装置生产任务及产品简介
(一)生产任务
1、将氯氢处理工序送来的合格的氯气、氢气在 石墨合成炉内燃烧,生成氯化氢气体,将大 部分合格的氯化氢供应给氯乙烯装置。
2、合成炉结构
• 合成炉由钢衬四氟灯头座、石英灯头、石 墨合成段、合成段换热块、炉顶石墨冷却 器、蒸汽室、气水分离器过滤网和钢制外 壳等部分组成。具有占地面积小、结构紧 凑、便于操作等优点。
• 内部石墨块有(按从下至上的顺序):石墨底 盘、下节石墨筒体、中节石墨筒体(2 节)、上节石墨筒体、下换热块、上换热 块、下气室、冷却换热块(5块)、上气 室 ,共计14块石墨块
(3)、高纯盐酸质量标准
级别 指标 指标名称
一等品
总酸度(以HCl计%) ≥
钙(以Ca计)mg/L ≤
镁(以Mg计)mg/L ≤
铁(以Fe计) ≤
蒸发残渣,mg/L ≤
游离氯 mg/L ≤
31.0 0.30 0.07 0.30 25.0 20.0
合格品
31.0 0.50 0.20 3.0 50.0 60.0
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 。
原氯缓冲罐 合成炉
氯缓冲罐
HCL缓冲罐
蒸汽分配台 HV-5460 PV-5459
工艺流程
来自外管
水力喷射器
来自氯处理
液氯工序
氯化 氢缓 冲罐
一级石墨吸收器
二级石墨吸收器
尾气吸收塔
氯气调节阀
来自氢 处理
氯气至事故氯
合成炉 冷凝酸罐
纯水来自外管
水封罐
废弃吸收塔
冷凝水 来自外 管
V-702
V-703
液化尾氯缓冲罐 氯气缓冲罐
(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。
2、将剩余部分氯化氢吸收成合格的高纯盐酸, 并且为本厂及用户提供优质的高纯盐酸。
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。
(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。
(2)及时调节 (3)提高H2流量并通知H2处理岗位 (4)更换灯头 (5)提高炉温,必要时停炉处理
二、氯化氢合成的原理
生产氯化氢气体其主要反应还是氯气与 氢气的化合反应,氯气与氢气在适宜的条件 (如光,燃烧或触媒)下,会迅速化合,其 反应式如下:
Cl2+H2=2HCl 氢气及氯气在石英灯头做触媒的情况下 发生燃烧反应生成氯化氢气体
三、氯化氢合成工艺流程
1、合成氯化氢工艺流程
液化尾气来自液氯工序,进入尾氯缓冲 罐 (V-702)缓冲后与来自氯处理工序的氯气共 同进入氯气缓冲罐(V-703)混合后进入石墨 合成炉(R-701A~G)。氢气来自氢处理工序, 通过氢气管道阻火器至石墨合成炉(R701A~G)。氯氢气在炉内混合燃烧生成氯化 氢气体,反应热由夹套中的纯水带走。氯化 氢气体再经过炉顶冷却器,冷却器夹套中的 循环水使其温度降至45℃以下,再进入氯化 氢缓冲罐(V-701),通过氯化氢总管送至转 化工序。
高纯盐酸是用纯水吸收氯化氢气体制 成的,纯度较高,主要用于离子膜电解生 产。
(2)、盐酸的用途
盐酸的用途很广,如化学工业中 用来制取钡和锌的氯化物、苯胺、染 料和皂化油脂;冶金工业中湿法冶金、 清洗钢板铁锈;轻工业纺织品染色、 鞣革染和电镀、用于淀粉制造水解酒 精与葡萄糖;食品工业制酱油和味精 等。
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。
(2)有杂质落在灯头上
(3)灯头破
处理方法:(1)立即分析纯度,与氯氢处理

系,严重时停车处理
(2)停炉检查灯头
2、火焰发白且有烟雾
原因:(1)氢气过量太多 (2)氯气纯度低
(3)H2水分多 处理方法:(1)减少氢气流量或提高氯气流
量 (2)通知调度提高电解Cl2纯度 (3)排水
3、火焰发黄发暗
HV-5452G HV-5451G
1#炉
2#炉
7#炉
四、点炉、停炉步骤
1、点炉步骤 (1)检查合成炉循环水畅通,夹套纯水液位
在40%左右,合成炉负压正好。 (2)取炉内含氢样,指标小于0.05%.
(3) 将氢气氯气调节阀分别开至25%和 15%,打开氢气及氯气手动大阀。 (4)打开氢气切断阀HV-5459,开手动小阀调 节氢气大小。
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。
尾气吸收塔 二级降膜吸收器 一级降膜吸收器
水力喷射器
吸收器
废气吸收塔 水封槽(V-704)
稀盐酸循环罐
3.3 互串做酸工艺流程
此工艺共有7台合成炉,六套吸收系统, 每台合成炉可以用任何一套吸收系统制酸。
(以7#炉去1#或2#吸收系统为例说明)
互串做酸总管
VCM
HV-5452A
HV-5457A HV-5451A
HV-5452B
HV-5457B HV-5451B
2、降膜吸收器结构
降膜吸收器由上封头、下封头、防爆膜、换热 块(九块)、液体分布头及钢制外壳组成。如图:
氯化氢进口 循环水出口 共9块换热块
排净口
下酸口
防爆膜 上封头
吸收水进口 排气口
循环水进口 氯化氢出口
下封头
六、主要控制指标
1、原材料指标
名称 原料氯气
尾氯 原料氢气 回收氢气 纯水

格(v%)
氯化氢纯度 盐酸浓度
90%-94% 31%±1%
氯化氢压力 (炉压)
游离氯
氯化氢温度 ≤45℃
出酸温度
点火前氢气 纯度
点火前炉内 含氢
≥99% ≤0.05%
点火前氯气 纯度
系统开车炉 前氢气纯度
≤50Kpa ≤0.04% ≤45℃ ≥85%
≥ 99%
七、常见问题及处理方法
1、合成炉火焰发红发亮
原因:(1)氢气纯度低,含氧高
五、主要设备结构及其原理
(一)、合成炉
1、合成炉工作原理
来自氯氢处理装置的合格的H2和CL2经阻 火器按一定的配比进入石墨合成炉,在石英 灯头上燃烧,生成的氯化氢气体从石墨合成 炉段往上,经合成段换热块换热后使合成炉 夹套纯水产生更多的蒸汽,通过换热后的HCl 气体再进入炉顶石墨冷却器,经炉顶石墨冷 却器内循环水冷却至≤45℃,从氯化氢出口输 出,进入氯化氢缓冲罐送至氯乙烯装置或去 吸收系统制成盐酸。
原因:氯气过量 处理方法:减少氯气流量或加大氢气流量
4、H2压力波动频繁 原因:(1)氢气管道或设备积水堵塞
(2)直流电波动 (3)氢气压缩机操作问题 处理方法:(1)检查排除wk.baidu.com水
(2)与调度联系稳定电流 (3)与氯氢处理联系稳定压力
5、合成炉炉压过高或波动频繁
原因:(1)冷却器氯化氢出口液封 (2)做酸炉吸收器液封 (3)做酸阀(HV-5452)或送气阀(HV-
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