氯化氢合成

氯化氢合成、冷冻工艺介绍

第一章氯化氢合成岗位任务

1.氯化氢合成的任务

调节氢气与氯气配比，通过燃烧合成合格的氯化氢气体，供转化工序使用，或用水吸收制成合格的盐酸。

2.罐区岗位任务

将转化回收酸及二合一工业酸回收至罐区贮槽，然后利用二合一工业酸将回收酸配制成浓度≥28%的盐酸送盐酸解析。

第二章氯化氢合成岗位工作原理

1.反应方程式

H2+Cl2 2HCl↑+44.126J

2H2+O2 2H2O+Q

3Cl2+2Fe 2FeCl3+Q

2.氢气的纯度对合成反应的影响

如果氢气纯度低，氢气中必定含有较多的空气和水分。当氢气中含氧达到5%以上时则形成氢气与氧气的爆炸混合物，不利于安全生产。氢气中含少量水分，虽然可以促进氢气与氯气的合成反应，但含水分过高则会造成合成炉等设备的腐蚀。此外，更重要的是，氢气纯度(主要含氮气、氧气)将影响到合成和干燥后产品氯化氢的纯度，降低石墨换热器的传热系数，最终影响到氯乙烯合成和精馏系统的收率。造成精馏尾气放空惰性气体量和含氯乙烯与乙炔浓度的增加。

3.氯气的纯度对合成反应的影响

若氯气纯度低，氯气中必定含有较多的氢气与水分，当氯气中含氢量达到5%以上时，则形成氢气与氯气的爆炸混合物，不利于安全生产。含水分和纯度对氯乙烯生产的影响如2所述4.氢气与氯气的配比对合成反应的影响

根据氢气与氯气反应方程式，两者理论是按照1﹕1分子比合成的，但工业上都是控制氢气过量的。一般在氯化氢合成中控制分子比为氢气﹕氯气=（1.05～1.1）﹕1。在合成盐酸的合成炉中，氢气过量还多些。氢气过量最多不能超过10%，不然会造成产品氯化氢纯度下降，乃至影响氯乙烯收率。而氢气过量超过20%则有可能形成爆炸混合物，不利于安全生产。

但如果氯气过量，则游离氯易与炉壁以及冷却管等反应生成黄色结晶氯化铁而腐蚀设备。游离氯还将在降膜式吸收塔中与水反应生成次氯酸，对不透性石墨起缓慢的局部氧化作用。即使少量的游离氯，也将在氯乙烯合成的混合器中与乙炔发生气相反应，生成极易爆炸的氯乙炔，造成氯乙烯合成系统的爆炸。因此，为杜绝氯化氢中产生游离氯，合成反应中严格控制氢气过量并控制在5—10%，并随时注意氯、氢流量和视镜中燃烧火焰的颜色变化。

第三章工艺流程

1.氯化氢合成工艺流程

来自氯氢处理工序的氯气、氢气，经氯气、氢气缓冲罐、氢气阻火器进入二合一合成炉内燃烧，生成氯化氢气体自炉顶排出，经空气冷却管、氯化氢缓冲罐进入石墨冷却器，冷却后的氯化氢送至转化工序。

流程方框图

电解----氢气缓冲罐-----阻火器---(电解---氯气缓冲罐)合成炉----空冷管----氯化氢缓冲罐---石墨冷---转化&降膜吸收

2.制酸的工艺流程

合成的氯化氢气体从石墨冷却器出口经降膜吸收系统，大部分氯化氢被稀酸吸收，生成盐酸

储存。一部分未吸收的氯化氢经尾气吸收塔吸收后，下酸到降膜吸收塔，未被尾气吸收塔吸收的气体经水力喷射器回到循环液槽，最后少量的尾气氯化氢经碱洗塔被碱液吸收。未被吸收的尾气放空。

制酸流程方框图

石墨冷---降膜吸收塔---(尾气吸收塔)--盐酸槽----盐酸泵---储罐

氯化氢合成工艺流程图

氯化氢制酸工艺流程图

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第四章工艺指标

H2:Cl2（体积比）：（1.05～1.1）:1

点炉负压：-0.20～-1.36Kpa（纸放在炉门口不落下来）

出酸浓度：25～31%

下酸温度：≤55℃

炉内含氢：≤0.067%

氢气纯度：≥98% 氢气含氧≤0.4%

氯气纯度：≥90% 氯中含氢≤1%

氯化氢纯度：90-95%（单通时≥85%）无游离氯

热水槽温度：65～85℃

夹套水温度：70～99℃

石墨冷却器进气温度：110～180℃

合成炉出口温度：400～600℃

石墨冷却器出口温度：≤40℃

氯化氢总管温度：≤40℃

氯化氢总管压力：≤70KPa

成品酸浓度：≥28%

第二节氯化氢合成主要危险化学物质

1.氯气（Cl2）

1.1理化特性

氯气为黄绿色，有刺激性气味，比空气重（为空气重度的2.5倍），在阳光及高温下与易燃气体混合时易发生燃烧、爆炸，吸入少量Cl2会刺激咽、鼻，引起胸部疼痛和咳嗽，吸入大量Cl2会引起窒息死亡。

主要参数如下

分子量70.907

沸点-33.9℃

凝固点-100.5℃

重度 3.214千克/立方米（标准状态）

比热0.115卡/克℃（20℃）

粘度129微泊（17℃）

汽化潜热72.95千卡/千克（常压下）

临界压力76.1绝压

临界温度144℃

导热系数0.0062千卡/米时℃（标准状态）

氯气可溶于水，0℃和20℃时溶解度分别为1.47%和0.73%，溶解热为5.28千卡/克分子，氯气溶于水后生成腐蚀性的次氯酸、盐酸和存在一部分游离氯。

1.2对人体的危害

最高容许浓度:1mg/m3。

主要危害:对眼睛、呼吸道粘膜有刺激作用。

急性中毒症状:轻者有流泪、咳嗽、胸闷、咳少量痰，出现气管和支气管炎的表现；中度中毒发生支气管肺炎或间质性肺水肿，病人除有上述症状的加重外，出现呼吸困难、轻度紫钳等。重者发生肺水肿、昏迷和休克，可出现气胸、纵隔气肿等并发症。吸气极高浓度的氯气，可引起迷走神经反射性心跳停或喉头痉挛而发生“电击样”死亡。皮肤接触液氯和高浓度氯，在暴露部位可有灼伤后急性皮炎。