年产15万吨烧碱工厂盐酸合成工段工艺设计(附件)
随着近代工艺的发展，盐酸在社会生产的各个领域都有着重要作用，所以对于盐酸合成的装置也在不断进步更新。本设计是年产15万吨烧碱工厂盐酸合成工段的工艺设计。在此设计中介绍了盐酸合成的现状，并结合现已有的成熟技术，在铁炉合成工艺，二合一合成炉工艺和三合一合成炉工艺中，选择了效果较好的三合一石墨合成炉合成盐酸的生产设备来完成此次设计。本次的设计内容包括对盐酸的介绍、物料衡算、热量衡算和设备的尺寸计算、并绘制了相关的流程图。关键词 氯化氢，盐酸，设备，合成工艺
目录
1 绪论 1
1.1 盐酸的发展 1
1.2 盐酸的概况 1
1.3 盐酸合成的简单原理 2
1.4 盐酸的生产技术 2
1.5 盐酸合成技术 2
2 工艺流程 4
2.1 工艺介绍 4
2.2 吸收设备介绍 4
2.3 工艺流程介绍 5
3 物料衡算 6
3.1 生产数据及条件 6
3.2 合成炉中的物料衡算 7
3.3 一段降膜式吸收塔物料衡算 10
3.4 二段降膜式吸收塔物料衡算 10
3.5 三段填料式吸收塔物料衡算 11
3.6 水的用量计算 12
3.7 产品质量的验证 12
4 热量衡算 12
4.1 热量衡算采用的计算方法 12
4.2 三合一合成炉热量衡算 13
4.3 一段降膜式吸收塔热量衡算 15
4.4 二段降膜式吸收塔热量衡算 19
4.5 三段填料吸收塔热量衡算 21
5 三合一合成炉设备计算 24
5.1 三合一合成炉设备工艺计算 24
5.2 吸收塔换热面积计算 24
6 工艺装置的安全 26
6.1 保证系统过程安全 26
6.2 确保稳定的纯度 26
6.3 做好主要设备的维护管理 27
7 工艺的尾气处理 27
设计小结 28
致 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
谢 29
参 考 文 献 30
1 绪论
1.1 盐酸的发展
盐酸发展已有近300年的历史，但是由于我国对外开放不足，到新中国成立后，才开始发展盐酸工业，并且生产方法单一，应用方面也不成熟[1]。
盐酸是一种重要的无机化工原料产品，广泛应用于社会各行各业中。改革开放以来，我国烧碱工业飞速发展，盐酸合成工艺不断进步，盐酸的需求量增加，盐酸产业得到了飞快的发展，盐酸产品得到质的提升。特别是1990年我国生产的2.623万吨盐酸中，副产品产盐酸1.4265多万吨，首次超过直接合成法合成盐酸。
经过60多年的发展，我国已经成为盐酸生产大国，盐酸的附属产业也得到了很大的发展[2]。
1.2 盐酸的概况
1.2.1 盐酸的性质
盐酸是具有刺激性气味，无色或淡黄色的，并且可挥发的液体，具有强腐蚀性。工业盐酸的相对密度为1.20。盐酸具有一种强酸的共同性质，它是一种强酸，能与氢前面的金属反应生成氢和金属盐。它能与碱和碱性氧化物反应产生金属盐和水[2]。用盐酸可以用来去除一些惰性金属表面的锈迹。
1.2.2 盐酸的使用
盐酸是一种非常重要的工业原料。在社会生活生产中，有广泛的应用。如：
日常使用：清洁厕所，除锈剂等产品。
工业使用：盐酸可以去除工业仪器表面的锈斑。
漂染工业：可以用盐酸中和漂白后遗留的碱性液体。
金属加工：对钢件进行预镀处理，先用苛性钠溶液洗涤除去油，然后用盐酸浸渍;在金属焊接之前，将一小片盐酸施加到焊缝中，所有这些都用来溶解金属氧化物。盐酸除锈。这样，可以牢固地镀敷金属表面并牢固地焊接[3]。
1.3 盐酸的合成原理
在烧碱工业生产中，我们通过电解食盐水生成烧碱，并将生成的氯气和氢气分别通过管道进入合成炉，用直接发制盐酸，经过点燃生成氯化氢气体后，然后用水吸收，经过多次吸收后变成盐酸。
1.4 盐酸的生产技术
自1772以来，Priesly首次收集氯和氢生产纯盐酸，并测试其性能超过230年。从上世纪50年代开始，副产盐酸的生产已超过发达工业国家合成法生产的盐酸，HCl仍然是盐酸工业的最佳工艺和最有效的利用。
盐酸的合成方法有多种，第一种是直接合成，即在燃烧喷嘴中混合氢和氯，然后反应生产氯化氢后，用水吸收，在反应产生的火焰中合成氯化氢。副产物回收方法是生产各种有机化合物的副产品。从我国目前的生产过程来看，主要由以下几种：
铁炉合成；
二合一石墨炉合成；
三合一石墨炉合成
中国的大部分厂家都淘汰了铁炉生产和二合一炉生产，改为三合一合成炉生产工艺。当然，也有利用炼铁炉生产氯化氢气体、空冷、水冷、石墨冷却氢气等生产，并将在我国持续相当长的一段时间。由于盐酸生产中的“三合一”炉，生产成本较高，同时有许多因素没有通过防腐材料和技术，很少有制造商发挥了作用。石墨合成炉设备生产厂也很困难。但由于其技术紧凑、占地面积小、生产灵活性大等诸多优点。在中世纪和中世纪的低潮之后，石墨氯碱装置终于受到重视。
1.5 盐酸合成技术
1.5.1 产品说明
1.5.1.1 产品名称
盐酸，化学表达式HCl
1.5.1.2 产品性质
盐酸是无色液体，具有刺激性的气味的液体。工业中的盐酸由于含有大量铁离子而呈浅黄色，盐酸是一种挥发性酸和非常强的无机酸，和碱反应，可以生成氯化物和水。
盐酸浓度随温度的升高而降低，盐酸是一种恒沸点液体，而沸点和沸点温度的组成随压力变化不大。
盐酸很容易与许多金属反应生成氢。它可以与金属氧化物反应形成盐和水，它们可以与碱反应形成盐和水[4]。
目录
1 绪论 1
1.1 盐酸的发展 1
1.2 盐酸的概况 1
1.3 盐酸合成的简单原理 2
1.4 盐酸的生产技术 2
1.5 盐酸合成技术 2
2 工艺流程 4
2.1 工艺介绍 4
2.2 吸收设备介绍 4
2.3 工艺流程介绍 5
3 物料衡算 6
3.1 生产数据及条件 6
3.2 合成炉中的物料衡算 7
3.3 一段降膜式吸收塔物料衡算 10
3.4 二段降膜式吸收塔物料衡算 10
3.5 三段填料式吸收塔物料衡算 11
3.6 水的用量计算 12
3.7 产品质量的验证 12
4 热量衡算 12
4.1 热量衡算采用的计算方法 12
4.2 三合一合成炉热量衡算 13
4.3 一段降膜式吸收塔热量衡算 15
4.4 二段降膜式吸收塔热量衡算 19
4.5 三段填料吸收塔热量衡算 21
5 三合一合成炉设备计算 24
5.1 三合一合成炉设备工艺计算 24
5.2 吸收塔换热面积计算 24
6 工艺装置的安全 26
6.1 保证系统过程安全 26
6.2 确保稳定的纯度 26
6.3 做好主要设备的维护管理 27
7 工艺的尾气处理 27
设计小结 28
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谢 29
参 考 文 献 30
1 绪论
1.1 盐酸的发展
盐酸发展已有近300年的历史，但是由于我国对外开放不足，到新中国成立后，才开始发展盐酸工业，并且生产方法单一，应用方面也不成熟[1]。
盐酸是一种重要的无机化工原料产品，广泛应用于社会各行各业中。改革开放以来，我国烧碱工业飞速发展，盐酸合成工艺不断进步，盐酸的需求量增加，盐酸产业得到了飞快的发展，盐酸产品得到质的提升。特别是1990年我国生产的2.623万吨盐酸中，副产品产盐酸1.4265多万吨，首次超过直接合成法合成盐酸。
经过60多年的发展，我国已经成为盐酸生产大国，盐酸的附属产业也得到了很大的发展[2]。
1.2 盐酸的概况
1.2.1 盐酸的性质
盐酸是具有刺激性气味，无色或淡黄色的，并且可挥发的液体，具有强腐蚀性。工业盐酸的相对密度为1.20。盐酸具有一种强酸的共同性质，它是一种强酸，能与氢前面的金属反应生成氢和金属盐。它能与碱和碱性氧化物反应产生金属盐和水[2]。用盐酸可以用来去除一些惰性金属表面的锈迹。
1.2.2 盐酸的使用
盐酸是一种非常重要的工业原料。在社会生活生产中，有广泛的应用。如：
日常使用：清洁厕所，除锈剂等产品。
工业使用：盐酸可以去除工业仪器表面的锈斑。
漂染工业：可以用盐酸中和漂白后遗留的碱性液体。
金属加工：对钢件进行预镀处理，先用苛性钠溶液洗涤除去油，然后用盐酸浸渍;在金属焊接之前，将一小片盐酸施加到焊缝中，所有这些都用来溶解金属氧化物。盐酸除锈。这样，可以牢固地镀敷金属表面并牢固地焊接[3]。
1.3 盐酸的合成原理
在烧碱工业生产中，我们通过电解食盐水生成烧碱，并将生成的氯气和氢气分别通过管道进入合成炉，用直接发制盐酸，经过点燃生成氯化氢气体后，然后用水吸收，经过多次吸收后变成盐酸。
1.4 盐酸的生产技术
自1772以来，Priesly首次收集氯和氢生产纯盐酸，并测试其性能超过230年。从上世纪50年代开始，副产盐酸的生产已超过发达工业国家合成法生产的盐酸，HCl仍然是盐酸工业的最佳工艺和最有效的利用。
盐酸的合成方法有多种，第一种是直接合成，即在燃烧喷嘴中混合氢和氯，然后反应生产氯化氢后，用水吸收，在反应产生的火焰中合成氯化氢。副产物回收方法是生产各种有机化合物的副产品。从我国目前的生产过程来看，主要由以下几种：
铁炉合成；
二合一石墨炉合成；
三合一石墨炉合成
中国的大部分厂家都淘汰了铁炉生产和二合一炉生产，改为三合一合成炉生产工艺。当然，也有利用炼铁炉生产氯化氢气体、空冷、水冷、石墨冷却氢气等生产，并将在我国持续相当长的一段时间。由于盐酸生产中的“三合一”炉，生产成本较高，同时有许多因素没有通过防腐材料和技术，很少有制造商发挥了作用。石墨合成炉设备生产厂也很困难。但由于其技术紧凑、占地面积小、生产灵活性大等诸多优点。在中世纪和中世纪的低潮之后，石墨氯碱装置终于受到重视。
1.5 盐酸合成技术
1.5.1 产品说明
1.5.1.1 产品名称
盐酸，化学表达式HCl
1.5.1.2 产品性质
盐酸是无色液体，具有刺激性的气味的液体。工业中的盐酸由于含有大量铁离子而呈浅黄色，盐酸是一种挥发性酸和非常强的无机酸，和碱反应，可以生成氯化物和水。
盐酸浓度随温度的升高而降低，盐酸是一种恒沸点液体，而沸点和沸点温度的组成随压力变化不大。
盐酸很容易与许多金属反应生成氢。它可以与金属氧化物反应形成盐和水，它们可以与碱反应形成盐和水[4]。
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