年产10万吨100%烧碱（离子膜法）氯气液化工段工艺设计
本文是年产10万吨100%烧碱（离子膜法）氯气液化工段工艺设计。确定了厂址的选择及产能，简述了地区的自然条件。简单的介绍了离子膜烧碱工业的发展史及国内外发展概况，通过介绍氯气液化各种工艺，结合实际情况，选择合适的工艺，对工艺进行简单的叙述。规定设计的参数，进行工艺计算，包括物料衡算和热量衡算，根据计算结果对主要设备进行选型。对工段进行安全和环境的评价，并给出防治措施。最后进行技术经济概算与项目管理。关键词 氯气液化，离子膜法烧碱，年产10万吨
目 录
1. 总论 1
1.1设计依据、方案及生产规模 1
1.2设计地区的自然条件 1
1.3厂址选择 1
2. 概述 1
2.1烧碱 1
2.2氯气 3
2.3简史概述 4
3. 工艺叙述部分 4
3.1电解原理制烧碱工艺比较 4
3.2氯气液化工艺比较 5
4. 工艺计算部分 10
4.1工艺流程简介 10
4.2设计计算依据 10
4.3热量衡算 11
4.4物料衡算 14
5. 主要设备工艺计算 14
5.1氯气液化机组选型及计算 14
5.2各辅助设备设计 14
6. 安全技术与环保部分 15
6.1项目对环境可能造成的影响 15
6.2防护措施 16
6.3液氯及包装工序的主要安全隐患 16
6.4安全措施 18
7. 技术经济概算 19
7.1固定费用 19
7.2土地费用 20
7.3总费用一览表 20
致谢 23
参考文献 24
1.总论
1.1 设计依据、方案及生产规模
本文是关于年产10万吨100%烧碱（离子膜法）氯气液化工段工艺设计，就离子膜烧碱氯气液化工段各工艺的优劣进行详细的阐述，选择合适的工艺，对所选工艺流程原理进行简述给出具体的工艺设计和计算。
本厂拟建于淮安经济技术开发区，处于淮阴区。岩盐储量丰富，原 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
料充足。
生产规模：氯氢处理工段预计输送原料氯为2.5万吨每年，液氯工段生成产品液氯为2万吨每年，年生产时间为8000小时。
1.2 设计地区的自然条件
本厂拟建于淮安经济技术开发区：
1、气候
淮阴区地处北亚热带和温带边缘地带，属亚热带湿润暖温带半湿润季风气候，四季分明，季风显著。全市年平均风速在2.9米/秒～3.6米/秒，以偏东风和西南风为主。年平均气温为14.8℃，年极端最高气温为36.4℃，年极端最低气温为8.5℃，年总降水量为916.3mm，年日照总时数为2012.5小时。主要灾害性天气有大雾、低温、寒潮、霜冻、干旱、高温、强对流天气、大风、暴雨、台风等。
2、地形
淮安市地处黄淮平原和江淮平原，无山，地势平坦，地形以平原，只有盱眙县的西南部，有丘陵，地势较高。
1.3 厂址选择
本厂拟建于淮安经济技术开发区，处于淮阴区。烧碱工业的原材料丰富，交通便利，因为在工业园区，所以对周围环境影响较小，“三废”治理方便。
2.概述
2.1 烧碱
2.1.1 烧碱的性质
氢氧化钠，化学式为NaOH，化学性质属于碱类，并有强腐蚀性。通常状态下显现为片状或者块状，在水中有很好的溶解性并且伴随着放热，十分易潮解，可能会因为吸收空气中的水汽或者二氧化碳而变质。
NaOH不仅是做化学实验常备的用品，而且也是化学的工业基础产品之一。纯的NaOH外观显现为无色透明的晶体。密度为2.13g/cm3。熔点为318.4℃。沸腾温度为1390℃。工业上对NaOH的纯度要求不是太高，常含有少许的NaCl和NaCO3，所以呈现为白色且不透明的晶体。有块状、片状、粒状和棒状等。相对分子量39.997。易溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨。氢氧化钠在水中的溶解度变化如下：
表1：氢氧化钠在水中的溶解度
温度（°C）
溶解度（g/100mL）
0
42
10
51
20
109
30
119
40
129
50
145
60
174
70
299
80
314
90
329
100
347
NaOH与无机酸可以发生中和反应并释放出大量的热，然后反应产物为相应的盐；可以与Zn、Si、B等反应生成氢；与卤素I、Cl、Br等可以发生歧化反应。在水溶液中能把金属离子沉淀为氢氧化物；能与脂肪发生反应并产生相应有机酸的钠盐和醇类，除去物品上的油污也用到了这个原理。它能与指示剂发生反应，因为NaOH溶液呈碱性。
2.1.2 烧碱的用途
烧碱在化工工业中是十分重要的原料，使用广泛。在化工生产中，烧碱可以提供碱性环境或者作为化学反应的催化剂，稀溶液可以作为家用的洗涤剂。
以下是在各行业中的应用：
①在轻纺、印染工业中，需要大量的碱性洗涤液除去织物上的油脂。生产人造纤维也需要烧碱或纯碱。
②在冶炼行业中，各类矿石在提炼前常常要预处理，把矿石原料的所需成分变化为溶解性较好的钠盐，方便除去其不可溶的杂质，所以，常常要用到碱类。
③精制石油也要用烧碱。石油馏分中常含有胶质，为了除去这些胶质，常在其中加入浓硫酸与胶质反应将其析出，此时的石油里还含有多种H2SO4酸蚀而成的杂质和过量的H2SO4，之后的工序要用到氢氧化钠溶液来清洗，再用干净的水清洗，这样得到的石化产品品质才能符合标准。
④在化工行业中，氢氧化钠用于制造金属和电解水。合成染料、药物和有机中间体也需要用到如烧碱或苏打等。
⑤烧碱也广泛应用于水处理。在污水处理厂中，水的硬度通常都很高，可以用烧碱的中和反应原理来减小。因为烧碱在水中有较高的溶解性，所以在水处理的各个领域中十分便捷的使用。
总之，烧碱的应用十分普遍，是一种非常重要的化工原料。
目 录
1. 总论 1
1.1设计依据、方案及生产规模 1
1.2设计地区的自然条件 1
1.3厂址选择 1
2. 概述 1
2.1烧碱 1
2.2氯气 3
2.3简史概述 4
3. 工艺叙述部分 4
3.1电解原理制烧碱工艺比较 4
3.2氯气液化工艺比较 5
4. 工艺计算部分 10
4.1工艺流程简介 10
4.2设计计算依据 10
4.3热量衡算 11
4.4物料衡算 14
5. 主要设备工艺计算 14
5.1氯气液化机组选型及计算 14
5.2各辅助设备设计 14
6. 安全技术与环保部分 15
6.1项目对环境可能造成的影响 15
6.2防护措施 16
6.3液氯及包装工序的主要安全隐患 16
6.4安全措施 18
7. 技术经济概算 19
7.1固定费用 19
7.2土地费用 20
7.3总费用一览表 20
致谢 23
参考文献 24
1.总论
1.1 设计依据、方案及生产规模
本文是关于年产10万吨100%烧碱（离子膜法）氯气液化工段工艺设计，就离子膜烧碱氯气液化工段各工艺的优劣进行详细的阐述，选择合适的工艺，对所选工艺流程原理进行简述给出具体的工艺设计和计算。
本厂拟建于淮安经济技术开发区，处于淮阴区。岩盐储量丰富，原 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
料充足。
生产规模：氯氢处理工段预计输送原料氯为2.5万吨每年，液氯工段生成产品液氯为2万吨每年，年生产时间为8000小时。
1.2 设计地区的自然条件
本厂拟建于淮安经济技术开发区：
1、气候
淮阴区地处北亚热带和温带边缘地带，属亚热带湿润暖温带半湿润季风气候，四季分明，季风显著。全市年平均风速在2.9米/秒～3.6米/秒，以偏东风和西南风为主。年平均气温为14.8℃，年极端最高气温为36.4℃，年极端最低气温为8.5℃，年总降水量为916.3mm，年日照总时数为2012.5小时。主要灾害性天气有大雾、低温、寒潮、霜冻、干旱、高温、强对流天气、大风、暴雨、台风等。
2、地形
淮安市地处黄淮平原和江淮平原，无山，地势平坦，地形以平原，只有盱眙县的西南部，有丘陵，地势较高。
1.3 厂址选择
本厂拟建于淮安经济技术开发区，处于淮阴区。烧碱工业的原材料丰富，交通便利，因为在工业园区，所以对周围环境影响较小，“三废”治理方便。
2.概述
2.1 烧碱
2.1.1 烧碱的性质
氢氧化钠，化学式为NaOH，化学性质属于碱类，并有强腐蚀性。通常状态下显现为片状或者块状，在水中有很好的溶解性并且伴随着放热，十分易潮解，可能会因为吸收空气中的水汽或者二氧化碳而变质。
NaOH不仅是做化学实验常备的用品，而且也是化学的工业基础产品之一。纯的NaOH外观显现为无色透明的晶体。密度为2.13g/cm3。熔点为318.4℃。沸腾温度为1390℃。工业上对NaOH的纯度要求不是太高，常含有少许的NaCl和NaCO3，所以呈现为白色且不透明的晶体。有块状、片状、粒状和棒状等。相对分子量39.997。易溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨。氢氧化钠在水中的溶解度变化如下：
表1：氢氧化钠在水中的溶解度
温度（°C）
溶解度（g/100mL）
0
42
10
51
20
109
30
119
40
129
50
145
60
174
70
299
80
314
90
329
100
347
NaOH与无机酸可以发生中和反应并释放出大量的热，然后反应产物为相应的盐；可以与Zn、Si、B等反应生成氢；与卤素I、Cl、Br等可以发生歧化反应。在水溶液中能把金属离子沉淀为氢氧化物；能与脂肪发生反应并产生相应有机酸的钠盐和醇类，除去物品上的油污也用到了这个原理。它能与指示剂发生反应，因为NaOH溶液呈碱性。
2.1.2 烧碱的用途
烧碱在化工工业中是十分重要的原料，使用广泛。在化工生产中，烧碱可以提供碱性环境或者作为化学反应的催化剂，稀溶液可以作为家用的洗涤剂。
以下是在各行业中的应用：
①在轻纺、印染工业中，需要大量的碱性洗涤液除去织物上的油脂。生产人造纤维也需要烧碱或纯碱。
②在冶炼行业中，各类矿石在提炼前常常要预处理，把矿石原料的所需成分变化为溶解性较好的钠盐，方便除去其不可溶的杂质，所以，常常要用到碱类。
③精制石油也要用烧碱。石油馏分中常含有胶质，为了除去这些胶质，常在其中加入浓硫酸与胶质反应将其析出，此时的石油里还含有多种H2SO4酸蚀而成的杂质和过量的H2SO4，之后的工序要用到氢氧化钠溶液来清洗，再用干净的水清洗，这样得到的石化产品品质才能符合标准。
④在化工行业中，氢氧化钠用于制造金属和电解水。合成染料、药物和有机中间体也需要用到如烧碱或苏打等。
⑤烧碱也广泛应用于水处理。在污水处理厂中，水的硬度通常都很高，可以用烧碱的中和反应原理来减小。因为烧碱在水中有较高的溶解性，所以在水处理的各个领域中十分便捷的使用。
总之，烧碱的应用十分普遍，是一种非常重要的化工原料。
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