高纯盐酸的生产

一、概述,国内外生产盐酸的方法有三种，即三合一工艺、热回收分体式工艺和分体式工艺。三合一工艺具有工艺流程短，操作简单等优点，但设备维修量稍大。热回收分体式工艺具有操作容易，设备维修简单，热回收利用率高等优点，但工艺流程较长，设备加工要求高。分体式工艺具有操作容易、设备维修简单、产品质量控制容易等优点，但工艺流程较长。考虑本项目盐酸规模不大，并且主要为生产自用，为节省占地，拟采用三合一工艺生产盐酸。,重庆化工职业学院,盐酸生产原理,合成盐酸分两步：氯气与氢气作用生成氯化氢气体；用水吸收氯化氢气体生产盐酸。合成氯化氢的反应如下：Cl2+H22HCl此反应若在低温、常压和没有光照的条件下进行，其反应速度非常缓慢，但在高温和光照的条件下，反应非常迅速，放出大量热。氯气与氢气的合成反应必须很好的控制，否则会发生爆炸。,重庆化工职业学院,由于反应后的气体温度很高，因此，在用手吸收之前必须冷却。当用水吸收氯化氢时，也有很多热量放出，放出热量是盐酸温度升高，不利于氯化氢气体的吸收，因为溶液温度越高，氯化氢气体的溶解度就越低，因此，生产盐酸必须要有移热措施。,1、温度氯气和氢气在常温、常压、无光的条件下反应进行的很慢，当温度升至440以上时，即迅速化合，在有催化剂的条件下，150时，就能剧烈化合，甚至爆炸。所以，在温度高的情况下可反应完全。一般控制合成炉出口温度400-450。,重庆化工职业学院,2、氯氢配比氯化氢合成，理论上氯和氢的摩尔比是1：1.实际生产中，为了制取不含Cl2的盐酸，往往使氢气过量，一般控制在氢气过量5%-10%；如果氯气供应过量，会造成设备的腐蚀，产品质量下降、环境污染等不利情况；但如果氢过量太多，则有爆炸的危险。,3、原料纯度绝对干燥的氯气和氢气是很难反映的，而又微量水分存在时可以加快反应速度，水分是促进氯与氢反应的媒。一般认为，如果水含量超过0.005%，则对反应速度没有多大的影响。,重庆化工职业学院,二、盐酸特性,理化特性主要成分：含量:工业级36。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),溶解性：与水混溶，溶于碱液。主要用途：重要的无机化工原料，广泛用于染料、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。禁配物：碱类、胺类、碱金属、易燃或可燃物。废弃处置方法：用碱液石灰水中和，生成氯化钠和氯化钙，用水稀释后排入废水系统。,重庆化工职业学院,环境危害对环境有危害，对水体和土壤可造成污染。燃爆危险本品不燃，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。,急救措施皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：用水漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。,重庆化工职业学院,灭火方法用碱性物质如碳酸氢钠、碳酸钠、消石灰等中和。也可用大量水扑救。,泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。小量泄漏：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。,重庆化工职业学院,操作注意事项密闭操作，注意通风。操作尽可能机械化、自动化。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（全面罩），穿橡胶耐酸碱服，戴橡胶耐酸碱手套。远离易燃、可燃物。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与碱类、胺类、碱金属接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。,重庆化工职业学院,储存注意事项储存于阴凉、通风的库房。库温不超过30，相对湿度不超过85。保持容器密封。应与碱类、胺类、碱金属、易（可）燃物分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。,接触控制/个体防护职业接触限值中国MAC(mg/m3)：15前苏联MAC(mg/m3)：未制定标准TLVTN：OSHA5ppm,7.5上限值TLVWN：ACGIH5ppm,7.5mg/m3监测方法：硫氰酸汞比色法,重庆化工职业学院,包装方法耐酸坛或陶瓷瓶外普通木箱或半花格木箱；玻璃瓶或塑料桶（罐）外普通木箱或半花格木箱；磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱；螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶（罐）外普通木箱。,重庆化工职业学院,运输注意事项本品铁路运输时限使用有像胶衬里钢制罐车或特制塑料企业自备罐车装运，装运前需报有关部门批准。铁路运输时应严格按照铁道部危险货物运输规则中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与碱类、胺类、碱金属、易燃物或可燃物、食用化学品等混装混运。运输时运输车辆应配备泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。,1.反应方程式：H2+Cl22HCl+Q2.高纯盐酸生产工艺流程简图,重庆化工职业学院,重庆化工职业学院,盐酸操作规程,1岗位基本任务以经过氯氢处理工段干燥后的氯气和氢气为原料，在合成炉内进行合成燃烧反应生成氯化氢气体，合成的氯化氢气体经冷却后（40）送氯乙烯混合脱水工序或经盐酸降膜吸收塔吸收制成盐酸。合成炉燃烧段换热夹套产出的热水，夏季去溴化锂工序换热满足溴化锂机组供热需求，冬季去采暖机组换热供全厂采暖。,重庆化工职业学院,2岗位生产组织与协作关系在正常生产中应与电解岗位、氯氢岗位、液化岗位、制氢岗位、氯乙烯合成岗位联系了解生产情况，包括（电解电流、氯气氢气压力、纯度、液氯产量、制氢产量及纯度、合成HCL流量及压力）。将本岗位生产情况及时告知相关岗位。做好处理紧急情况的准备。,重庆化工职业学院,3岗位流程叙述,来自氯氢处理岗位干燥后合格的氯气、氢气由缓冲罐上放空调节阀(PV-5104ADN80/PV5104BDN25)稳压,经流量计计量后,氯气经(FV-5101AHDN200)支管调节阀、点火阀、切断阀(KV-5102AHDN200).氢气经(FV-5102AHDN150)支管调节阀、点火阀、逆止阀、切断阀(KV-5101AHDN150),氢气经阻火器与氯气按Cl2:H21:1.051.10的配比经灯头进入合成炉（多余的氢气放空处理），在灯头上合成燃烧。,重庆化工职业学院,合成的氯化氢气体从合成炉的冷却器底部导出，温度(TI-5103AH)在40以下，进入氯化氢分配台，供氯乙烯合成或去降膜吸收塔吸收制成盐酸或高纯酸。氯化氢气体经一级降膜吸收器吸收后的剩余气体，进入二级降膜吸收器再吸收，不凝气体由水流喷射器抽入酸循环罐分离放空或自行放空，成品酸从一级降膜吸收器底部出来进入盐酸贮罐待售。,重庆化工职业学院,操作方法,首先检查电器仪表正常准确，检查氢气、氯气阀门的密封性，确认不漏氢气和氯气。检查氯化氢到吸收塔调节阀(PV-5123A1A8DN200)及前后截止阀为打开状态、向氯乙烯合成送气阀门为关闭状态，取样阀门开关好用。然后开启水流喷射泵对合成炉抽负压置换，测试合成炉负压是否正常。通过充氮阀(KV5103AHDN25)由阻火器向合成炉系统通氮气20分钟进行置换（关闭炉门），待做点火分析样前15分钟停氮气，打开炉门进行空气置换排净炉内氮气。化验室作炉内含氢分析（1.0%）和尾气含氢分析（1.5%）（此时应停水流泵）。,重庆化工职业学院,检查合成炉及一级吸收塔和二级吸收塔的防爆膜是否完好。作好吸收氯化氢的一切准备工作。分析总管氢气纯度（98.00%）、氯气纯度（80.0%）和氯含氢（1.0%）达到点火指标（如果系统在正常运行，要开其中一台合成炉，不需要再分析总管氢气、氯气纯度和氯含氢，但必须分析炉内含氢和尾气含氢）。开换热热水泵向合成炉夹套供换热热水，通知循环水岗位开循环冷却水泵向一级、二级吸收器及合成炉冷却器供冷却水,此时应注意循环水进口压力(PI-5114/PI-5115)不得超过0.35MPa。,重庆化工职业学院,点火准备工作完毕确认分析样合格无误后向调度汇报，在接到调度开车指令填写完点火证后，通知离子膜、氯氢处理、液化、制氢、PVC合成等相关岗位告知盐酸要进行点火操作在得到确认后进行点火操作。,重庆化工职业学院,点火操作,点火操作应四人进行，主操作手在室内操作阀门，其他三名副操作手在室外工作。班长通知现场人员打开氢气、氯气支管安全阀及调节阀前后截止阀，中控人员将氢气(KV-5102AEDN150)、氯气(KV-5101AEDN200)支管切断阀打开，先将氢气调节阀(FV-5102AEDN100)打开13%阀位。点火主操作手在室内稍开氢气支管DN50点火旁路阀，室外三名副操作手待高压胶管出口有适量氢气喷出，用点火枪点燃氢气，主操调节氢气使火焰保持0.6米至1米之间，副操将点燃的氢气胶管接上二合一炉氢气进口，并用铁丝捆好，使氢气在炉内燃烧。此时应打开吸收水1m3/h(FI5109AH)。,重庆化工职业学院,待炉内氢气与空气燃烧稳定后，通知中控人员将氯气调节阀(FV-5101AHDN200)打开20%阀位，打开氯气支管DN50点火旁路阀，让氯气在氢气中燃烧，并立即关闭炉门，调节好氯、氢配比，以火焰青白色为正常。缓慢加大氯气、氢气流量至300m3/h以上，测氯化氢纯度93.0%，调节吸收水，测定酸浓度31.2%32.2%。当DN50氯气、氢气点火旁路阀全开后由中控以氯气、氢气调节阀控制进炉量，现场全开氯气(DN150)、氢气(DN125)点火阀，关闭DN50点火旁路阀。,重庆化工职业学院,若发生点火不着，应立即关闭氢气和氯气阀门，氢气放空，氯气开旁通去除害塔。合成炉抽负压30分钟后，重新作样分析，氢气和氯气纯度、尾气含氢、炉内含氢，待分析合格后重新点火。待合成炉氯氢配比稳定，氯化氢纯度93.0%分析合格后，按调度指令通知氯乙烯送氯化氢气体，先由现场人员打开去氯乙烯支管调节阀前后蝶阀，再由中控人员根据氯乙烯合成需要的氯化氢流量情况打开去氯乙烯调节阀(PV-5123B18DN200)、关分配台去吸收塔调节阀(PV-5123A18DN200)至关闭，关闭吸收水。,重庆化工职业学院,盐酸系统紧急停车操作,当出现以下情况盐酸系统紧急停车1、二合一炉的夹套换热热水压力(PIA-5116AH)或冷却水压力(PIA-5117AH)突然下降或报警，5分钟内未恢复正常。2、氢气纯度低于96%，非本工段原因造成炉内火焰迅速变黄、红、紫色等，氢气管内有噼噼啪啪爆鸣声，管道或阀门表面油漆有烧焦现象时（停炉前留样）。,重庆化工职业学院,处理步骤：1向氯氢处理及氯乙烯合成确认停车。2中控人员按盐酸系统一键停车3盐酸现场人员迅速打开氢气总管末端手动防空阀（DN200）将氢气放空，氯气由总管末端旁通阀（DN300）开去除害。4停车后酸循环泵不能开启。,重庆化工职业学院,5通知化验室做氯化氢总管及合成氯化氢总管样，确认是否含游离氯、乙炔和VC。6如果含乙炔、VC或游离氯即在盐酸8台HCL去氯乙烯合成支管取样口通氮气向合成置换20-30分钟。待HCL总管及支管置换合格后，开启酸循环泵进行系统置换。在HCL分配台置换期间合成炉也同时置换。7如果不含乙炔和VC可直接开启酸循环泵进行系统置换。注：此置换操作方法适用于所有盐酸紧急停车置换。,重庆化工职业学院,盐酸习题,选择题1.盐酸密封槽的材质适合选用（B）A碳钢CSB聚氯乙烯C铸铁2.在停止排放氯气后，继续向合成炉内通入（A），并用水流喷射泵进行抽排。氮气氢气氯化氢3.一次点火不成功，第二次点火前，如果时间间隔超过1，（A）重新分析点火指标。必须可以不必,重庆化工职业学院,4、用点火枪点燃氢气，调节其流量使火焰保持在（C）左右，将点燃的氢气管短节上合成炉氢气进口，使氢气在炉内燃烧。A2.0mB1.0mC0.6m5.氯化氢不断的被烯酸吸收，则酸浓度将（B）A越来越低B越来越高C基本保持6.氯气稍溶于水，且溶解度随温度升高而（B）A增大B减小C不变7.在停止排放氯气后，继续向合成炉内通入氮气，并用水加喷射泵进行抽排，时间不低于（C）A1hB半小时C20min,重庆化工职业学院,8.在合成炉内，发现火焰变黄的主要原因（A）A氯气过量B氢气过量C氯气、氢气过量9.氯气和氢气纯度都很低时，则燃烧火焰会（C）A发黄B发白C发暗10.可以用氯气作为漂白剂，是利用了其（A）A氧化性B还原性C氧化还原性11.下列说法不正确的是（A）A国外盐酸的最大用途是用作钢铁清洗液B盐酸酸洗比硫酸具有更多的缺点C盐酸是化学工业最基础原料三酸两碱之一，有广泛的用途,重庆化工职业学院,12饱和的溶液就是对应的（C）成动态平衡的溶液。A气相B固相C液相13.工业上常用的盐酸颜色一般为（A）A微黄色B无色C黄绿色14.工业盐酸常呈微黄色的主要原因（A）。A.FE3+B.FE2+C.其他杂质15盐酸储槽材质广泛使用（B）A.铸铁B.玻璃钢C.PVC16.出现吸收塔大量冒氯化氢的原因可能有（）。1氯化氢量过大2吸收水量过小3冷却水太小,重庆化工职业学院,17、下列不属于设备“三超”的是（D）A.超温B.超压C超负荷D.超体积18、“三超”是指（ABC）A.超温B.超压C超负荷D.超时19、灭火的基本方法有（ABCD）A.隔离法B.冷却法C窒息法D.化学反应中断法20、氯气的颜色为（D）A.黄色B.红色C无色D.黄绿色21、当氯气发生泄露时应当（B）跑出毒区。A.顺风B.逆风C原地不动,重庆化工职业学院,22、氢中含氧达到（B）就有爆炸的危险。A.、4.5%80%B、4.5%95%C、2.5%95%D.、2.5%80%23、氯气和水产生（A）A.盐酸和次氯酸B.盐酸C次氯酸24、氢气着火时可用（A）气体灭火A.N2B.Cl2C空气25、启动离心泵须确认的事项（A）A.有适当的润滑油B.进出口阀已打开C泵内料液已充满D.连轴器上有安全盖,重庆化工职业学院,26、湿氯气对铁管有较强的腐蚀作用，其腐蚀作用的主要原理包括（D）2Fe+3Cl22FeCl3Fe+3Cl2FeCl2Cl2+H2OHCl+HClOFeCl3+3H2OFe（OH）3+3HClA.B.CD.27.氯化氢在水中的溶解度很大，其溶解度与压力有关，并随温度升高而（B）A.增大B.减小C.不变28.由于氯化氢被水吸收时放出大量的热，所以会使酸液的温度（A），氯化氢气体的分压（），从而不利于氧化氢气体的吸收。A.升高、增大B.升高、减小C.降低、减小,重庆化工职业学院,29.按氯化氢合成原理，CL2和H2可按11.1的比例化合，但是操作时都是控制过剩，过剩量一般在（）以下，最多不超过（B）。A.1%、5%B.5%、1%C.10%、20%30.为安全起见，H在进入合成盐炉前必须设置（B）A.缓冲罐B.阻火器C.冷却器31.盐酸中的水分与气相中的水分成平衡，故浓度（C）恒沸组成的盐酸，将因水分的不断蒸发而浓度不断增大。A.等于B.高于C.低于,重庆化工职业学院,32.潮湿CL2对金属有强腐蚀作用，故CL2必须干燥到含H2O不超过（B）（质量分数）A.5%B.0.4%C.0.05%33.当H2在氯氢混合气体中含量（A）时，就可能发生爆炸。A.4%B.4%C.=4%34.任何温度下盐酸均与气相中的HCL成均衡，当气相中HCL分压（B）平衡分压时，气体中的HCL即溶解于盐酸中。A.小于B.大于C.等于35.当气相中的HCL分压（A）平衡分压时，盐酸中的HCL即释放。A.小于B.大于C.等于,重庆化工职业学院,36.下列叙述中不正确的是（A）A.干燥HCL对金属有腐蚀，而潮湿HCL对金属无腐蚀。B.HCL可以组成恒沸混合物C.HCL对金属氧化物的制取及金属表面去锈等用途十分广泛37.HCL的溶解热使反应系统温度升高，相对地（B）液相表面上的HCL平衡分压阻止吸收过程进行。A.增高B.降低C.改变,重庆化工职业学院,38.在吸收中产生的溶解热将液相不断加热，直至一定程度时部分水分汽化，将大部分溶解热除去的方法称为（C）A.冷却吸收B.膜式吸收C.绝热吸收39.合成盐酸含量一般为（A）左右A.31%B.37%C.51%40.合成炉中H2与CL2的比例一般控制在什么范围？（A）A.1（1.051.10）B.（1.11.15）1C.11.20,重庆化工职业学院,简答题,1、开车时，必须要求五项点火指标完全合格，具体指哪五项？炉内含氢1.0、尾气含氢1.5、氢气纯度98、氯气纯度80、氯含氢1.02、炉内有爆鸣现象产生的主要原因有那些？炉内含氢高、氢气和氯气纯度低、氯含氢高、氯氢配比不当,重庆化工职业学院,3、当盐酸中游离氯超标时，分析其主要原因?1.氢气、氯气配比不当，氯过量2.氢气、氯气压力波动大，调节不及时3.氢气纯度低4.灯头烧坏1.按正确配比调节2.及时调节3.提高氢气流量并通知氢气处理岗位4.停车更换灯头,重庆化工职业学院,4、当火焰发白，且带有烟雾时，分析其主要原因及处理方法？1.氢气过量太多2.氯气纯度低3.氢气水分多4.减少氢气流量或提高氯气流量5.通知调度提高电解氯气纯度6.通知氯氢处理增加冷量脱水，加大排水频次,重庆化工职业学院,5、简答高纯盐酸岗位的主要任务和职责？以经过氯氢处理工段干燥后的氯气和氢气为原料，在合成炉内进行合成燃烧反应生成氯化氢气体，合成的氯化氢气体经冷却后（40）送PVC混合脱水工序或经盐酸降膜吸收塔吸收制成盐酸。合成炉燃烧段换热夹套产出的热水，夏季去溴化锂工序换热满足溴