6万吨离子膜法烧碱盐酸合成工艺设计毕业设计（论文）word格式

1、 （2012届）专科毕业设计（论文）资料题 目 名 称： 6万吨离子膜法烧碱盐酸合成工 艺设计 学 院（部）： 包装与材料工程学院 专 业： 应用化工技术 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩： 湖南工业大学教务处 2012届专科毕业设计（论文）资料第一部分 毕业论文（2012届）专科毕业设计（论文）题 目 名 称： 6万吨离子膜法烧碱盐酸 合成工艺设计 学 院（部）： 包装与材料工程学院院 专 业： 应用化工技术 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 最终评定成绩： 2012年 5 月湖南工业大学专科毕业设计（论文）摘 要本设计承担年产6万吨

2、离子膜烧碱生产工艺流程设计中盐酸合成工艺设计。通过对国内外pvc发展概况及盐酸生产的了解，随着氯碱工业的蓬勃发展，为了与烧碱生产能力配套，合成盐酸的规模也在不断扩大。在氯碱生产企业中，通常采用氯气和氢气直接合成氯化氢，用水吸收氯化氢制取盐酸。本设计采用在反应器中将氢气点燃，然后通入氯气进行反应，制得氯化氢气体。氯化氢气体冷却后用水吸收制得盐酸。在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气的道充分反映，防止了对空气的污染。近年来随着不透性石墨设备的发展，制取盐酸的合成炉已有最初的贴合成炉发展到“二合一”合成炉、“三合一”石墨合成炉等。通过对这几种合成炉的比较，本设计采用“三合一

3、”石墨炉。通过从工艺和安全上的比较，用制图软件绘制了盐酸的工艺流程图。另外，通过物料衡算和能量衡算，以及主要设备的计算及选型。关键词：盐酸，盐酸设备，合成炉湖南工业大学专科毕业设计（论文）abstract this design for an annual output of 60000 tons of ionic membrane caustic soda production process design of hydrochloric acid synthesis process design.through the development of domestic and foreign

4、 pvc survey and hydrochloric acid production of understanding, along with the vigorous development of chlor-alkali industry to burn alkali production capacity of form a complete set, the scale of hydrochloride was synthesized in expands unceasingly. in chlor-alkali production enterprise, usually use

5、s chlorine and hydrogen the direct synthesis of hydrogen preparation, water absorption hydrogen hydrochloric acid. this design uses the reactor, then will the hydrogen lit general into reacting to chlorine gas alkalization hydrogen. hydrogen gas cools water absorption process hydrochloric acid. the

6、chlorine and hydrogen in reverse should process, poisonous chlorine was surrounded by excessive amounts of hydrogen, chlorine, prevent the way fully reflected in the air pollution.in recent years, with no permeability graphite equipment development, producing hydrochloric acid synthesis furnace has

7、first joint into furnace development to two unity synthesis furnace, three-in-one graphite synthesis furnace, etc. based on the comparison of several synthesis furnace, the design uses composite a graphite furnacethrough the process and security comparison, drawn with drawing software flow chart of

8、hydrochloric acid. in addition, through material calculation and energy calculation, and major equipment selection and calculation.keywords: hydrochloric acid, hydrochloric acid equipment, synthesis furnace湖南工业大学专科毕业设计（论文）湖南工业大学专科毕业设计（论文）目 录第1章 总论1.1 概述11.1.1 意义与作用11.1.2 国内外的现状与发展前景11.2 盐酸的性质与用途2 1.

9、2.1盐酸的性质2 1.2.2盐酸的用途21.3原材料规格及技术指标31.3.1 氯气的来源及性质31.3.1.1 氯气的来源31.3.1.2 氯气的性质31.3.2 氢气的来源及性质41.3.2.1 氢气的来源41.3.2.2 氢气的性质41.3.3 原料及中间体规格41.3.3.1 原料组成41.3.3.2 液氯尾氯41.3.3.3 盐酸4第2章 工艺流程2.1 产品的生产方法概述52.2 工艺路线确定62.1.1 具体工艺路线62.1.2 工艺流程示意图72.3 主要设备选型72.3.1 氢气柜72.3.2 阻火器82.3.3 氯气缓冲器82.3.4 合成炉82.3.5 尾气吸收塔9 2

10、.2.6 陶瓷尾气鼓风机 10第3章 工艺计算3.1合成系统113.1.1物料衡算113.1.1.1进合成炉的各物料的量113.1.1.2出合成炉的各物料的量123.1.2热量衡算133.1.2.1合成炉内两个反应反的相关计算133.1.2.2计算灯头温度及反应放出的热量153.1.2.3计算冷却水的用量163.2冷却系统183.2.1计算合成气带走的总热量183.2.2计算冷却水流量193.3吸收及尾气处理系统193.3.1计算吸收剂用量193.3.2用水量计算21第4章 非工艺部分4.1 车间人员配备204.2 环保及三废处理204.2.1 概述214.2.2 污染物对环境的影响224.2

11、.3 工业废气排放标准224.3 测控与仪表234.4 控制方式234.3 异常现象产生原因和处理方法24结论25参考文献26致谢27湖南工业大学专科生毕业设计（论文）第1章 总论1.1概述1.1.1作用与意义在国民经济各部门中，盐酸的用途很广，它是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。 盐酸能用于用于稀有金属的湿法冶金 ，用于有机合成 ；用于漂染工业用于金属加工；用于食品工业，例如，制化学酱；用于无机药品及有机药物的生产。以上列举的只是在工业生产上应用盐酸的一些例子。实际上，盐酸的用途还很多。在日常生活上，我们有时也用到它例如缺乏胃酸，消化不良，医生就给我们一

12、定量的稀盐酸以补胃酸的不足。在化学实验和科学研究上，用到盐酸的地方就更多了。1.1.2 国内外的现状与发展前景在我国的“三酸两碱”生产中，盐酸是生产工艺变化较大的一种。1949年，我国盐酸产量仅0.3万吨，全部采用合成法生产，其应用领域也极其单一，主要用作化学试剂及食品等很少几个领域，经过60多年的发展，我国盐酸工业目前已演变为副产酸占主导地位，并跻身世界盐酸生产大国行列。与此同时，盐酸的产品结构、生产技术水平也有了突飞猛进的进步。随着我国氯碱工业和盐酸下游行业的迅速发展，为我国的盐酸工业提供了良好的发展环境和空间，我国盐酸生产和消费持续保持较快的发展势头。在生产方面，除氯碱行业外，化肥、农药

13、、聚酯等行业作为副产盐酸的新生力量发展迅猛。在消费领域，随着有机合成工业的发展，盐酸的应用领域也获得了极大开拓，用途更加广泛，制药、矿石选矿处理、化工、饲料添加剂、净水剂、稀土等下游行业对盐酸的需求量增长迅猛。1.2盐酸的性质与用途1.2.1盐酸的性质物理性质：外观与性状： 无色或微黄色易挥发性液体，有刺鼻的气味。 ph：7 （呈酸性） 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 化学性质： 强酸性，和碱反应生成氯化物和水 hcl + naoh = nacl + h2 o 能与碳酸盐反应，生成二氧化碳，水

14、k2 co3 + 2hcl = 2kcl+ co2 + h2 o 能与活泼金属单质反应,生成氢气 zn + 2hcl = zncl2 + h2盐酸能与硝酸银反应，生成不溶于稀硝酸的氯化银，氯化银不能溶于水。 hcl+agno3=hno3+agcl1.2.2盐酸的用途盐酸是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。盐酸能用于制造氯化锌等氯化物（氯化锌是一种焊药），也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属，制成氯化物。随着有机合成工业的发展，盐酸（包括氯化氢）的用途更广泛。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造盐酸奎宁（治疗疟疾病）等多种有机药剂的盐酸盐等。1.3 原材料规格

15、及技术指标1.3.1 氯气的来源及性质1.3.1.1氯气的来源合成盐酸所用的氯气是由离子膜工段电解食盐水制得的，再经氯气总管送至氯干燥工序处理后，送到氯化氢工序来生产盐酸的。1.3.1.2 氯气的性质物理性质：颜色，气味，状态：通常情况下为有刺激性气味的黄绿色的气体密度：比空气密度大易液化，熔沸点较低，压强为101kpa、温度为-34.6时易液化。液态氯为金黄色。如果将温度继续冷却到-101时，液氯变成固态氯。溶解性：易溶于有机溶剂，难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气，形成氯水，产生的次氯酸具有漂白性，且可使蛋白质变质，且易见光分解。 化学性质：毒性氯气是一种有毒气体，它主要通

16、过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。1l空气中最多可允许含氯气0.001毫克，超过这个量就会引起人体中毒。助燃性 在一些反应中，氯气可以支持燃烧，如，铁在氯气中燃烧生成氯化铁化学方程式：2fe3cl22fecl3（条件：点燃）与金属反应 钠在氯气中燃烧生成氯化钠化学方程式：2nacl22nacl（条件：点燃）与非金属反应 氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体化学方程式：h2+cl2=2hcl（条件：

17、点燃或光照）1.3.2氢气的来源及性质1.3.2.1氢气的来源： 同氯气一样，合成盐酸所用的氢气是由离子膜工段电解食盐水制得的，再经氢气总管送至氢处理工序处理后，送到氯化氢工序来生产盐酸的。1.3.2.2氢气的性质：分子量： 4.032 液体密度(平衡状态，-252.8)： 169kg/m3 气体密度(101.325kpa，0)：0.180kg/m3 比容(101.325kpa，21.2)： 5.987m3/kg气液容积比(15，100kpa)： 974l/l1.3.3原料及中间体规格1.3.3.1原料组成物质氯气（v%）氢气（v%）纯度97.1697.45含氢0.3497.45含氮气1.12

18、0.06含二氧化碳0.21含水分0.182.48含氧气0.990.01进料温度()2525进料压力(mpa)0.210.211.3.3.2液氯尾氯cl265%, h2/cl24%1.3.3.3盐酸hcl31wt%,fe98%, 压力.5070.810mpa氯气：纯度90%,压力0.020.101mpa反应炉的火焰颜色：青白色反应炉出口处氯化氢气体的温度的压强：350-550，00.0405mpa石墨冷却器的氯化氢入口温度：120-140尾气塔出来稀酸温度：60-80吸收塔出来的盐酸成品的成份分析：质量浓度31%33%盐酸尾气的组分分析：符合国家尾气排放标准4.4控制方式采用集中控制方式，即全部

19、仪器集中在总控制室，各测控点由传感装置连接到总控室，由技术人员统一管理。4.5异常现象产生原因和处理方法生产操作严格是保证生产出合格产品的重要因素。若生产操作失误，轻则导致产品不合格，严重时会引发重大事故。所以，操作人员必须严格遵循所在岗位的操作规程，严格操作，才能确保高产、优质的生产。而且，在实际生产过程中，不可能一直都是正常生产的，总会受一些外在因素导致生产出现异常情况，所以一旦发生异常情况操作人员应立即处理，否则后果不堪设想，不但会给企业造成严重的影响，也有可能造成人身伤害。这就需要操作人员平时在工作中不断积累经验，遇到异常情况时能够及时做出正确的处理，这样才能保证安全生产。点火时炉内爆

20、鸣或爆炸 产生原因：因氢气阀门泄漏或未关、氮气压力不够，吹扫不彻底或未吹扫，造成炉内有剩余氢气。合成炉火焰变色或看不到火焰产生原因：变色是氢气氯气配比不当造成，火焰突然熄灭是因氢气突低或氯气压力突高等原因使进炉的氯气过量压熄火焰或燃烧器破碎造成。停炉时防爆膜爆破 产生原因：停炉时先断氯后断氢，炉内剩余氢气多，未置换掉结论合成盐酸一般有两种生产方式，一种是直接合成法，另一种是无机或有机产品生产的副产品。实际生产中一般都采用前一种方式，我们氯化氢工段也是用直接合成法来生产盐酸的。盐酸的生产原料是氢气和氯气，它来自于离子膜的电解产品。离子膜工段电解食盐水，得主产品烧碱，副产品氯气和氢气，副产品氯气和

21、氢气经氯气总管、氢气总管输送到氯氢处理工序经处理后用于氯化氢气体的合成。氯化氢气体用水吸收后生产盐酸。盐酸为无色或微黄色易挥发性液体，有刺鼻的气味，对皮肤和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用，急性中毒时，出现头昏、恶心、眼痛、呼吸困难、胸闷等现象。有强烈的腐蚀性。所以在生产中要严格操作，在确保产品质量的同时也要做好个人的安全措施。在国民经济各部门中，盐酸的用途很广，它是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。 盐酸能用于用于稀有金属的湿法冶金 ，用于有机合成 ；用于漂染工业用于金属加工；用于食品工业，例如，制化学酱；用于无机药品及有机药物的生产。以上列举的只是在工业生产上应用盐酸的一些例子。实际上，盐酸的用途还很多。在日常生活上，我们有