化工聚录乙烯生产技术(pvc课件项目二 复习

1、复习课复习课项目二项目二 合成法氯化氢生产技术合成法氯化氢生产技术苏小莉苏小莉原料及产品的性质原料及产品的性质一一氯化氢生产中的工业卫生氯化氢生产中的工业卫生二二氯、氢合成的原理氯、氢合成的原理三三氯、氢合成条件的选择氯、氢合成条件的选择四四氯、氢合成主要设备的识别氯、氢合成主要设备的识别五五合成法氯化氢工艺流程的识读合成法氯化氢工艺流程的识读六六主要内容一、原料及产品的性质一、原料及产品的性质(1)基本物理性质氯化氢在常温常压下是一种无色有刺激性气味的气体。氯化氢易溶于水，也溶于乙醇和乙醚等。氯化氢溶于水中形成的溶液称为盐酸，在潮湿空气中则成白色烟雾。1、氯化氢的性质及标准、氯化氢的性质及标

2、准(2)主要化学性质 氯化氢在干燥状态下，性质不活泼，几乎不与锌、铁等金属作用。但在含水或溶解在水中时，其腐蚀性很强，与大多数的金属化合生成该金属的氯化物。如：一、原料及产品的性质一、原料及产品的性质222222FeHClFeClHZnHClZnClH 在氯化氢生产中，一般都选用陶瓷、玻璃、石英、橡胶、硬聚氯乙烯、不透性石墨等耐酸材料制造管道、设备及衬里。 n氯化氢被碱液吸收而中和成盐类。n氯化氢能与多种有机化合物生成有机氯化物。如：一、原料及产品的性质一、原料及产品的性质2HClNaOHNaClH O2223HClC HC H Cln(3)产品标准（某厂标准）n纯度93.5%95.5%（体积

3、分数）。n不含游离氯。n(4)主要工业用途n氯化氢溶于水即得盐酸，盐酸是三大强酸之一，可用于制造各种化学药品、食品及染色工业品等；近年来，氯化氢多用于制造聚氯乙烯、氯丁橡胶缩合剂等。一、原料及产品的性质一、原料及产品的性质n(1)基本物理性质n氯气在常温常压下是一种黄绿色、有刺激性气味的气体，对人体有刺激黏膜的毒害作用；氯气溶于水和碱溶液，易溶于二硫化碳和四氯化碳等有机溶剂。n(2)主要化学性质n氯气的化学性质很活泼，易与各种金属及非金属化合物生成各种化合物。如：2、氯气的性质及规格、氯气的性质及规格23222322FeClFeClHClHCl(3)原料规格纯度94%，含水量0.01%，含氢量

4、1.00%。2CHCHClCHCClHCl223224622()Na S OClNa S ONaCl硫代硫酸钠（连四硫酸钠）22322242Na S OClH OH SONaClSn(1)基本物理性质n氢气是一种无色、无嗅、无味的气体。n在水中溶解度（0，760mmHg）为21.5mL/L，氢气在氧中的爆炸范围5%95%，在空气中的爆炸范围为5%73.5%。3、氢气的性质及标准、氢气的性质及标准 在高温高压下，可以直接与钠、钙等化合生成金属的氢化物，遇空气和水则生成氢氧化物。氢还具有还原作用，可将氧化铜还原成金属铜等。 (3)原料规格 纯度98%（体积分数），含氧量0.4%，含水量0.03%。

5、 22222222HOH OHClHCl22332NHNH 高压下触媒(2)(2)主要化学性质主要化学性质(1)氯气 氯气在空气中不同浓度对人体的危害如右表所示。二、氯化氢生产中的工业卫生二、氯化氢生产中的工业卫生在空气中浓度在空气中浓度/(mg/m3)对人体的危害对人体的危害3000深吸少许可能危机生命深吸少许可能危机生命300可能造成致命损坏可能造成致命损坏120180接触接触30-60min，可能引起严，可能引起严重中毒重中毒90引起剧烈咳嗽引起剧烈咳嗽60引起咳嗽引起咳嗽18刺激咳嗽刺激咳嗽39有明显气味，刺激眼鼻有明显气味，刺激眼鼻1.5略有气味略有气味1.0在空气中的允许浓度在空气

6、中的允许浓度0.06嗅觉浓度嗅觉浓度n(2) 氯化氢和盐酸 n氯化氢和盐酸对人体、眼和呼吸道黏膜等具有强烈的刺激作用，长期接触可造成慢性支气管炎、胃肠道功能障碍和牙齿损害。氯化氢极易溶于水生成盐酸，能腐蚀皮肤和织物，较长时间接触会引起严重溃烂。n在车间空气中，氯化氢的最高允许浓度为15mg/m3。操作人员应备有防毒面具、防护眼镜、橡胶鞋及橡胶手套。二、氯化氢生产中的工业卫生二、氯化氢生产中的工业卫生n(3)硫酸 n对人体属中等毒类，车间空气中最高允许浓度为2mg/m3。硫酸对上呼吸道黏膜有强烈的刺激和腐蚀作用。能引起皮肤灼伤，眼睛结膜炎和水肿，严重者引起全眼炎，以致失明。n操作防护同盐酸。如遇

7、皮肤灼伤，立即用大量水冲洗，并以5%碳酸氢钠（小苏打）溶液洗涤；遇眼睛溅入，速用温水冲洗，也可用2%碳酸氢钠溶液或生理水冲洗。二、氯化氢生产中的工业卫生二、氯化氢生产中的工业卫生n氯气和氢气只有在加热或明亮的光线照射下或氯化汞催化剂的存在下，才会迅速反应生成氯化氢，主反应为：n副反应有：三、氯、氢合成的原理三、氯、氢合成的原理 22H +Cl2HCl+184.7kJ/mol22222232H +O2H OCO+O2CO3Cl +2Fe2FeCln1、氢气纯度、氢气纯度n若氢气纯度低，氢气中必定含有较多的空气和水分。当氢气中含氧量达到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

8、中含水分过高则会造成合成炉等设备腐蚀。此外，氢气纯度将影响到合成和干燥后产品氯化氢的纯度，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四、氯、氢合成条件的选择四、氯、氢合成条件的选择 n2、氯气纯度、氯气纯度n若氯气纯度低，氯气中也必定含有较多的氢气和水分，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。含水分及纯度对氯乙烯生产的影响亦如上述1所述。 五、氯、氢合成条件的选择五、氯、氢合成条件的选择 一般在氯化氢合成炉中控制摩尔比（也即体积比）为：氢气/氯气（1.051.1）/1；氢气过量最多不得超过10%，不然会造成产

9、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。 但若氯气过量，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。在石墨炉中，氯将与炉外壁渗入的冷却水生成次氯酸，这是腐蚀性介质；氯还将在膜式吸收塔中与水生成次氯酸，对不透性石墨起缓慢的局部氧化作用。 3、氢气和氯气的配比、氢气和氯气的配比五、氯、氢合成主要设备的识别五、氯、氢合成主要设备的识别n1、钢制合成炉的设备结构、钢制合成炉的设备结构n合成炉是生产氯化氢（或盐酸）的主要设备。它又分为空气冷却式和水冷夹套式两种。n (1)空气冷却式合成炉n (2)水冷夹套式合成炉图图2.1.1

10、 空气冷却式钢制合成空气冷却式钢制合成炉结构图炉结构图1防爆膜防爆膜 2炉体炉体 3点点火口火口 4氯气灯头氯气灯头 5氢气灯氢气灯头头 6视镜视镜 7支座支座 8散热散热片片图图2.1.2 水冷夹套式钢制水冷夹套式钢制合成炉结构图合成炉结构图2、石墨合成炉、石墨合成炉 n由于石墨具有耐腐蚀、耐高温、传热效率高等优点，石墨合成炉在氯化氢合成工艺中的应用也越来越广泛。石墨合成炉是呈圆筒状的设备，筒体直径常见在400600mm，它由三个部分组成：炉底、炉盖和炉身。炉身为不浸渍（透性）石墨，为防止渗漏，在炉身外壁涂覆以石墨粉为填料的酚醛涂料，涂层厚度约0.30.5mm，而炉底和炉盖均由酚醛浸渍的不透

11、性石墨制作。 3、“三合一三合一”石墨合成炉n“三合一”石墨合成炉，是使盐酸的合成、吸收和冷却合并在同一设备内完成的设备。整个设备由合成段和吸收器两部分构成。n“三合一”石墨合成炉具有结构紧凑、占地面积少、造价低、便于操作维修，和盐酸纯度高（浓度35%）等优点。一般，在采用盐酸脱吸生产氯化氢的装置中应用较多。图2.1.3 “三合一”合成炉结构图4、“二合一二合一”石墨合成炉石墨合成炉 n二合一石墨炉是立式圆筒形石墨设备，由炉体、燃烧反应室、冷却装置、安全防爆装置及物料进出口、视镜等附件组成。n二合一石墨炉冷却装置相当于1个石墨冷却器与下部的燃烧反应室连接成一体（即合成与冷却合为一体的合成炉），

12、冷却水在冷却装置的下部进入，从冷却装置的上部排出。操作时氯化氢气体从燃烧反应室进入冷却装置进行冷却后，从冷却装置的下部氯化氢出口排出，进入氯化氢总管。图2.1.5 “二合一”石墨炉的结构正压式“二合一” 石墨合成炉n与传统的二合一和三合一石墨合成炉相比，具有其独特的优点：生产能力和操作弹性大，直供高质量氯化氢，产酸质量好，安全性强，投资省，寿命长。 6、列管式石墨换、列管式石墨换热器热器n石墨换热器是用来冷却或加热氯化氢或其他腐蚀性气体的设备。图图2.1.4 2.1.4 列管式石墨列管式石墨换热器结构图换热器结构图六、合成法氯化氢工艺流程的识读六、合成法氯化氢工艺流程的识读图2.1.6 合成法

13、生产氯化氢工艺流程1阻火器 2放空阻火器 3钢制合成炉 4空气冷却管5石墨冷却器 6、9、13缓冲器 7a、7b、7c石墨冷却器8酸雾分离器 10纳氏泵 11分离器 12硫酸冷却器n本工艺流程生产的氯化氢纯度较低（90%96%左右），随着国内石墨设备加工水平的提高，石墨HCl“二合一”合成炉已逐渐大型化，据报道已有100150t/d的石墨合成炉投产，目前国内大型氯化氢生产装置以“二合一”合成炉合成法流程为多。 知识拓展一、盐酸脱吸法工艺流程一、盐酸脱吸法工艺流程二、副产盐酸脱吸法的工艺流程二、副产盐酸脱吸法的工艺流程图2.2.1 盐酸脱吸法生产氯化氢工艺流程1阻火器 2放空阻火器 3石墨合成炉 4冷却导管5膜式吸收塔 6尾部塔 7水流泵 8浓酸槽9浓酸泵 10稀酸泵 11稀酸槽 12稀酸冷却塔13解吸塔 14再沸器 15第一冷却塔16第二冷却塔 17酸雾过滤器图2.2.2 副产盐酸脱吸法生产氯化氢工艺流程1绝热吸收塔 2