南通星球石墨設備有限公司 技術文檔-注意保密 山東天成萬豐化工鹽酸深度解析技術方案編號：買方：山東天成萬豐化工賣方：南通星球石墨設備有限公司 日期：二0一二年十月三十日一、裝置說明為了使裝置做到水平衡，盡力少產(chǎn)鹽酸，同時把光氣系統(tǒng)中產(chǎn)生的含有機雜質(zhì)的鹽酸全部解析。采用深解析工藝把氯化氫全部解析出來，此工藝采取加入助劑法。此工藝技術成熟可靠，自動化程度高，運行穩(wěn)定。二、工 藝 說 明2.1、裝置組成：本裝置組成：鹽酸深度解吸系統(tǒng)。2.1.1、濃鹽酸深度解析系統(tǒng): 是指向鹽酸解析系統(tǒng)添加氯化鈣水溶液，做為破沸劑，打破氯化氫和水在一定的溫度、壓力下產(chǎn)生的共沸平衡，將氯化氫從濃鹽酸中深度解析得到高純度氯化氫氣體，后經(jīng)二級冷卻脫水的主工藝單元；HCL解析設計能力按一期按10000t/a設計，二期10000t/a預留。2.2裝置設置方案：2.2.1工藝方案:2.2.1.1鹽酸解吸工藝方案: 本工藝擬采用鹽酸深度解析法:原理: HCL(l)+CaCL(l) 加熱 HCL(g)+CaCL(l) +H2O(g) 利用氯離子的同離子效應,打破氯化氫與水產(chǎn)生共沸的平衡.將氯化氫深度解析出來,其具體方法為:將純度較高的含硫酸根較低的氯化鈣配制成水溶液,打入系統(tǒng)中,經(jīng)蒸發(fā)濃縮,氯化鈣達到一定的濃度后,與鹽酸一起按一定的比例混合,加入解吸塔中,將鹽酸中的氯化氫基本全部解吸出來.解吸出來的氯化氫氣體,經(jīng)三級冷卻把氯化氫氣體中的大部分水蒸汽冷凝分離出來,得到較干燥的氯化氫氣體再去氯化氫深度干燥系統(tǒng).這樣可以降低硫酸的消耗.2.2.1.3工藝管道和閥門: 高溫部分的管道全部采用鋼襯四氟膜壓管道.低溫部分的管道采用鋼襯PO.所有的閥門采用鋼襯四氟的球閥,2.2.2設備方案:2.2.2.1鹽酸深度解析系統(tǒng): 以鹽酸和氯化氫為介質(zhì)的設備均采用石墨設備再沸器和解析塔采用優(yōu)質(zhì)石墨材料,浸漬樹脂采用我廠特有的改性酚醛樹脂.密封墊片采用進口的聚四氟乙稀硬墊片或軟彈性帶.解析塔內(nèi)填料采用石墨拉西環(huán),解析塔塔體外設有碳鋼加強圈,石墨換熱器采用圓塊孔式換熱器作加熱器和冷卻器。2.2.3控制方案: 為了使工藝生產(chǎn)線處于最佳運行狀態(tài)，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，提高節(jié)動生產(chǎn)率，本工程采用技術先進、性能可靠的集散型計算機控制系統(tǒng)，對全系統(tǒng)的工藝流程進行集中監(jiān)控管理，分散控制。該系統(tǒng)由操作站、現(xiàn)場站、系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡組成。操作站設置于中央控制室，操作站通過鍵盤完成生產(chǎn)過程的監(jiān)控和操作，包括組啟動/組停止及緊急停車的操作，用電設備的備妥、運行、幫障等狀態(tài)的顯示，生產(chǎn)過程參數(shù)的顯示、設定、報警、記錄和自動控制等，現(xiàn)場控制站完成順序邏輯控制的起動順序和連鎖關系，開關量和模擬量的數(shù)據(jù)采集、處理、PID回路的控制等。2.2.4電氣方案低壓電動機電壓： 380V 直流操作電源電壓 220VDC照明電壓： 220VAC所有的動力電纜及控制電纜均采用銅芯電纜。防雷保護及接地系統(tǒng)：按國家防雷規(guī)范設置防雷保護。380/220V低壓酸電系統(tǒng)采用TN-C-S接地系統(tǒng)。將各處接地裝置連接起來形成全廠接地網(wǎng)。2.2.5土建方案:采用混凝土框架結(jié)構.二個樓梯間,同時考濾衛(wèi)生間和操作室,設備吊裝預留孔洞.2.2.6公用工程:廢水、廢氣達標排放，并做到清污分流，同時考濾蒸汽冷凝水回收利用，廢水去界區(qū)外另行處理，本裝置不考慮。2.2.7防腐保溫,高溫部分的設備和管道擬采用硅酸鋁耐火纖維氈(STD),低溫保冷部分的設備管道擬采用聚氨脂或聚苯乙稀泡沫塑料.保溫部分的防護層采用彩鋼瓦或鍍鋅鐵皮,防腐漆采用二遍環(huán)氧富鋅底漆二遍氯黃化防腐漆或脂肪族聚氨酯面漆.2.3、主要技術特性： 2.3.1、 HCL純度： 99.9%（vol） 水份含量： 1000PPm 壓力： 0.15MPaG 溫度: 452.3.2、廢水: 含氯化氫 1% 溫度 452.3.3、全套裝置采用DCS控制。安全聯(lián)鎖控制、報警、記錄、指示、自動調(diào)節(jié)、手動調(diào)節(jié)， 三、工藝原理及工藝流程敘述3.1鹽酸深度解析部分：原理：在鹽酸中加入一種可以打破鹽酸共沸性質(zhì)的助劑，抑制水分壓，從而達到氯化氫最大化解析出來。 工藝流程簡述： 鹽酸用鹽酸泵加壓后與氯化鈣循環(huán)泵輸送的氯化鈣溶液用一臺噴射混合器混合后，進入解析塔，混合溶液從汽提塔頂部進入,在重力的作用下向下流動過程中通過填料和內(nèi)件時發(fā)生高效傳質(zhì)傳熱過程。同時，溶液不斷的通過靠熱虹吸自然循環(huán)的再沸器加熱,這樣,汽體被蒸餾分離出并向上流動.在這個操作過程中,氯化氫氣體從鹽酸與氯化鈣混合溶液中被汽提出來并從塔頂排出。氯化鈣溶液是作為共沸打破物，提高了二元混合溶液的沸點,相對于氯化氫氣體的分壓來說抑制了水蒸汽的分壓。 汽提出的氯化氫飽和酸汽經(jīng)二級冷凝冷卻后再經(jīng)一臺深度冷卻器冷卻冷凝，再用一臺高效除霧器補集酸霧后輸送至氯化氫深度干燥工序。 而塔底得到含有氯化鈣的稀酸混合液，進入氯化鈣閃蒸濃縮系統(tǒng)。先進入閃蒸分離罐，該閃蒸分離罐與熱虹吸自然循環(huán)蒸發(fā)器相連。經(jīng)閃蒸再沸器加熱后,大量的氣體水蒸汽夾帶著氯化鈣,噴入閃蒸分離罐，溶液經(jīng)減壓閃蒸使水分蒸發(fā),達到濃縮氯化鈣的目的,出來的水蒸汽經(jīng)蒸發(fā)蒸汽冷凝器將水蒸汽進行充分冷凝后收集到廢水槽內(nèi)，這部分水可以去白碳黑工序去吸收制酸.做到完全廢水循環(huán).濃縮后的氯化鈣溶液用氯化鈣循環(huán)泵送回解析塔循環(huán)使用。四、設計基礎4.1、界區(qū)定義：界區(qū)是指至以P&ID圖中鹽酸深度解析主裝置廠房外1米為界限的區(qū)域；設置鹽酸深度解析裝置1套?？紤]到二期預留,裝置主體框架總的占地約18mx6m，4.2、裝置能力和年操作時間：深度解析HCL: 30%的鹽酸解析能力為：10000t/a氯化氫氣體；年操作時間為 8000小時。 操作彈性范圍：30110%。4.3、原料規(guī)格 4.3.1、深度解析：原料濃鹽酸溫度：約30；液態(tài)；濃度：31%（wt）；進界區(qū)壓力0.4MPaG。流量：約33000t/a（4125kg/h）。4.3.1.1.稀酸廢水溫度：約40；液態(tài)；濃度（含HCL）：1%（wt）；出界區(qū)壓力0.3MPaG。流量：約23000t/a。（2.95t/h)4.3.1.2.助劑氯化鈣：無水氯化鈣（試劑級）:CaCl2wt.%95.0 wt.%。SO4-2 500ppm4.4、界區(qū)條件：4.4.1蒸汽： 壓力： 0.60.8MPaG 溫度： 飽和溫度4.4.2循環(huán)冷卻水： 供水壓力 0.4Mpa（G） 供水溫度 32 回水壓力 0.3Mpa（G） 回水溫度 42 污垢熱阻值 3.44104M2K/W 腐蝕率 碳鋼 0.125mm/a 不銹鋼 0.005mm/a4.4.3冷卻水： 供水壓力 0.4Mpa（G） 供水溫度 7 回水壓力 0.25Mpa（G） 回水溫度 134.4.4儀表空氣： 壓力 0.6Mpa（G） 溫度 環(huán)境溫度油、灰塵 無 露點 404.4.5氮氣： 壓力 0.6Mpa（G） 溫度 環(huán)境溫度油、灰塵 無 露點 404.4.7動力電： 電壓 380V 頻率 50Hz4.5、原材料及公用工程消耗量（主要技術經(jīng)濟指標）： 基準：每小時。4.5.1、濃度解析部分： 4.5.1.1、31%的鹽酸消耗： 約4.125t/h；4.5.1.2、0.6MpaG飽和蒸汽消耗： 約3.5t/h（折2.8t/t氯化氫）；4.5.1.3、循環(huán)冷卻水消耗： 約112t/h（折90t/t氯化氫）；4.51.4、冷凍水消耗： 約15t/h（折12t/t氯化氫）；4.5.1.5、交流電消耗： 待確定。4.5.2.4、動力電消耗(主要考慮酸泵耗電）： 待定五、乙方供貨范圍5.1、深度解析部分：5.1.1、乙方供貨設備一覽表：設 備 名 稱規(guī) 格 型 號單位數(shù)量材 料解析塔（含石墨填料）SMJ-1000臺1石墨+碳鋼解析再沸器YKB-150m2臺1石墨+16MnRHCL一級冷卻器YKB-90m2臺1石墨+20HCL二級冷卻器YKB-70m2臺1石墨+20閃蒸分離罐D(zhuǎn)N16004000臺1石墨閃蒸再沸器YKB-170m2臺1石墨+16MnR蒸發(fā)蒸汽冷凝器YKB-140m2臺1石墨+20噴射混合器喉管20mm臺1石墨氯化鈣配制釜V=5m3臺1鋼襯塘瓷釜稀氯化鈣儲槽V=5m3臺1鋼襯塘瓷釜氯化鈣補充泵H=32m Q=15m3/h臺2鋼襯四氟廢水罐1600*2400 V=5m3臺1玻璃鋼廢水泵H=32m Q=15m3/h臺2鋼襯四氟氯化鈣循環(huán)泵H=60m Q=10m3/h臺2鋼襯石墨蒸汽閃發(fā)罐800*1600 V=0.8m3臺2碳鋼 5.3.2、乙方技術服務范圍：界區(qū)內(nèi)的工藝及自控基礎設計； 六、甲方供貨范圍6.1、甲方供應深解析乙方供貨表以外的配套設備.6.2、甲方供應系統(tǒng)的防腐管道、儀表、電控柜、DCS、管件、閥門等公用工程系統(tǒng)的設備及管道。七、質(zhì)量保證 乙方所供產(chǎn)品如果出現(xiàn)因乙方設計、選材、制造等失誤造成的設備或儀表缺陷，乙方免費對其缺陷部分進行維修、更換,直至調(diào)換以滿足正常生產(chǎn)。八、技術服務8.1、乙方到甲方現(xiàn)場指導安裝，同時乙方有義務為甲方提供現(xiàn)場指導調(diào)試服務。8.2、乙方為甲方提供設備操作維護的現(xiàn)場培訓。8.3、乙方出具書面售后服務承諾。8.4、乙方在甲方進行現(xiàn)場服務時甲方應提供必要的機具（如吊車、焊接工具和氣源等）和相關人員（如起吊工、焊接工等）的配合。九、設計分工及范圍9.1、乙方設計范圍:9.1.1提供滿足進出口界區(qū)條件的工藝流程、操作參數(shù)、提供流程內(nèi)所供設備規(guī)格尺寸等技術參數(shù)。9.1.2提供界區(qū)內(nèi)生產(chǎn)裝置的基礎設計及有關文件，包括：9.1.2.1流程敘述9.1.2.1公用工程的消耗定額。9.1.2.2產(chǎn)品的詳細規(guī)格、數(shù)量。9.1.2.3設備一覽表。9.2、甲方設計范圍：界區(qū)內(nèi)所有專業(yè)的詳細設計。 附件1：其它資料 無水氯化鈣、鹽酸質(zhì)量指標及采購建議：1.無水氯化鈣：指標名稱規(guī)格氯化鈣（CaCl2）%9598鎂及堿金屬（以硫酸根計）%0.2水不溶物 %0.1堿度 以Ca(OH)2計0.1酸度 ( PH )7.58.5性質(zhì)：為無色立方結(jié)晶或灰白色固體的顆粒或粉末。比重2.15,熔點：772, 沸點大于1600.易溶于水而放出大量的熱。氯化鈣水溶液凝固點低是其特性。吸濕性極強，在空氣中潮解。包裝貯運：編制袋內(nèi)襯塑料袋包裝，凈重25公斤。建議采購廠家：唐山三友集團、連云港純堿廠、雙友化工注意：鹽酸解析工序使用的無水氯化鈣必須使用堿法生產(chǎn)的產(chǎn)品，絕對不可以使用酸法生產(chǎn)的氯化鈣（因酸法生產(chǎn)的無水氯化鈣中含F(xiàn)eCl3，該物質(zhì)是一種絮凝劑，使用過程中容易造成氯化