氯化氫合成裝置工藝氯堿分廠郝天亮二○一二年五月五日

氯化氫合成裝置工藝氯堿分廠1講述內容1、本裝置生產任務及產品簡介2、氯化氫合成的原理3、工藝流程4、點爐及停爐步驟5、主要設備結構及其原理6、主要控制指標7、常見事故及處理方法8、聯鎖說明9、應急處理操作講述內容1、本裝置生產任務及產品簡介2一、本裝置生產任務及產品簡介（一）生產任務1、將氯氫處理工序送來的合格的氯氣、氫氣在石墨合成爐內燃燒，生成氯化氫氣體，將大部分合格的氯化氫供應給氯乙烯裝置。2、將剩余部分氯化氫吸收成合格的高純鹽酸，并且為本廠及用戶提供優(yōu)質的高純鹽酸。3、平衡氯氣。將氯乙烯凈化尾氣變壓吸附提氫裝置送來的氫氣并入系統使用，保證全廠正常生產。一、本裝置生產任務及產品簡介（一）生產任務3（二）、產品簡介1、氯化氫氣體（HCl）（1）、物理性質在常溫下為無色、有刺激性氣味的氣體，比重1.3，極易溶于水，并強烈地放熱，其水溶液就是鹽酸，是常用的無機強酸之一。純的鹽酸是無色液體，工業(yè)鹽酸由于有鐵、氯或有機雜質存在而呈黃色。20℃時，濃度31%的鹽酸比重為1.1543，濃度為36%的鹽酸比重為1.1789。飽和的或濃的鹽酸在空氣中能揮發(fā)出氯化氫氣體。氯化氫極易與潮濕空氣中的水分生成白色的煙霧。

（二）、產品簡介1、氯化氫氣體（HCl）4（2）、化學性質氯化氫在干燥的狀態(tài)下幾乎不與金屬反應，但在含水或溶于水時，其表現為鹽酸的性能，腐蝕性很強，能與大多數金屬反應，生成相應的鹽類。（3）、用途氯化氫氣體是制造合成材料的主要原料，可用來制造聚氯乙烯和氯丁橡膠等。（2）、化學性質52、高純鹽酸高純鹽酸的外觀與性狀：無色或微黃色發(fā)煙液體，有刺鼻的酸味。熔點(℃)：-114.8(純)沸點(℃)：108.6(20%)相對密度(水=1)：1.20相對蒸氣密度(空氣=1)：1.26飽和蒸氣壓(kPa)：30.66(21℃)高純鹽酸是用純水吸收氯化氫氣體制成的，純度較高，主要用于離子膜電解生產。（1）、鹽酸的性質2、高純鹽酸高純鹽酸的外觀與性狀：無色或6（2）、鹽酸的用途鹽酸的用途很廣，如化學工業(yè)中用來制取鋇和鋅的氯化物、苯胺、染料和皂化油脂；冶金工業(yè)中濕法冶金、清洗鋼板鐵銹；輕工業(yè)紡織品染色、鞣革染和電鍍、用于淀粉制造水解酒精與葡萄糖；食品工業(yè)制醬油和味精等。（2）、鹽酸的用途7級別指標指標名稱一等品合格品總酸度（以HCl計%）≥31.031.0鈣（以Ca計）mg/L≤0.300.50鎂（以Mg計）mg/L≤0.070.20鐵（以Fe計）≤0.303.0蒸發(fā)殘渣，mg/L≤25.050.0游離氯mg/L≤20.060.0（3）、高純鹽酸質量標準級別一等品合格品總酸度（以H8二、氯化氫合成的原理生產氯化氫氣體其主要反應還是氯氣與氫氣的化合反應，氯氣與氫氣在適宜的條件（如光，燃燒或觸媒）下，會迅速化合，其反應式如下：Cl2＋H2=2HCl氫氣及氯氣在石英燈頭做觸媒的情況下發(fā)生燃燒反應生成氯化氫氣體二、氯化氫合成的原理生產氯化氫氣體其主要反應9三、氯化氫合成工藝流程1、合成氯化氫工藝流程液化尾氣來自液氯工序，進入尾氯緩沖罐(V-702)緩沖后與來自氯處理工序的氯氣共同進入氯氣緩沖罐（V-703)混合后進入石墨合成爐(R-701A~G)。氫氣來自氫處理工序，通過氫氣管道阻火器至石墨合成爐(R-701A~G)。氯氫氣在爐內混合燃燒生成氯化氫氣體，反應熱由夾套中的純水帶走。氯化氫氣體再經過爐頂冷卻器，冷卻器夾套中的循環(huán)水使其溫度降至45℃以下，再進入氯化氫緩沖罐（V-701），通過氯化氫總管送至轉化工序。三、氯化氫合成工藝流程1、合成氯化氫工藝流程10原氯緩沖罐尾氯緩沖罐合成爐HCL緩沖罐蒸汽分配臺HV-5460PV-5459原氯緩沖罐尾氯緩沖罐合成爐HCL緩沖罐蒸汽分配臺HV-54611工藝流程合成爐氯氣調節(jié)閥氫氣調節(jié)閥工藝流程合成爐氯氣調節(jié)閥氫氣調節(jié)閥12氯化氫合成裝置工藝ppt課件132、高純鹽酸工藝流程制作高純鹽酸的HCl氣體自合成爐出來后先進入一級降膜吸收器（T-701A~F）的頂部與來自二級降膜吸收器（T-702A~F）來的稀鹽酸進行吸收，其吸收時放出的熱量由夾套內的冷卻水帶走，生成31%的鹽酸進入高純鹽酸中間罐（V-708）,濃度不合格的鹽酸進入鹽酸調整罐（V-707）。未被吸收的HCl氣體進入二級降膜吸收器（T-702A~F）頂部與來自尾氣吸收塔（T-703A~F）的稀鹽酸進行吸收，二級降膜吸收器中未被吸收的少量HCl氣體進入尾氣吸收塔與來自稀鹽酸循環(huán)槽（V-705）經鹽酸吸收泵（P-703A/B）加壓后的稀酸噴淋吸收生成稀酸進入二級降膜吸收器，與來自2、高純鹽酸工藝流程制作高純鹽酸的H14一級降膜吸收器的HCl氣體吸收后，再進入一級降膜吸收器，與來自合成爐的HCl氣體吸收，最終成為31%的合格鹽酸。尾氣吸收塔（T-703A~F）中未被吸收的微量氯化氫及惰性氣體，與來自稀鹽酸循環(huán)槽（V-705）經稀鹽酸循環(huán)泵（P-702A~C）加壓后的稀鹽酸一起進入水力噴射器（P-701A~F）吸后流入稀鹽酸循環(huán)罐（V-705）。未被吸收的尾氣通過水封槽（V-704A~F）放空管道排入大氣。氯化氫緩沖罐以及氯化氫氣體管道中的冷凝酸排入冷凝酸罐（V-706）,經冷凝酸泵（P-704）送至鹽酸收，吸收后的稀酸經過水封槽（V-704A~F）一級降膜吸收器的HCl氣體吸收后，再進入一級降膜吸收器15進入調整罐中，與鹽酸調整罐中不合格的鹽酸調整為31%合格鹽酸后，由鹽酸泵(P-705A/B)送至罐區(qū)。自一級降膜吸收器流出的31%的合格鹽酸進入高純鹽酸中間罐（V-708），經過高純鹽酸泵（P-706A/B）送至電解工序或罐區(qū)。氯化氫合成爐夾套內的純水由純水罐（V-709）流出經純水泵（P-707A/B）加壓后供給。純水吸收氯化氫合成時的反應熱最終成為蒸汽，經管道進入蒸汽分配臺（V-710）后，分配給各用戶。補充稀鹽酸循環(huán)槽（V-705）中的純水由界區(qū)內純水總管供給。進入調整罐中，與鹽酸調整罐中不合格的鹽酸調整為31%合16

一級降膜吸收器二級降膜吸收器尾氣吸收塔水力噴射器

一級降膜吸收器二級降膜吸收器尾氣吸收塔水力噴射器17吸收器水封槽（V-704）廢氣吸收塔稀鹽酸循環(huán)罐吸收器水封槽（V-704）廢氣吸收塔稀鹽酸循環(huán)罐183.3互串做酸工藝流程此工藝共有7臺合成爐，六套吸收系統，每臺合成爐可以用任何一套吸收系統制酸。（以7#爐去1#或2#吸收系統為例說明）HV-5457AHV-5457BHV-5452GHV-5452AHV-5452BHV-5451AHV-5451BHV-5451G互串做酸總管VCM1#爐7#爐2#爐3.3互串做酸工藝流程HV-5457AHV-5457BHV19四、點爐、停爐步驟1、點爐步驟（1）檢查合成爐循環(huán)水暢通，夾套純水液位在40%左右，合成爐負壓正好。（2）取爐內含氫樣，指標小于0.05%.(3)將氫氣氯氣調節(jié)閥分別開至25%和15%，打開氫氣及氯氣手動大閥。（4）打開氫氣切斷閥HV-5459,開手動小閥調節(jié)氫氣大小。四、點爐、停爐步驟1、點爐步驟20（5）點著氫氣軟管插入燈頭氫氣管，用鐵絲扎緊。（6）打開氯氣切斷閥HV-5458，用手動小閥緩慢加氯氣。觀察火焰顏色，待火焰變?yōu)榍喟咨珪r封爐門。（7）打開尾氣排空，加吸收水。給合成爐提量至氫氣500m3/h，氯氣380m3/h左右后等合成爐升溫。（8）當蒸汽壓力并入蒸汽總管后逐步給合成爐提量。自控閥限位后將手閥開大，改用自控閥調節(jié)。（5）點著氫氣軟管插入燈頭氫氣管，用鐵絲扎緊。212、停爐步驟（1）緩慢給合成爐降量至氫氣400m3/h左右，氯氣280m3/h左右。（2）主控直接關閉氯氣切斷閥，同時氫氣切斷閥及氯氫氣調節(jié)閥會聯鎖關閉，然后立即關閉手動閥門，觀察爐火是否熄滅。（3）關閉補純水閥門LV-5451及蒸汽并網閥HV-5466，合成爐緩慢降溫。（4）解除HV-5458與HV-5459之間的相互關閉聯鎖，打開氫氣調節(jié)閥。開氮氣閥門給合成爐充氮氣置換20分鐘以上后系統抽負壓。2、停爐步驟22五、主要設備結構及其原理（一）、合成爐1、合成爐工作原理來自氯氫處理裝置的合格的H2和CL2經阻火器按一定的配比進入石墨合成爐，在石英燈頭上燃燒，生成的氯化氫氣體從石墨合成爐段往上，經合成段換熱塊換熱后使合成爐夾套純水產生更多的蒸汽，通過換熱后的HCl氣體再進入爐頂石墨冷卻器，經爐頂石墨冷卻器內循環(huán)水冷卻至≤45℃，從氯化氫出口輸出，進入氯化氫緩沖罐送至氯乙烯裝置或去吸收系統制成鹽酸。五、主要設備結構及其原理（一）、合成爐232、合成爐結構合成爐由鋼襯四氟燈頭座、石英燈頭、石墨合成段、合成段換熱塊、爐頂石墨冷卻器、蒸汽室、氣水分離器過濾網和鋼制外殼等部分組成。具有占地面積小、結構緊湊、便于操作等優(yōu)點。內部石墨塊有（按從下至上的順序）：石墨底盤、下節(jié)石墨筒體、中節(jié)石墨筒體（2節(jié)）、上節(jié)石墨筒體、下換熱塊、上換熱塊、下氣室、冷卻換熱塊（5塊）、上氣室，共計14塊石墨塊2、合成爐結構24爐門純水進口上氣室平衡管上換熱塊下換熱塊上節(jié)石墨筒體中節(jié)石墨筒體下節(jié)石墨筒體汽包氯化氫出口蒸汽出口石墨底盤冷卻換熱塊5個循環(huán)水出口視鏡循環(huán)水進口下氣室兩側防爆口頂部防爆膜爐門純水進口上氣室平衡管上換熱塊下換熱塊上節(jié)石墨筒體中節(jié)石墨25純水循環(huán)水氯化氫循環(huán)水冷卻水氫氣氯氣蒸汽出口閃蒸罐冷卻水視鏡防爆口純水純水循環(huán)水氯化氫循環(huán)水冷卻水氫氣氯氣蒸汽出口閃蒸罐冷卻水視鏡26石墨底盤石墨筒體石墨底盤石墨筒體27下換熱塊冷卻換熱塊下換熱塊冷卻換熱塊28上氣室下氣室上氣室下氣室29石英燈頭上換熱塊石英燈頭上換熱塊30

冷卻換熱塊汽包冷卻換熱塊汽包31（二）、降膜吸收器1、降膜吸收器原理管內走吸收劑及吸收氣體，管間走冷卻劑；上封頭內為吸收器頭部，內有分布裝置，保證吸收劑均勻地分布到每根吸收管內，并在管內壁形成薄膜往下流。本設備屬濕壁式表面吸收裝置，適用于伴隨放熱的易溶腐蝕性氣體（如HC1，SO2等）的吸收。操作時吸收劑通過布膜器沿垂直列管內壁以薄膜狀下降，氣體自上而下（并流）通過內管空間，氣液兩相在流動的液膜上進行傳質。列管外通冷卻劑以除去吸收過程中放出的熱量。（二）、降膜吸收器322、降膜吸收器結構降膜吸收器由上封頭、下封頭、防爆膜、換熱塊（九塊）、液體分布頭及鋼制外殼組成。如圖：2、降膜吸收器結構33吸收水進口排氣口排凈口下酸口下封頭循環(huán)水進口氯化氫出口循環(huán)水出口共9塊換熱塊上封頭氯化氫進口防爆膜吸收水進口排氣口排凈口下酸口下封頭循環(huán)水進口氯化氫出口循環(huán)水34六、主要控制指標1、原材料指標名稱規(guī)格（v%）備注原料氯氣Cl2≥98.5%H2≤0.4%O2≤1.0%來自氯處理工序尾氯Cl280～99%H2≤3.60%來自液氯工序原料氫氣H2≥99%來自氫處理工序回收氫氣H2≥99%含O2≤0.4%來自變壓吸附純水Ca2+0.0%Mg2+0.0%Fe含量≤0.001%（wt）來自純水工序六、主要控制指標1、原材料指標名稱規(guī)格（v352、主要控制指標氯化氫純度90%-94%氯化氫壓力（爐壓）≤50Kpa鹽酸濃度31%±1%游離氯≤0.04%氯化氫溫度≤45℃出酸溫度≤45℃點火前氫氣純度≥99%點火前氯氣純度≥85%點火前爐內含氫≤0．05%系統開車爐前氫氣純度≥99%2、主要控制指標氯化氫純度90%-94%氯化氫壓力（爐壓）≤36七、常見問題及處理方法1、合成爐火焰發(fā)紅發(fā)亮原因：（1）氫氣純度低，含氧高（2）有雜質落在燈頭上（3）燈頭破處理方法：（1）立即分析純度，與氯氫處理聯系，嚴重時停車處理（2）停爐檢查燈頭七、常見問題及處理方法372、火焰發(fā)白且有煙霧原因：（1）氫氣過量太多（2）氯氣純度低（3）H2水分多

處理方法：（1）減少氫氣流量或提高氯氣流量（2）通知調度提高電解Cl2純度（3）排水氯化氫合成裝置工藝ppt課件383、火焰發(fā)黃發(fā)暗原因：氯氣過量處理方法：減少氯氣流量或加大氫氣流量4、H2壓力波動頻繁原因：（1）氫氣管道或設備積水堵塞（2）直流電波動（3）氫氣壓縮機操作問題處理方法：（1）檢查排除積水（2）與調度聯系穩(wěn)定電流（3）與氯氫處理聯系穩(wěn)定壓力3、火焰發(fā)黃發(fā)暗395、合成爐爐壓過高或波動頻繁原因：（1）冷卻器氯化氫出口液封（2）做酸爐吸收器液封（3）做酸閥（HV-5452）或送氣閥（HV-5451）開度?。?）轉化工序調節(jié)幅度大。處理方法：（1）檢查冷卻器冷凝酸排放情況（2）檢查吸收器下酸情況及吸收水量（3）適當開大閥門（4）與相關崗位聯系進行調節(jié)5、合成爐爐壓過高或波動頻繁406、氯化氫氣體出現游離氯原因：（1）H2和Cl2配比不當，氯過量（2）H2和Cl2壓力波動大，調節(jié)不及時（3）H2純度低（4）燈頭燒壞合成不好（5）爐溫低，反應不完全處理方法：（1）調節(jié)氯氣量或氫氣量（2）及時調節(jié)（3）提高H2流量并通知H2處理崗位（4）更換燈頭（5）提高爐溫，必要時停爐處理6、氯化氫氣體出現游離氯417、膜吸收塔出酸溫度過高原因：（1）循環(huán)水水臟，使膜吸收塔換熱孔堵塞，傳熱效果差(2)膜吸收塔冷卻水開得太小(3)做酸量過大，超過了膜吸收塔生產能力（4）膜吸收塔安裝水平度不夠，造膜器不水平或損壞，導致部分HCl在底部吸收放熱（5）膜吸收塔滲漏處理方法：（1）停車清洗膜吸收塔（2）開大冷卻水量（3）降低HCl、H2O量（4）重新調整水平度（5）停車堵漏7、膜吸收塔出酸溫度過高428、點爐時合成爐無負壓原因：（1）水流泵未開或流量不夠（2）尾氣排空未關（3）做酸手閥或HV-5452未打開（4）吸收系統有液封現象或氣相管堵塞（5）合成爐氯化氫出口管道液封（6）管道或設備有大量泄漏，如防爆膜未安裝處理方法：（1）檢查水流泵閥門開度大?。?）關閉尾氣排空閥（3）檢查打開做酸閥（4）檢查吸收系統（5）排氯化氫出口冷凝酸（6）檢查設備安裝部件8、點爐時合成爐無負壓43八、聯鎖說明1、全廠停車聯鎖聯鎖投入的情況下，全廠停車聯鎖HV-5458A-GH和HV-5459A-G全