中南大学大四课程设计盐酸生产工艺设计答辩.pptxVIP

应化XXXX 年产10000t 31%盐酸的工业设计 讲述人： 中南大学 化工计算与工艺设计 设计 指导老师 |  2017年9月15日 | 目录 Contents PART 01 项目总论 PART 02 设计方案 PART 03 工艺计算 PART 04 设备选型 PART 05 设备布置 PART 06 环境与安全 项目总论 第一部分 项目背景 任务要求 目前国内外对于制备高纯度氯化氢的方法很多。例如，解吸法，盐酸脱析法，合成法，工业副产酸脱析法，石油化工副产氯化氢提纯法等。就目前工业上的合成来说，合成法成为世界各国生产盐酸的主要方法。 我国在合成氯化氢气体的生产过程中不断进行改革创新，积极主动学习国外先进工艺流程。目前，由于三合一合成炉的广泛使用，生产效率大幅度提高，也使得氯化氢及盐酸的合成工艺达到了一个新的高度。 • 设计任务： 1.生产能力： 10000 t/a 31% 的盐酸。 2.生产原料： 原料氢气组成（体积百分数）： H2 90.2%；N2 1.5%；O2 0.6%；其余为水。 原料氯气组成（体积百分数）： Cl2 74%；H2 2%；CO2 5.5%；N2 15%；其余为水。 年工作日为300d；每日工作时间24h 第二部分 生产方法选择 工艺流程 设计方案 合成法成为世界各国生产盐酸的主要方法 直接合成法分两步： 氯气与氢气作用生成氯化氢气体，本项目中采用燃烧法合成氯化氢气体。 用水吸收氯化氢气体生产盐酸。 合成氯化氢的反应如下： Cl2+H2→2HCl 合成炉 B A C “二合一”炉合成、冷却在炉体内完成, 吸收在炉体外进行, 既可以生产氯化氢气体, 又可以部分吸收生产盐酸,可以满足不同的需要。 石墨“三合一”炉具有结构紧凑、传热效率高、拆装检修方便、使用寿命长、操作弹性强、盐酸质量好等优点, 被广泛采用。 铁合成炉由于生产过程中产生的大量热量直接在空气中冷却, 造成操作环境温度高, 盐酸产品中铁离子的含量高,质量低,已被许多的企业淘汰。 三合一炉合成法 由氯氢处理来的氯气和氢气分别经过氯气缓冲罐、氢气缓冲罐、 氯气阻火器 , 氢气阻火器, 在三合一炉顶部燃烧生成氯化氢气体, 再通过三合一炉的冷却吸收段, 由尾气回收塔来的稀酸吸收成浓盐酸, 尾气由三合一炉底部封头侧上部出来进入尾气塔。 经过计量后的纯水,由尾气回收塔顶部进入, 吸收尾气中的氯化氢变成稀酸后,作为 吸收液进入三合一炉。 尾气回收塔顶部出来的不溶性气体 (尾气), 用水力喷射器抽出,再经尾气液封罐分离, 尾气经排空管排入大气中,下水可流入下水道, 也可用泵加压,循环用于水力喷射器 , 再作为工业盐酸的吸收水 。氯化氢的燃烧热和溶解热可用冷却水带走 。 三合一炉合成法 第三部分 物料衡算 能量衡算 工艺计算 每天理论盐酸产量：10000/300=33.3（t/d) 根据每天盐酸的产量，我们选择了SHL-50的合成反应炉，设计了产量为35t/d的合成炉反应器。 设定合成炉内吸收率为83%，故每天实际氯化氢产量：35*1000/24*0.31/0.999/0.83=545.2239（kg/h）=14.9536（kmol/h） 1.总吸收率为97.45%； 3.进炉氢氯比为1:1.2； 2.贮存和包装损失为0.1%； 4.假设氯气与氢气完全反应。 成分 进炉量（kmol/h) 进炉量（kg/h） 出炉量（kmol/h) 出炉量 （kg/h） HCl 0 0 14.9536 545.2239 Cl2 7.4768 530.1507 0 0 H2 7.7968 15.7167 0.2189 0.4413 CO2 0.5557 24.4562 0.5557 24.4562 N2 1.6419 45.9953 1.6419 45.9953 O2 0.0505 1.6165 0 0 H2O 1.0020 18.0510 1.1030 19.8713 合成炉合成段物料衡算总结表 出合成炉吸收段氯化氢气体： 545.2239×（1-83%）=92.6881 (kg/h)=2.5421（kmol/h） 出合成炉吸收段水蒸气质量： 假设出塔盐酸平均浓度31%、温度平均40℃计算，查化工设计手册该盐酸的水蒸气分压 p=17.05mmHg=2.27 kPa x=0.1326kmol 18.0157×0.1326=2.3881 （kg/h） 0.1328×22.4=3.4510 （m3/h） 设未吸收气体中含水蒸汽为x kmol 进尾气吸收塔物料 Kg/h Kg/m3 m³/h 氢气 0.4413 0.0775 5.6941 氯化氢 92.6881 1.401 66.15