烧碱装置氯气处理.pptVIP

年产15万吨烧碱装置氯气处理工序的初步设计 答辩人:王 娟 专业：化学工程与工艺 指导老师：吴建波 目录 1.在国民经济中的地位：食盐电解联产的烧碱、氯气，在国民经济的所有部门均很需要，除应用于化学工业本身外，在轻工、纺织、石油化工、有色金属冶炼和公用事业等方面均有很大用途，作为基本化工原料的“三酸二碱”中，盐酸烧碱就占了其中两种。氯碱工业及相关产品几乎涉及到国名经济及人名生活的各个领域。 2.近年来，由于市场的竞争日益激烈，我国各氯碱企业为了提高自身的竞争力，纷纷扩大烧碱装置规模，从1999年开始，掀起了一轮烧碱扩建高潮，到2000年其生产能力已从1998年的6 860 kt/a增至8 000 kt/a，目前我国烧碱的总生产能力已经达到8 620 kt/a，居世界第2位。如此快速的增长，使国内烧碱市场趋于饱和状态，而且这种扩建热潮目前还在继续，齐鲁石化公司氯碱厂正在扩建的200 kt/a的离子膜装置，上海氯碱化工股份有限公司计划再建400 kt/a的装置，其他的一些厂家的计划项目估计还有700 kt/a, 如果这些计划项目得以实施，我国的烧碱生产能力将达到近10 000 kt/a。目前我国的烧碱企业有200多家，装置规模普遍较小，生产能力超过100 kt/a的生产企业只有24家 3.特点：除原料易得、生产流程较短外，主要还有三个突出问题：能将消耗大；氯与碱的平衡；腐蚀和污染。 目的意义 从电解槽出来了湿氯气，一般温度较高，并伴有大量的水蒸气及盐雾等杂质。这种湿氯气，对钢铁及大多数金属有强烈的腐蚀作用，对生产设备及运输设备有损害，使得生产及运输极不方便，会增加经济成本，且用户对氯气压力也有要求。为了降低成本，提高经济效益，满足用户的要求，需对氯气进行处理工序。干燥的氯气对设备的腐蚀在通常情况下是较小的，所以湿氯气的干燥是生产和使用过程所必须的。 设计内容 一.氯气的处理任务 为了使氯气能用钢铁材料制成的设备及管道进行输送或处理，要求氯气的含水量小于0.05%。生产中使用的氯气还需要有一定的压力以克服输送系统的阻力，并满足用户对氯气压力的要求。氯气处理系统的主要任务是： 1.氯气干燥 2.将干燥后的氯气压缩送给用户 3.稳定和调节电解槽阳极室内的压力，保证电解工序的劳动条件和干燥后的氯气纯度。 工艺流程图 四.工艺计算 （一）物料衡算和热量衡算 1.第一钛冷却器计算依据：假设湿氯气经电解到氯处理室，温度由90℃降至80℃，进入氯处理系统。电解氯气经一段洗涤塔冷却，温度从80℃降至46 ℃ 2.第二太冷却器计算依据：电解氯气经二段洗涤塔冷却，温度从46℃降至18℃，氯水温度为20 ℃，出口氯气总压力为-100×9.81Pa 3.填料塔计算依据：入塔硫酸浓度80%，温度为15℃，出塔硫酸浓度60%，温度为30℃ 4.泡罩塔计算依据：进塔硫酸浓度为98%，温度为13℃，出塔硫酸浓度为75%，温度为28℃ 五.主要设备选型 1.换热器选型 （1）计算依据：由《氯碱工业理化常数手册》中查知，第一钛冷却器的总传热系数范围在407.05—639.65 w/(m2?℃) （2）计算热负荷 （3）估算传热面积 （4）初选换热器型号 （5）换热器核算 经过计算，所选换热器型号为排管总数为360根，Dg 600mm，Ⅵ管程，管子采用三角形排管, 管心距 25㎜ 。 设计小结 1.此设计完成了物料衡算和热量衡算。 2.通过核算，对设备进行了选型。最终完成了年产十五万吨烧碱装置氯气的初步处理，预处理能力为320kmol/h。 3.此设计的优点在于提高了经济效益，减少了环境污染，工艺效果好，不足之处在于换热器在选型时是参照碳钢管的排列图，所以设备存在一定的危险，还需进一步改进，填料塔的安全性还有待提高。 Your site here LOGO 目 的 意 义 选 题 来 源 设 计 内 容 设 计 结 果 选题来源 根据氯处理的任务，氯处理工艺包括 ：氯气的冷却、干燥脱水、净化和压缩、输送几个部分。 1.氯气的冷却：直接冷却、间接冷却和氯水循环冷却。 直接冷却流程 优点：工艺设备投资少，操作简单，冷却效率高 缺点：排出的污水含有氯气，腐蚀管路，污染环境，增大氯损失，耗费大量蒸汽。 间接冷却流程 优点:操作简单，易于控制，操作费用低，氯水量小，率损失少，节约脱氯用蒸汽。 氯水循环冷却流程 优点：冷却效率高，操作费用低于直接冷却法，高于间接冷却法，投资比前者低而高于后者。 缺点：热交换器所用冷却水温度要求低于15℃，需要消耗冷却量并需增设氯水泵、氯水循环槽使流程复杂化。 二.氯处理工艺 2.氯气的干燥：均以浓硫酸为干燥剂，分为填料塔串联硫酸循环流