氯化氫合成與吸收工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行總結(jié)

1、氯化氫合成與吸收工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行總結(jié)氯化氫合成與吸收工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行總結(jié)王真貝，黃建成（江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)，江蘇揚(yáng)州225000）[關(guān)鍵詞]：氯化氫合成石墨二合一氯化氫吸收設(shè)備選型運(yùn)行情況[摘要]：對揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目中鹽酸合成工藝的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了簡要的概述。對于設(shè)備選型以及后期運(yùn)行情況進(jìn)行了分析，并對生產(chǎn)過程出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象以及處理辦法進(jìn)行了描述。Hydrogenchlidesynthesisabsptionofprocessdesig

2、noperationsummaryWangZhenbei，HuangJiancheng（JiangsuYangnongChemicalIndustryCo.Ltd.JiangsuYangzhou225000，China)[keywds]:hydrogenchlidesyntheticgraphitehydrochlicacidabsptiontypeequipmentoperation[Abstract]:thedesignproces

3、softhesynthesisofhydrochlicacidproductioncapacityexpansionprojectYangnongChemicalIndustryCo.Ltd.inbrief.Fequipmentionpostoperationareanalyzedtheabnmalphenomenonappearedontheproductionprocessprocessingmethodaredescribed.1

4、、前言、前言鹽酸是氯堿化工的主要產(chǎn)品之一，目前鹽酸合成工藝多數(shù)采用合成和吸收兩大操作單元組成。合成爐是制造氯化氫氣體或鹽酸的主要設(shè)備。過去工藝上應(yīng)用比較廣泛的是鋼制合成爐，而近期均以石墨合成爐為主。由于石墨材料具有耐腐蝕、耐高溫、傳熱效率高等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用越發(fā)廣泛。配合夾套冷卻的合成爐可以降低爐內(nèi)氯化氫溫度，提高生產(chǎn)能力，甚至可以利用反應(yīng)熱副產(chǎn)蒸汽。[1]揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)氯堿分廠離子膜以及隔膜電解工藝堿產(chǎn)能為12萬噸年，配套產(chǎn)生氯氣3.5萬噸

5、年，鹽酸工段作為氯氣平衡的工段之一，采用氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫，再用吸收水吸收產(chǎn)生32%鹽酸作為產(chǎn)品出售。原來鹽酸工段有φ700的合成爐2臺，單套產(chǎn)能為1.5萬噸年，為滿足集團(tuán)產(chǎn)能擴(kuò)大的發(fā)展需求，新增1臺φ1200的石墨二合一氯化氫合成爐，爐體采用內(nèi)襯石墨，外體鋼制的合成爐，配套吸收系統(tǒng)。此類合成工藝具有以下特點(diǎn)：1、爐體溫度低(53030)℃；2、設(shè)備壽命長，平均使用壽命約2年；3、制造及安裝方便；4、吸收效率高；5、操作彈性較大；

6、6、系統(tǒng)三廢產(chǎn)生量少。2、工藝設(shè)計(jì)要求、工藝設(shè)計(jì)要求合成爐選用石墨合成爐。本次設(shè)計(jì)是在揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)多年積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)行的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出工藝合理、設(shè)備優(yōu)選、產(chǎn)能以及質(zhì)量滿足要求的φ1200石墨二合一氯化氫合成爐。3、工藝參數(shù)計(jì)算、工藝參數(shù)計(jì)算本合成工藝設(shè)計(jì)按照年產(chǎn)2.5萬噸32%鹽酸，年生產(chǎn)天數(shù)330天計(jì)算。合成爐系統(tǒng)工藝由合成爐本體、空冷管道（配馬槽通冷水冷卻）、石墨冷卻器、三級吸收塔、水流泵等部分組成。具體工藝流程見圖1。3.2.2吸

7、收塔填料高度選取工作溫度選取30℃，對氣相傳質(zhì)系數(shù)kyα=0.0116kmol（m3s），液相傳質(zhì)系數(shù)kLα=0.6732kmol（m3s），總傳質(zhì)系數(shù)KYα=0.01069kmol（m3s），惰性氣體流量V=2085.8925kgd，溶劑流量L=5044.119kgd，塔截面積Ω=0.1923m2。通過計(jì)算得出傳質(zhì)單元高度為0.4027m，傳質(zhì)單元數(shù)為7.37，修正系數(shù)取1.5，實(shí)裝填料高度取4.45m，分三級吸收塔安裝。[3]3.2

8、.3合成一級吸收塔選型鹽酸具有強(qiáng)腐蝕性徑向園塊孔降膜吸收塔具有耐沖擊壓降小換熱效果好等優(yōu)點(diǎn)故選擇石墨徑向式園塊孔降膜吸收塔。按照吸收塔氣相進(jìn)口溫度為40℃，出口溫度為40℃，冷卻水進(jìn)水溫度30℃，出水溫度35℃，淌酸溫度45℃，進(jìn)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.8%，淌酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)32%計(jì)算，吸收塔總傳熱系數(shù)為2637.81Kjhrm2℃，冷卻負(fù)荷為26457407.5Kjd，冷凝器面積要求為33.89m2，圓整后為35m2，選型MS07，吸收效率折合拉

9、西環(huán)填料高度2.78m。3.2.4合成二級吸收塔選型塔類型選擇同合成一級吸收塔，按照吸收塔氣相進(jìn)口溫度為40℃，出口溫度為30℃，冷卻水進(jìn)水溫度35℃，出水溫度40℃，淌酸溫度45℃，進(jìn)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.2%，淌酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.8%計(jì)算，吸收塔總傳熱系數(shù)為2637.81Kjhrm2℃，冷卻負(fù)荷為13205209.99Kjd，冷凝器面積要求為28.9m2，圓整后為30m2，選型MS06，吸收效率折合拉西環(huán)填料高度1.47m。3.2.5合成三級

10、吸收塔選型按照吸收塔氣相進(jìn)口溫度為30℃，出口溫度為27℃，淌酸溫度32℃，進(jìn)酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)0%，淌酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.2%，以亂推拉西環(huán)填料計(jì)算，溶劑流量L=5044.119kgd，塔截面積Ω=0.1923m2。通過計(jì)算得出傳質(zhì)單元高度為0.4027m，傳質(zhì)單元數(shù)為0.5，修正系數(shù)取1.5，實(shí)裝填料高度取0.31m。4、結(jié)論與討論、結(jié)論與討論4.1運(yùn)行總結(jié)運(yùn)行總結(jié)2012年7月14日，合成爐點(diǎn)火成功，經(jīng)過一系列調(diào)試，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求：

11、氯化氫體積分?jǐn)?shù)為86.5%~92%，無游離氯；爐壓為0.02~0.03MPa；氯化氫出口溫度為45~55℃；吸收水轉(zhuǎn)子流量控制范圍在0.5m3h~1.4m3h；高純酸比重在1.158~1.160kgm3，對應(yīng)的酸濃度為31~32%。對比之前使用的鐵質(zhì)合成爐，石墨二合一合成爐具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、石墨材料耐腐性強(qiáng)，使用過程爐體腐蝕小，使用至今沒有發(fā)現(xiàn)爐體有腐蝕現(xiàn)象，使用周期較鐵質(zhì)合成爐長；2、生產(chǎn)負(fù)荷高，產(chǎn)能大，爐體采用夾套水冷卻，冷卻效果好

12、，可調(diào)控空間大，降低后續(xù)吸收系統(tǒng)冷卻負(fù)荷，查看過去生產(chǎn)記錄，目前該合成爐的日產(chǎn)量相當(dāng)于過去使用的同規(guī)格鐵制合成爐1.5倍以上；3、成品酸質(zhì)量提高，產(chǎn)出氯化氫中含鐵量低，產(chǎn)酸質(zhì)量達(dá)標(biāo)率高，目前生產(chǎn)的高純酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.2%~32.2%，含Ca2Mg2≤200PPm，F(xiàn)e3≤500PPm。4、爐體帶有夾套水冷卻，內(nèi)襯石墨，外用鋼材，導(dǎo)熱效果好，且防腐蝕不易漏，無高溫輻射，安全穩(wěn)定，工作環(huán)境得到明顯改善。4.2存在問題存在問題1、開車初期，