氯化氢合成与吸收工艺设计及运行总结

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1、氯化氢合成与吸收工艺设计及运行总结王真贝，黄建成（江苏扬农化工集团，江苏扬州225000）[关键词]：氯化氢合成石墨二合一氯化氢吸收设备选型运行情况[摘要]：对扬农化工集团产能扩建项目中盐酸合成工艺的设计过程进行了简要的概述。对于设备选型以及后期运行情况进行了分析，并对生产过程出现的异常现象以及处理办法进行了描述。HydrogenchloridesynthesisandabsorptionofprocessdesignandoperationsummaryWangZhenbei*，HuangJianc

2、heng（JiangsuYangnongChemicalIndustryCo.,Ltd.,JiangsuYangzhou225000，China)[keywords]:hydrogenchloridesyntheticgraphitehydrochloricacidabsorptiontypeequipmentoperation[Abstract]:thedesignprocessofthesynthesisofhydrochloricacidproductioncapacityexpansionpr

3、ojectYangnongChemicalIndustryCo.,Ltd.,inbrief.Forequipmentselectionandpostoperationareanalyzed,theabnormalphenomenonandappearedontheproductionprocessandprocessingmethodaredescribed.1、前言盐酸是氯碱化工的主要产品之一，目前盐酸合成工艺多数采用合成和吸收两大操作单元组成。合成炉是制造氯化氢气体或盐酸的主要设备。过去工艺上应用

4、比较广泛的是钢制合成炉，而近期均以石墨合成炉为主。由于石墨材料具有耐腐蚀、耐高温、传热效率高等优点，其应用越发广泛。配合夹套冷却的合成炉可以降低炉内氯化氢温度，提高生产能力，甚至可以利用反应热副产蒸汽。[1]扬农化工集团氯碱分厂离子膜以及隔膜电解工艺碱产能为12万吨/年，配套产生氯气3.5万吨/年，盐酸工段作为氯气平衡的工段之一，采用氢气和氯气反应生成氯化氢，再用吸收水吸收产生32%盐酸作为产品出售。原来盐酸工段有φ700的合成炉2台，单套产能为1.5万吨/年，为满足集团产能扩大的发展需求，新增1台φ

5、1200的石墨二合一氯化氢合成炉，炉体采用内衬石墨，外体钢制的合成炉，配套吸收系统。此类合成工艺具有以下特点：1、炉体温度低(530±30)℃；2、设备寿命长，平均使用寿命约2年；3、制造及安装方便；4、吸收效率高；5、操作弹性较大；6、系统三废产生量少。2、工艺设计要求合成炉选用石墨合成炉。本次设计是在扬农集团多年积累的设计经验、运行的基础上，设计出工艺合理、设备优选、产能以及质量满足要求的φ1200石墨二合一氯化氢合成炉。3、工艺参数计算本合成工艺设计按照年产2.5万吨32%盐酸，年生产天数330

6、天计算。合成炉系统工艺由合成炉本体、空冷管道（配马槽通冷水冷却）、石墨冷却器、三级吸收塔、水流泵等部分组成。具体工艺流程见图1。图1盐酸合成工艺流程图3.1合成系统计算3.1.1合成炉燃烧体积计算合成工艺采用合成炉作为氯气和氢气反应的场所，本次设计合成炉是石墨二合一合成炉，采用三层灯头，氯气从中间进入，氢气从二层进入，氢气包裹着氯气安静燃烧，最外围一层淌冷凝酸，那么选取合适的燃烧容积V是保证炉内氯气和氢气混合、燃烧状态良好、火焰垂直向上无散射、无偏烧的先决条件。根据扬农化工集团φ700合成炉设计的成功

7、经验。合成炉生产强度取55～95kg(m3·h)为宜，本次设计取90kg/(m3·h)。经计算单台合成炉燃烧容积y取11.1m3。[2]3.1.2合成炉炉体换热面积计算合成炉内，氯气和氢气反应生成氯化氢气体，该反应为放热反应，为促进反应向正方向进行，必须及时移出反应热，同时保证生产的安全稳定。散热面积采用下式计算：S=Q/K△￡R，式中：S为散热面积，m2；K为传热系数，kJ／(m2·h·℃)；Q为反应总热量，kJ／h；R为修正系数；△￡为平均温差，℃。根据计算，总移出热量Q=229.56kj/s，总

8、传热系数K=14.58w/m2·℃，平均温差△￡=475℃，修正系数R=1.35，经计算的S为44.8m2。3.1.3合成炉其它参数选取炉体结构为圆柱体。炉体内直径为1.2m，外直径为1.6m，高为20m。灯头：气体3层分布，内为φ100管(氯)，外中φ125管(氢)，炉内上升速度：0120m/s，工作炉温：(570±20)℃，炉压：101.3kPa，校核后，取炉体体积V=11.3m3，炉体换热面积S=68.3m2。3.1.3冷却器选型氯化氢气体经冷却后