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第一節(jié)：氯化氫合成工藝技術 1 生產(chǎn)能力 1.1 設計能力 1.1.1 十萬噸系統(tǒng)設計能力：6.7 萬噸 HCl/年 1.1.2 五萬噸系統(tǒng)設計能力：4.7 萬噸 HCl/年 1.2 實際生產(chǎn)能力 1.2.1 十萬噸系統(tǒng)有三臺石墨合成爐及其配套設備， 滿負荷運行日產(chǎn)氯化氫 氣體 198.67 噸，單臺爐產(chǎn)能 66.22 噸/日。 1.2.2 五萬噸系統(tǒng)共有 5 臺鋼制合成爐及其配套設備，正常生產(chǎn)時運行 4 臺合成爐，運行負荷日產(chǎn)氯化氫氣體 156 噸，單臺爐產(chǎn)能 39 噸/日。 12.3 五萬噸系統(tǒng)通過改造，新增兩臺二合一副產(chǎn)蒸汽石墨合成爐及其配套 設備，日常開一備一，滿負荷運行日產(chǎn)氯化氫氣體 150 噸，單臺爐產(chǎn)能 150 噸/ 天。系統(tǒng)在滿負荷運行狀態(tài)下，可副產(chǎn)壓力在 0.8-1.0 MPa 飽和蒸汽 4.375 噸 /h，裝置年開工率按 8000h 計，年產(chǎn)蒸汽 3.5 萬噸。 1.2.4 因原料氣含有一定量的水份，故生產(chǎn)系統(tǒng)在正常運行時產(chǎn)生一定量的 冷凝酸（鹽酸），其產(chǎn)量約為：十萬噸系統(tǒng) 5 噸/日，氯化氫氣體損耗量約為日 產(chǎn)總量的 0.78%；五萬噸系統(tǒng) 3.5 噸/日，氯化氫氣體損耗量約為日產(chǎn)總量的 0.52%。

1.2.5 如后工序生產(chǎn)出現(xiàn)異常， 本裝置生產(chǎn)的氯化氫氣體將部分或全部倒入 吸收系統(tǒng)制取鹽酸， 五萬噸系統(tǒng)滿負荷運行每小時生產(chǎn)氯化氫氣體約 3800m3 /h， 用水吸收制取濃度 31%鹽酸可生產(chǎn) 20.08T/h；十萬噸系統(tǒng)滿負荷運行每小時生 產(chǎn)氯化氫氣體約 5500 m3 /h，用水吸收制取濃度 31%鹽酸可生產(chǎn) 28.02 T/h。1.2.6 根據(jù)實際生產(chǎn)情況，五萬噸合成系統(tǒng)仍有一定的生產(chǎn)余量，但吸收裝 置受設備自身因素影響已滿負荷運行，如全部降量制取鹽酸，前系統(tǒng)必須降電 流；十萬噸系統(tǒng)合成系統(tǒng)已趨于滿負荷，無法對現(xiàn)有裝置進行提量，如全部降 量制取鹽酸，三套吸收裝置無法全部吸收，前系統(tǒng)必須降電流，將氯化氫產(chǎn)量 降至 3200 m3 /h。 2 產(chǎn)品及副產(chǎn)品 2.1 本裝置的產(chǎn)品：氯化氫氣體，副產(chǎn)品：鹽酸（合成酸、高純酸）、蒸汽 產(chǎn)品名稱：氯化氫氣體；分子式：HCL ；分子量 36.568 2.2 氯化氫的性質 2.2.1 物理性質 2.2.1.1 氯化氫是一種有毒、有害、有強烈刺激性氣味的氣體。氣態(tài)氯化氫 在標準狀況下密度為 1.63kg/m3，恒沸點： 108.65℃液化氣報警器， 這是氯化氫水溶液 （鹽酸） 所具有的特性， 濃鹽酸在加熱蒸餾時， 其餾出物是含有少量水分的氯化氫氣體， 在 0.1MPa 情況下，到此溫度后一直持續(xù)到濃度降低到 20.24% ，溫度上升至 108.65℃為止，到此溫度后不再上升，因此稱之為恒沸點。

而稀鹽酸在加熱蒸 餾時，其餾出物是含有少量氯化氫的水份，在 0.1MPa 情況下，這種蒸餾也持續(xù) 到酸濃度增加到 20.24%，溫度為 108.65℃時為止，因此決不可能借助于加熱煮 沸來完全除去溶液中的氯化氫。 2.2.2.2 氣態(tài)氯化氫極易溶于水，在 20℃，0.1MPa 情況下，1 體積水能溶 解 442 體積的氯化氫氣體， 在標準狀態(tài) （0℃，760mmHg） 下環(huán)氧乙烷報警器， 1 升水可吸收 525.2 升的氯化氫氣體，但氯化氫在水中的溶解度受溫度影響很大，一般地，氣態(tài)氯 化氫在水中的溶解度是隨溫度升高而逐漸下降的。用水吸收氯化氫氣體是一個 大量放熱的過程，1 克分子氯化氫溶解于水時產(chǎn)生 5.375 千卡的熱量。2.2.2.3 干燥的氯化氫氣體是無色的，日常管線泄漏出現(xiàn)白色煙霧是因為 氯化氫吸收空氣中的水份所致，所以曾用它作為煙霧劑使用。 2.2.1.2 主要物理常數(shù) 分子量：36.568 密度：1.639Kg/m3（0℃） 熔點：-111℃ 沸點：-83.1℃ 臨界溫度：51.28℃ 臨界壓力：81.6 個大氣壓 如果把氯化氫氣體加壓到 60 個大氣壓用冷水冷卻即可得到液態(tài)氯化氫。

2.2.2 化學性質 2.2.2.1 氯化氫氣體在干燥狀態(tài)下幾乎不與金屬發(fā)生反應，在含水或溶于 水中時其腐蝕性極強，可與大多數(shù)金屬化合生成該金屬的氯化物氯化氫，例如： Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ 所以，如用鐵制設備與管道輸送潮濕的氯化氫氣體，管道和閥門極易被生 成的氯化亞鐵結晶堵塞，而設備和管道則易被腐蝕損壞，因此，在氯化氫的生 產(chǎn)過程中，一般都采用陶瓷、搪玻璃、石英、橡膠、硬聚氯乙烯、不透性石墨 及耐酸材料制造管道設備或襯里。 2.2.2.2 氯化氫可以被堿性溶液所吸收，其發(fā)生中和反應生成鹽類，如： HCl+NaOH＝NaCl+H2O 利用這個性質，采用石灰乳處理氯化氫的酸性下水，可以除去其酸性，防 止下水道被腐蝕。碳酸鈣也有類似作用：2HCl+CaCO3＝CaCl2+CO2↑+H2O 2.2.2.3 氯化氫氣體可與乙炔等不飽和烴起反應生成加成產(chǎn)物，如： HCl+C2H2＝C2H3Cl 2.3 氯化氫氣體的質量標準 為提高氯化氫氣體的利用率，降低生產(chǎn)成本，提高安全系數(shù)，在生產(chǎn)過程 中對氯化氫氣體的質量具有一定的要求和標準，主要以控制其含水和純度為主， 以氯化氫和乙炔反應生產(chǎn)氯乙烯單體為例， 氯化氫合成過程中， 因原料氣含水， 生成的氯化氫氣體會吸收水分，經(jīng)冷凝形成鹽酸，如冷凝酸脫除不干凈，一方 面在管道、設備中集聚造成系統(tǒng)阻力升高，不利于安全生產(chǎn)氯化氫，另一方面，大量 冷凝酸帶入氯乙烯合成系統(tǒng)， 會使轉化系統(tǒng)觸媒結塊， 腐蝕轉化設備 （轉化器） ， 降低系統(tǒng)運行周期和設備使用壽命； 而純度的控制則非常重要，在合成系統(tǒng)，如氯化氫氣體純度控制過低，系 統(tǒng)會含有大量的氫氣，在合成過程中或吸收制酸過程中極易發(fā)生混合氣體爆炸， 同時氫氣較貴，影響生產(chǎn)成本。

如純度過高，氯氣過量，游離態(tài)的氯氣在高溫 條件下會腐蝕鋼制設備及管道，縮短設備使用壽命，如吸收制酸，游離氯會排 入大氣，增加環(huán)?？刂齐y度，若制取高純鹽酸，還會影響鹽酸指標。在轉化工 序氯化氫，如氯化氫純度控制過低，過量的氫氣易與乙炔、氯乙烯等形成爆炸性混合 物發(fā)生安全事故，同時氯化氫純度過低，影響轉化合成收率，使乙炔的消耗增 加；如合成氯化氫氣體純度過高，會含有過量的氯氣，在合成過程中，氯氣與 乙炔反應生成氯乙炔而著火爆炸，威脅轉化工序的安全生產(chǎn)，故生產(chǎn)過程中必 須確保送出的氯化氫氣體質量達到以下標準： 凝酸脫除干凈 氯化氫純度控制在 93%~96%，不含游離氯2.4 氯化氫的用途 氯化氫溶于水即成鹽酸，其用途較為廣泛，是化學工業(yè)最基礎原料三酸兩 堿之一，由于其性質使其成為最常用的化工原料之一。其普遍用于制造各種化 工產(chǎn)品、化學藥品、藥物、味精、造紙、印染、食品添加劑等，利用其化學性 質可用于清洗、電鍍等，近年來氯化氫多用于制造聚氯乙烯、氯丁橡膠等有機 化學產(chǎn)品，所以，氯化氫在國民經(jīng)濟中占有很重要的地位。 綜觀其各種用途，一般可以分為兩大類： 2.4.1 無機物的制備 在無機類氯產(chǎn)品中氯化氫占了很大的比例，其用途常常是以其水溶液鹽酸 所承擔的。

2.4.1.1 鹽酸可用于冶金工業(yè)中金屬清洗；電力工業(yè)中鍋爐除垢；采礦工業(yè) 中礦產(chǎn)品精加工；石油工業(yè)中油井酸化；電子工業(yè)中集成塊及印刷線路板去雜 質；食品工業(yè)中調(diào)味品生產(chǎn)；紡織工業(yè)中織物漂白分解促進劑；印染工業(yè)中偶 氮染料之胺化等。 2.4.1.2 可制備氯磺酸，供有機合成中用作縮合劑、磺化劑和氯磺化劑。廣 泛用于洗滌劑、染料、藥物合成、糖精及磺胺制劑制備中，在國防上用做煙霧 劑。 2.4.1.3 另外還可用于電子工業(yè)制備三氯氫硅， 以及一般無機金屬氯化物的 制備等。 2.4.2 有機氯化物的制備 2.4.2.1 烯烴、炔烴的加成 氯化氫和烯烴或炔烴十分容易在液相或在各種催化劑作用下于氣相中完成 加成。如聚氯乙烯原料中間體氯乙烯單體的制備，氧氯化法與乙炔法均采用了這種加成反應。乙炔法系用氣態(tài)氯化氫和乙炔在氯化汞催化劑作用下，加成反 應制得氯乙烯。 2.4.2.2 烴類的氧氯化反應 烴類的氧氯化反應是氯化氫與烴類在氧的作用下反應生成氯烴和水蒸汽。 在工業(yè)生產(chǎn)中除了乙烯經(jīng)氧氯化反應生產(chǎn)二氯乙烷外，還可以應用于生產(chǎn)其他 氯烴產(chǎn)品，如氯化苯、三氯乙烯，四氯乙烯和四氯化碳等。 2.4.2.3 烷基氯化物制備 各種烷基氯化物可用氯化氫與對應的醇類有機物反應制得。

總之，氯化氫及其水溶液鹽酸在無機或有機工業(yè)方面的應用極其廣泛。 3 原材料名稱及技術標準 3.1 氯氣 氯氣是一種具有強烈刺激臭味的劇毒氣體，常溫常壓下顯黃綠色，微溶于 水， 分子式 Cl2， 結構式 Cl－Cl， 分子量為 70.91， 凝固點－100.98℃ （172.17K） ， 沸點－34.05℃（0.1MPa），標準狀況下密度為 3.209kg/m3。 氯氣是一種性質較為活潑的氣體，除氧、氮、惰性氣體、溴、碘、碳等外， 能與一切單質及多種含氫化合物反應，故常用作強氧化劑和氯化劑。氯氣微溶 于水，在 9.6℃時溶解度約 1%，其中一部分氯與水反應生成鹽酸和次氯酸，在 低于 9.6℃時便形成黃色的水合物（Cl2·8H2O）結晶。其密度比空氣重，對人體 有刺激粘膜的毒害作用，操作環(huán)境氯氣的最高允許濃度為

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