氯化氢合成的工艺优化控制措施.docx

氯化氢合成的工艺优化控制措施 打开文本图片集 摘要：文章分析了原氯化氢合成工艺存在的不足，提出相关的优化措施，基于氯化氢合成限制理论，对氯化氢合成纯度、氯气冷却脱水以及副产蒸汽合成炉的优化限制进行探讨。结果显示，对工艺限制进行优化后，装置的平安性与利用率大大提高，产品质量明显改善。 关键词：氯化氢；合成工艺；优化限制；措施 氯化氢是重要的工业原料，在药物、香料、燃料生产中应用广泛。氯化氢合成工艺经多年发展，己较为成熟，但应用到昼夜温差较大的环境中仍会出现较多问题，肯定程度上限制氯化氢合成工艺的推广，因此，有必要加强氯化氢合成工艺的探讨，对合成工艺进一步优化限制，以促进其更好的应用。 1 氢处理及氯化氢合成工艺的优化 1.1 氢处理工艺及优化 1.1.1 氢处理工艺存在的不足及优化 在昼夜温差较大的环境中，氢气中水蒸汽结冰的概率大大增加，使得氢气流的测量值与真实值存在偏差，如氢气值较小，会导致氯气量过量，游离氯含量超标。游离氯一旦超标会造成严峻影响。一方面，氯气和乙炔发生化学反应，产生大量的热，导致相关设备、管道等超温、超压，甚至发生爆炸。另一方面，氯化氢汲取期间，氢气与尾气段设备混合而简单发生爆炸。另外，氢气中水蒸气的结冰，会堵塞管道，导致系统失灵。 1.1.2 氢处理工艺的优化 为防止氢处理过程中不良隐患的发生，需对该工艺进行适当优化，即，将列管式氢气加热器安装在二段氢气冷却器及氢气安排台后，将氢气温度、压力分别提升至7375，101 kPa，再将其输入合成工序之中。 1.2 氯化氢合成工艺及优化 1.2.1 氯化氢合成工艺存在的不足 原氯化氢合成工艺中，采纳两套汲取系统，两套系统运用同一安排台，氯化氢气体安排完成后进入降膜汲取器制酸。但运行中发觉，一台合成炉运行中，点燃另一台合成炉时的空气较为足够，简单在安排台及管道中形成混合气体而发生爆炸。而仅运用一台合成炉，会大大降低生产实力，因此须要对原工艺进行优化。 1.2.2 氯化氢合成工艺的优化 氯化氢合成工艺优化实行的措施为：将合成炉氯化氢安排台取消掉，两台合成炉同时运行的状况下，确保其与降膜汲取装置一一对应。同时，在降膜汲取器两个手动阀之前安装连通管线。同时，两个冷却器气体管线分别和降膜汲取器相连。并在两个连接的管线上分别安装一台压力调整阀。在与事故塔相连的两条管线上分别安装一台切断阀，保证两台合成炉正常点大，杜绝降膜汲取器与合成炉交叉应用问题。 2 氯化氢合成纯度的优化限制 氯化氢合成工艺中，多余的氯气去废处理后用于生产次氯酸钠，考虑到次氯酸钠的产品附加值较低，因此，应主动实行措施，降低次氯酸钠的生成量，而这须要在保证平安的基础上将氯化氢的纯度提高。 合成工序运行时，对比氯气、氢气量理论与合成炉中的实际数据得知，氢气流量计较为精确。而氯氣的实际值则和理论值存在较大偏差，两者成比例线性关系，因此，实际生产中依据氯、氢流量计数值，加强对氯化氢纯度的限制尤为重要。同时，快速将氯化氢调整至所需纯度，在提高工作效率的同时，还能降低生产负荷。 探讨得知，运用自动系统实现对氯气、氢气的限制，其中氢气自控阀开度用于限制氢气流量，以确保氢气充分燃烧。限制氯气流量时需基于比例系数，自动生成氯气流量数值后，由氯气自控阀的开度进行限制。同时，为防止冬季受温度较低的影响，简单产生游离体氯，可手动限制氢气自控阀的开度，确保氢气燃烧完全后，对氯气自控阀开度进行调整，实现对氯气流量的限制，在对数值分析的基础上对氯化氢的纯度进行限制。 实际生产中基于氯化氢纯度理论：氯化氢纯度与比例系数间的关系为：K=R/C（2-C） 其中：K、R、C分别表示氢气流量计读数和氯气流量计读数的比例系数、氯气流量计读数和实际流量的矫正系数、合成炉气体中氯化氢的纯度。 氯化氢纯度与流量计间的关系为： LCl2=CLH2/（2R - CR） 其中：Lcl2、LH2分别表示氯气流量计读数、氢气流量计读数。 比例系数己知时：K2=（2-C2）C1K1/（2-C1）C2式中，K1，C1、C2分别表示己知的比例系数、氯化氢纯度、要调整的氯化氢纯度。 手动调整流量时，L2=C2L1（2-C1）/C1（2-C2），式中：L1、C1，C2分别表示氯气流量计读数、氯化氢纯度、要调整的氯化氢的纯度。 对氯化氢浓度进行分析，而后依据理论进行计算，将氯化氢纯度调整至满意要求即可，不仅降低劳动强度，而且削减时间的投入。 3 氯气冷却脱水的优化限制 氯气冷却脱水流程为：电解产生的湿氯气经氯气洗涤塔处理后，氯气不仅温度由80降低至45，而且多数水分从氯气中去除。而后经冷却器冷却处理后温度降低至12-15，期间又会脱去一部分水，最终经水雾捕集器以及三级硫酸干燥处理后，便可将氯气中的水分降低到0.01%以下。最终通过氯气透平压缩机输送到氯化氢的合成工段。原生产工艺中冷却器冷却和硫酸温度的限制，通过运用5的水热交换实现，限制温度不高，简单发生平安事故。 探讨发觉，当将氯水冷却至10时便会析出Cl·nH2O晶体。通常状况下，工艺中将冷却器的出口压力调整至115.3 kPa，温度在10及以下温度时，便会产生CI·7.3H2O结晶，一旦堵塞管道会导致生产工作无法接着进行。另外，氯气化合物结晶汲取氯气中的水分后，使得氯气变干燥，会与钛管冷却器发生反应，造成氯气泄漏、发生火灾。因此，为防止上述状况的发生，要求夏季将冷却管的温度限制在1213，春季将温度限制在13-15。不同质量分数硫酸结晶温度见表1。 另外，采纳两填料塔+泡罩塔工艺技术，利用硫酸的吸水性干燥氯气，而后在酸雾捕集器作用下降氯气中的酸雾去除。干燥作业时，一、二、三级干燥塔硫酸浓度分别限制在75%、85%90%、101%。对不同浓度的酸进行热换冷却，将温度均限制在12-15。同时，在明确不同质量分数硫酸结晶温度（表1）以及冬春温度改变的基础上，在硫酸储槽、管线中应用热拌热，防止硫酸管道结晶状况的发生，达到预期的运行效果。 4 副产蒸合成炉的优化限制 为保证工艺中各装置运行稳定性，实现节能、增产、增效目标，新建氯化氢横撑系统，以防止生产链过长，为提升负荷、稳定投料做好铺垫。 4.1 副产蒸汽的利用优化 考虑到工艺中在减温减压装置进口处并入蒸汽，而补充蒸汽的装置进口压力为0.68 MPa。新合成炉的副产蒸汽系统中的压力为0.45 MPa，给合成副产蒸汽的并网利用造成不良影响。如将合成炉中的蒸汽压力调整至0.68 MPa，实际运行过程中炉内的压力较高，影响生产平安性。 为防止上述不良问题的出现，可借助小修机会进行优化改造，即，将新合成炉副产蒸汽管线设置到减温减压装置出口位置。实践表明，改造完成后蒸汽不仅得到有效利用，而且运行良好，获得预期的经济效益。 4.2 副产蒸汽氯化氢合成炉的优化 通过分析副产蒸汽合成炉运行状况发觉，蒸汽闪发罐会发生吸氧腐蚀，即，当金属处在中性或弱酸溶液中，金属表面水膜和空气中的氧发生的电化学腐蚀。分析蒸汽产生过程，纯水进入到合成炉的夹套中，被生产氯化氢放出的热加热，而后进入到闪发罐中，闪发罐减压形成水蒸气，而后再次回流到合成炉。期间受纯水罐液位改变的影响，部分空气进入到纯水中，在高温高湿条件下发生吸氧腐蚀。为防止吸氧腐蚀的发生，实行的优化措施为：在合成炉纯水管线上设置脱盐塔。 5 结语 氯化氢是一种重要的工业原料，为保证其合成作业平安、顺当进行，应依据所处环境，对工艺进行适当改进与优化。本文通过探讨得出以下结论。 （1）将列管式氢气加热器安装在二段氢气冷却器及氢气安排台后，避开游离态氯含量超标，以及氢气中水蒸气的结冰，保证了系统运行的平安性。 （2）对氯化氢合成工艺进行优化，保证两台合成炉正常点火，有效地杜绝了降膜汲取器与合成炉交叉应用问题。 （3）夏季将冷却管的温度限制在12-13，春季将温度限制在13-15，以及在硫酸储槽、管线中应用热拌热，降低因限制温度不高平安事故发生概率，防止硫酸管道发生结晶状况。通过副产蒸汽氯化氢合成炉的优化，可有效防止吸氧腐蚀现象。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页