6萬噸鹽酸合成工藝設(shè)計

1、鹽酸的性質(zhì)與用途鹽酸的性質(zhì)物理性質(zhì)：外觀與性狀：無色或微黃色易揮發(fā)性液體，有刺鼻的氣味。pH：7（呈酸性）熔點（C）：-114.8（純）沸點（C）：108.6（20%）相對密度（水）=1：1.20相對蒸氣密度（空氣）=1：1.26化學(xué)性質(zhì)：強酸性，和堿反應(yīng)生成氯化物和水HCl+NaOH=NaCl+H2O能與碳酸鹽反應(yīng)，生成二氧化碳，水K2CO3+2HC1=2KC1+CO2f+H2O能與活潑金屬單質(zhì)反應(yīng),生成氫氣Zn+2HCl=ZnCl2+H2f鹽酸能與硝酸銀反應(yīng)，生成不溶于稀硝酸的氯化銀，氯化銀不能溶于水。HCl+AgNO3=HNO3+AgClJ鹽酸的用途鹽酸是重要的無機化工原料，廣泛用于染料

2、、醫(yī)藥、食品、印染、皮革、冶金等行業(yè)。鹽酸能用于制造氯化鋅等氯化物（氯化鋅是一種焊藥），也能用于從礦石中提取鐳、釩、鎢、錳等金屬，制成氯化物。隨著有機合成工業(yè)的發(fā)展，鹽酸（包括氯化氫）的用途更廣泛。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造鹽酸奎寧（治療瘧疾?。┑榷喾N有機藥劑的鹽酸鹽等。原材料規(guī)格及技術(shù)指標氯氣的來源及性質(zhì)1.3.1.1氯氣的來源合成鹽酸所用的氯氣是由離子膜工段電解食鹽水制得的，再經(jīng)氯氣總管送至氯干燥工序處理后，送到氯化氫工序來生產(chǎn)鹽酸的。1.3.1.2氯氣的性質(zhì)物理性質(zhì)：顏色，氣味，狀態(tài)：通常情況下為有刺激性氣味的黃綠色的氣體密度：比空氣密度大易液化，熔沸點較低，壓強為lOlkPa、溫

3、度為-34.6C時易液化。液態(tài)氯為金黃色。如果將溫度繼續(xù)冷卻到-101C時，液氯變成固態(tài)氯。溶解性：易溶于有機溶劑，難溶于飽和食鹽水。1體積水在常溫下可溶解2體積氯氣，形成氯水，產(chǎn)生的次氯酸具有漂白性，且可使蛋白質(zhì)變質(zhì)，且易見光分解?；瘜W(xué)性質(zhì)：毒性氯氣是一種有毒氣體，它主要通過呼吸道侵入人體并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和鹽酸，對上呼吸道黏膜造成有害的影響：次氯酸使組織受到強烈的氧化；鹽酸刺激黏膜發(fā)生炎性腫脹，使呼吸道黏膜浮腫，大量分泌黏液，造成呼吸困難，所以氯氣中毒的明顯癥狀是發(fā)生劇烈的咳嗽。吐空氣中最多可允許含氯氣0.001毫克，超過這個量就會引起人體中毒。助燃性在一些反應(yīng)中，氯氣可

4、以支持燃燒，如，鐵在氯氣中燃燒生成氯化鐵化學(xué)方程式：2Fe+3Cl=2FeCl（條件：點燃）23與金屬反應(yīng)鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉化學(xué)方程式：2Na+Cl=2NaCl（條件：點燃）2與非金屬反應(yīng)氫氣在氯氣中燃燒或受到光照生成氯化氫氣體化學(xué)方程式：H2+Cl=2HCl（條件：點燃或光照）2氫氣的來源及性質(zhì)氫氣的來源：同氯氣一樣，合成鹽酸所用的氫氣是由離子膜工段電解食鹽水制得的，再經(jīng)氫氣總管送至氫處理工序處理后，送到氯化氫工序來生產(chǎn)鹽酸的。氫氣的性質(zhì)：分子量：4.032液體密度（平衡狀態(tài)，-252.8C）：169kg/m3氣體密度（101.325kPa,OC）：0.180kg/m3比容（101.3

5、25kPa,21.2C）：5.987m3/kg氣液容積比（15C，1OOkPa）：974L/L1.3.3原料及中間體規(guī)格1.3.3.1原料組成物質(zhì)氯氣（V%）氫氣（V%）純度97.1697.45湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料含氫0.3497.45含氮氣1.120.06含二氧化碳0.21含水分0.182.48含氧氣0.990.01進料溫度(C)2525進料壓力(MPa)0.210.21液氯尾氯Cl265%,H2/CI2W4%鹽酸HCL三31wt%,Fe

6、v50ppm,Av-CI250ppm第二章工藝流程產(chǎn)品的生產(chǎn)方法概述鹽酸的生產(chǎn)主要有兩種方式，一種是直接合成法，另一種是無機或有機產(chǎn)品生產(chǎn)的副產(chǎn)品。而我們氯化氫工段采用的是電解產(chǎn)品氯氣和氫氣直接合成鹽酸的。因原料氣中含有氧氣，此時氫氣也會與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，合成爐內(nèi)燃燒方程以氯氣和氫氣為原料在合成爐底部燃燒器燃燒，并控制氫氣與氯氣的摩爾比為1.05:11.1:1,其中氯氣進入合成爐燈頭內(nèi)管，與外套管中的氫氣混合燃燒，燃燒后合成氣溫度可以升高到2000C以上。因原料氣中含有氧氣，此時氫氣也會與氧氣發(fā)生燃燒反應(yīng)，合成爐內(nèi)燃燒方程式如下：AH二92.31KJAH二92.31KJ/molH2+Cl2=

7、2HCl2H2+O2=2H2OAH二AH二241.82KJ/mol機理分析：氯氣與氫氣在無光照射或光線很弱、低溫、常壓下，其反應(yīng)速度很慢，只有在加熱氯氫混合氣體，或在明亮的光線照射下及觸煤的影響作用下，才能迅速的化合，甚至產(chǎn)生爆炸性的化合。其反應(yīng)為鏈鎖反應(yīng)。反應(yīng)式如下：H2+C12HC1鏈的引發(fā)：在合成氯化氫的生產(chǎn)過程中，氯與氫在受光線的作用以后，首先，氯分子吸收光量子而被解離成為兩個活化的氯原子。Cl2熱或光2Cl鏈傳遞：活化的氯原于(C1)再與氫分子作用生成一個氯化氫分子和一個活性氫原子(H)，這個活化的氫原子又與一個氯分子作用，生成一個氯化氫分子和一個活性的氯原于。如此繼續(xù)下去則構(gòu)成一個

8、鏈鎖性的反應(yīng)。即：Cl+H2HCl+H-H+Cl2HCl+Cl-H+Cl2HCl+Cl-Cl+H2HC1+H如此下去則光線的一個光量子可使大量分子迅速化合。鏈的終止：當在鏈鎖反應(yīng)過程中，如果有外來因素與Cl和H化合，則反應(yīng)即被破壞而使活性消失，活性消失的具體條件是：在原料氣帶入的氧氣的存在下可燃破壞H的活性而使鏈鎖反應(yīng)中斷，如：TOC o 1-5 h zH+O2HO2C1+o2cio2在反應(yīng)過程中出于元素的自身結(jié)合也可以使鏈終止。如：H+HH2ci-+ClCl2H+ClHCl在反應(yīng)過程中由于活性氫原子成活性氯原子與設(shè)備內(nèi)壁碰撞也有時會產(chǎn)生鏈的終止。但是總起來說，這些反應(yīng)的可能性都是很小的，因為

9、氯和氫的原于的濃度與分子濃度相比是極其微小的。工藝路線確定氯氣和氫氣的合成反應(yīng)在常溫下進行得很慢，但在高溫下則化合反應(yīng)相當劇烈，合成反應(yīng)所釋放的熱量相當大，氯化氫氣體極易融于水，伴有溶解熱釋放出來。氯化氫在水中的溶解度與溫度有關(guān)，溫度越高，溶解度越小，為此采用了移去熱量的生產(chǎn)工藝流程。具體工藝路線原料氫氣由電解系統(tǒng)出來后經(jīng)冷卻、洗滌，大大降低了氣相溫度，經(jīng)壓力變送器、氣液分離器、流量控制閥、開關(guān)安全閥、阻燃器進入合成爐燃燒器。原料氯氣經(jīng)節(jié)流穩(wěn)壓調(diào)節(jié)后經(jīng)壓力變送器、流量控制閥、開關(guān)安全閥、阻燃器進入合成爐燃燒器，原料氯氣和氫氣經(jīng)節(jié)流控制，以1.0：1.05-1.10的比例在石英套筒式燃燒器中混合

10、燃燒。石英的傳熱較慢，套筒口積蓄的熱量不易散失，能經(jīng)常保持引發(fā)溫度以使合成反應(yīng)持續(xù)進行。合成的氯化氫氣體中心溫度在1000c以上，爐壁溫度也可達400一500C。為此在爐壁上方設(shè)置循環(huán)酸分布器，使循環(huán)酸能冷卻石墨爐膛壁，在微真空作用下，氯化氫氣體進入吸收冷卻塔部分，來自尾氣吸收塔的稀酸在吸收塔頂部經(jīng)分布器加入圓塊孔式吸收冷卻器，在該部分吸收更多的氯化氫氣體，在吸收塔底部，增濃的鹽酸在重力作用下進入鹽酸儲罐，尾氣則進入尾氣吸收塔，經(jīng)來自頂部的軟化水洗滌后排空。湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工

11、業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料工藝流程示意圖總流程圖主要設(shè)備選型氫氣柜往往中.其用所鹽酸發(fā)生止突簡體的人罩相在工業(yè)化大生產(chǎn)流程中.為力求氫氣供給持續(xù)、穩(wěn)定將輸氫羅絲鼓風(fēng)機或水環(huán)泵送來的氫氣貯存于氣柜之作用在于調(diào)節(jié)和平衡，即在供給氫氣量多于正常合成爐使需的量時，可將多余部分暫貯存于氣柜中;若發(fā)生氯化氫或流量增加時氣柜中的氫氣會自動供給合成爐。一旦輸氫臨時故障.氣柜內(nèi)的氫氣足以維持其最低流量的供給.防然停爐情況發(fā)生。氣柜由簡體、支架和鐘罩三部分組成.詳見右圖所示。為圓形柱狀，周圍有壓鐵固定，側(cè)而有放水或清理內(nèi)部用孔；支架為圍繞筒體的鋼架結(jié)構(gòu)，柱架上均安有滑輪與鐘連每個柱架頂端均有槽鋼或角鋼

12、對應(yīng)連接固定;鐘罩恰似圓錐接簡體（倒簡體）的蓋狀物，罩頂有人孔，罩內(nèi)周圍吊有壓鐵塊，罩頂四周也設(shè)有壓塊以增重加壓。2.3.2阻火器的設(shè)備。上放的氨故障,燃燒器擋火焰輸氧管阻火器位于氫氣和氯氣進爐前管道上，是氫氣系統(tǒng)特有其構(gòu)造與氣液分離器相同，詳見右圖。圓筒體底部的分布板不是填料，而是鵝卵石及少量的瓷環(huán)。其作用在于：一旦輸供氫壓力下降.使正常氯氫配比失控，燃燒的火焰很可能從中倒回，若回火至氣柜，爆炸不可避免，阻火器能有效地阻回入氣柜，同時可以使其熄滅于此，相當有效地保護氣柜和路的安全。的設(shè)備。上放的氨故障,燃燒器擋火焰輸氧管2.3.3氯氣緩沖器氯氣緩沖器位于氯氣離心式壓縮機出口，進合成爐阻火閥門

13、之前。它是一個臥式的圓筒體，兩端為橢圓形封頭，詳見右圖。其上部有個較大的人孔便于清理，底部設(shè)有排凈口，旁路設(shè)有穩(wěn)壓裝置.其作用在于使氯氣流緩沖減壓,配上穩(wěn)壓自控。有效地控制、調(diào)節(jié)氯氣壓力為穩(wěn)定合成爐生產(chǎn)，調(diào)節(jié)進爐氯、氫配比起重要平衡作用.合成爐目前，國內(nèi)外的爐型主要分為兩大類：鐵制爐和石墨制爐耐腐蝕性能差，使用壽命短，合成反應(yīng)難以利用，操境較差，目前采用較少。我所在的氯化氫工段前段時間還用鐵制爐的，不過現(xiàn)在已經(jīng)停止使用了，因為鐵質(zhì)爐反應(yīng)靈敏了，而且都是手動閥來調(diào)節(jié)的，生產(chǎn)的量也比較小本，現(xiàn)是在用石墨合成爐在生產(chǎn)鹽酸的。石墨合成爐一般是立式圓筒型石墨設(shè)備，由爐體、冷置、燃燒反應(yīng)裝制、安全防爆裝置

14、、吸收裝置、視鏡等附成。石墨爐分而合一石墨爐和三合一石墨爐。二合一石墨將合成和冷卻集為一體，三合一石墨爐是將合成、冷卻、集為一體的爐子。石墨合成爐一般是立式圓筒型石墨設(shè)備，由爐體、冷置、燃燒反應(yīng)裝制、安全防爆裝置、吸收裝置、視鏡等附成。爐。鐵作環(huán)在使太不工段卻裝件組爐是吸收卻裝件組爐。鐵作環(huán)在使太不工段卻裝件組爐是吸收卻裝件組由酚醛浸漬的不透性石墨制成，設(shè)有冷卻水夾套，爐頂有一環(huán)型的稀酸分配槽，內(nèi)徑與合成段筒體相同。從分配槽溢出的稀酸沿內(nèi)壁向下流，一方面冷卻爐壁，另一方面與氯化氫接觸形成濃度稍高的稀鹽酸作吸收段的吸收劑。與合成段相連的吸收段由六塊相同的圓塊孔式石墨元件組成，其軸孔為吸收通道，徑

15、向孔為冷卻水通道。為強化吸收效果，增加流體的擾動每個塊體的軸向孔首末端加工成喇叭口狀，并在塊體上表面加工有徑向和環(huán)形溝槽，經(jīng)過上一段吸收的物料在此重新分配進入下一塊體，直至最下面的塊體。未經(jīng)吸收的氯化氫，經(jīng)下封頭汽液分離后去尾氣塔，成品鹽酸經(jīng)液封送入儲槽。根據(jù)HCl的產(chǎn)量計算得到31%鹽酸504.5662t/d,選用SHL-90型三合一合成爐6臺項目HH1H2H3Dg重量(kg)產(chǎn)量(35%)鹽酸t(yī)/d)SHL-908475780408406116054007090尾氣吸收塔湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料尾氣吸收塔的作用在于將膜式吸收塔

16、未吸收的氯化氫氣體再次吸收，使氣相成為合格尾氣。吸收液是一次水或脫吸后的稀酸。常見的尾氣吸收塔為絕熱填料塔或膜式吸收塔、大篩孔的穿流塔?？紤]到尾氣中含氯化氫量不多,采用絕熱吸收是可以將這部分氯化氫氣體吸收掉的。尾氣填料塔結(jié)構(gòu)詳見右圖所示。從結(jié)構(gòu)看，尾氣吸收塔也可分為三個部分。上部為吸收液分播段，采用同一水平面高的玻璃管插入橡皮塞子中，直通吸收段填料層上部；底部是帶有擋液器的圓柱體；中部為圓柱形簡體的吸收段，內(nèi)填充有瓷環(huán)。陶瓷尾氣鼓風(fēng)機尾氣鼓風(fēng)機的作用在于將來自尾氣吸收塔的合格尾氣進行抽吸排空。水資源豐富的地區(qū)可采用水噴射泵來代沏於上匚替甩氣鼓風(fēng)為可靠的鼓風(fēng)量；另外所示。其外鋼。前端有上，用底腳

17、抽吸排空。水資源豐富的地區(qū)可采用水噴射泵來代沏於上匚替甩氣鼓風(fēng)為可靠的鼓風(fēng)量；另外所示。其外鋼。前端有上，用底腳機。陶瓷制的尾氣鼓風(fēng)機耐腐蝕、運行穩(wěn)定，是較風(fēng)抽吸設(shè)備。在其進口配有調(diào)節(jié)蝶閥或閘板以調(diào)節(jié)還可以在進出口管間裝上回流管。其結(jié)構(gòu)詳見右圖殼為鋼制，內(nèi)襯陶瓷，葉輪同過去的陶瓷改為玻璃塑料壓蓋，并有八顆壓蓋螺絲固定；機身置于支座螺栓固定住；葉輪用止動螺栓固定在懸臂梁上。第三章工藝計算3.1合成系統(tǒng)3.1.1物料衡算進合成爐的各物料的量原料氫氣的量：93.75/0.9745=96.203kmol/h含氮氣：96.203x0.06%=0.0577kmol/h含水分：96.203x2.48%=2.

18、3859kmol/h含氧氣：96.203x0.01%=0.0096kmol/h原料氯氣的量：89.286/0.9716=91.896kmol/h含氫氣：91.896x0.34%=0.3125kmol/h含氮氣：91.896x1.12%=1.0293kmol/h含氧氣：91.896x0.99%=0.9098kmol/h含水分：91.896x0.18%=0.1654kmol/h含二氧化碳：91.896x0.21=0.1930kmol/h各物料總進料：氫氣：LH2(mol)=93.75+0.3125=94.0625kmol/hLH2(m)=94.0625x2=188.1250kg/h氮氣：N2(mo

19、l)=0.0577+1.0293=1.0870kmol/hLN2(m)=1.0870 x28=30.4360kg/h氧氣：LO2(mol)=0.0096+0.9098=0.9194kmol/hLO2(m)=0.9194x32=29.4208kg/hCO2：LCO2(mol)=0.1930kmol/hLCO2(m)=0.1930 x44=8.4920kg/h水：H2O(mol)=2.3859+0.1654=2.5513kmol/hLO2(m)=2.5513x18=45.9234kg/h氯氣：Cl2(mol)=91.896kmol/hLO2(m)=89.2861x71=6339.3131kg/h總

20、進料：總進料(mol)=94.0625+1.0870+0.9194+0.1930+2.5514+89.2861=188.0993kmol/h總進料(m)=188.1250+30.4360+29.4208+8.4920+45.9252+6339.3131=6641.7121kg/h出合成爐的各物料的量合成爐內(nèi)的兩個反應(yīng)：生成的氯化氫的量為H合成爐內(nèi)的兩個反應(yīng)：生成的氯化氫的量為H2+Cl22H2+O22HC1*2H2H2+C122HC189.286189.28612*89.2861摩爾量：2x89.2861=178.5922kmo1/h質(zhì)量：178.5722x36.5=6517.8853kg/h

21、氧氣燃燒所消耗的氫氣及生成的水的量為2H2+O2H2+O2H2O2*0.91940.91942*0.9194生成水的量為：2x0.9194=1.8388kmol/h水的總摩爾量：1.8388+2.5513=4.3901kmol/h水的總質(zhì)量：4.3901x18=79.0218kg/h剩余的氫氣的量為：總氫氣量-生成氯化氫用的-氧氣燃燒所用的量=94.0625-89.2861-0.9194=3.8570kmol/h二氧化碳、氮氣沒有參與反應(yīng)量不變，所以總出料總出料(mol)=178.5922+4.3902+3.8570+0.1930+1.0870=188.0993kmol/h總出料(m)=651

22、8.6153+79.0236+3.8570 x2+8.4920+30.4360=6641.7121kg/h因總進料量(m)=總出料量(m)，所以物料守衡H2HOH2HO2N2CO2總量0.64280.73170.18120.032231.35001.285713.17035.07271.41531106.9520則每合成爐臺：合成氣進料kmol/hkg/hHCl29.76201086.3142熱量衡算3.1.3.1合成爐內(nèi)兩個反應(yīng)反的相關(guān)計算合成爐內(nèi)兩個反應(yīng)反應(yīng)熱的計算式H2+Cl2H2+Cl22HC12H2+O22H2OAH二92.31KJ/molAH二241.82KJ/mol合成反應(yīng)放出的

23、熱量計算式為：Qr=GHClXAH0m1(298.15K)+(J“3)X3湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料Q二GxAHo(298.15K)+(iTKACdT)x10-3rH2Om2298.15KPm2Q總=Q+Q總、rr式中：Qr合成氯化氫的反應(yīng)熱、KJ/hGHCl反應(yīng)生成氯化氫氣體氣摩爾流量、kmol/hT合成爐燈頭溫度、K/H0m1(298.15K)氯化氫合成反應(yīng)的標準摩爾反應(yīng)熱焓、KJ/hACpml氯化氫合成反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物與原料的摩爾比熱容系數(shù)差值、J/mol.KQr氧氣燃燒的反應(yīng)熱、KJ/hG水反應(yīng)生成的水蒸汽的摩爾流量、kmol

24、/h/H0m2(298.15K)水蒸汽合成反應(yīng)的標準摩爾反應(yīng)熱焓、KJ/molACpm2水蒸汽合成反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物與原料的摩爾比熱容系數(shù)差值、J/mol.K合成爐內(nèi)兩個反應(yīng)的摩爾反應(yīng)熱恒壓比熱容的計算式為：CP=a+bT+cT-2，式中：a、b、c為常數(shù)，由文獻3查得各物質(zhì)的a、b、c見表。各物質(zhì)恒壓比熱容常數(shù)表物質(zhì)名稱abc適用溫度氫氣27.283.26x10-30.502x105298-2500氯氣36.900.25x10-3-2.82x105298-3000氯化氫26.034.06x10-31.09x105298-2500水30.0010.71x10-30.33x105298-2500氧氣

25、29.964.18x10-3-1.67x105298-3000因為ACp為生成物CP與反應(yīng)物CP之差，所以兩個反應(yīng)的ACp計算如下:生成氯化氫反應(yīng)：AC二2C-C-CPm1P(HCl)P(H2)P(Cl2)C=27.28+3.26x10-3+0.502x105T-2P(H2)C=36.90+0.25x10-3+(-2.82)x105T-2P(Cl2)C=26.03+4.06x10-3+1.09x105T-2P(HCl)AC二(2x26.03-27.28-36.9)+(2x4.06-3.26-0.25)x10-3TPm1+(2x1.09-0.502+2.82)x105T-2二-6.06+2.30

26、5x10-3T+2.265x105T-2所以摩爾反應(yīng)熱：iTK(ACdT)x10-3298.15KPm1=JTK(-6.06+2.305x10-3T+2.2645x105T-2)dTx10-3298.15K=1.153x10-6T2-0.0067T+1.909-2.265x102/(T-298.15)x10-3生成水的反應(yīng)：AC二2C-C-CPm2P(H2O)P(H2)P(Cl2)C=30.00-10.71x10-3T-0.33x105T-2P(H2O)湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大

27、學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料GG0.7317y=h2o=0.0233H2。G31.3500合C=29.96+4.18x10-3T-1.67x105T-2P(O2)ACPm2=(2x3029.96-27.28)+(2x10.71-4.18-3.26)x10-3TACPm2+(2x0.33-1.67-0.502)x105T-2=-12.26+5.63x10-3T+0.663x105T-2所以摩爾反應(yīng)熱：(JTKACdT)x10-3298.15KPm2T(-12.26+5.63x10-3T+0.663x105T-2)dTx10-3298.15K=2.815x10-3T2-13.938T+390

28、5.55-0.663x105/(T-298.15)x10-3計算燈頭溫度及反應(yīng)放出的熱量合成爐內(nèi)放出總的熱量為兩反應(yīng)放出的熱量之和：Q=Q+Q(1)總rr=245.244x103x92.31+1.153x10-6T2-0.0067T+1.909-2.265x102(T-298.15)+245.244x103x-241.82+2.8115x10-6T2-0.0014T+3.906-0.66x102/(T-298.15)=-22.768x10-6+0.29T2-1678.477T-55.152x105/(T-298.15)此時得到一個熱量與合成爐燈頭溫度的關(guān)系試，而燈頭溫度有下面的關(guān)系式(2)t=

29、t+總一(2)1GxC合P合式中：G合成氣的摩爾流量、kmol/h合Cp合成氣的恒壓摩爾比熱容、J/mol.Kp合t合成氣入口溫度（T-298.15）、C片燈頭溫度、C混合氣體的CP可用下面的式子算得由文獻查得各物質(zhì)定性溫度下的C混合氣體的CP可用下面的式子算得物質(zhì)氯化氫氫氣氮氣二氧化碳水Cp(KJ.kmol/C)物質(zhì)氯化氫氫氣氮氣二氧化碳水Cp(KJ.kmol/C)29.1233.9329.12137.12933.577+yC+yCCO2CO2N2N2PHClHClH2H2H2OH2O定性溫度下各物質(zhì)的各物質(zhì)在合成氣中的含量：G29.7620y=hcp=0.9493HCIG31.3500合G

30、4.0365=r=0.0205G31.3500合0.0322=0.0322=0.001031.3500y=CO2CO2G合G0.1812yN2=-r=yN2G31.3500合C=0.9493x29.12+0.0205x33.93+0.0233x33.577p合+0.0010 x37.129+0.0058x29.12=29.3276KJ./kmol.C將G，CP，t代入(2)式并聯(lián)立(1)、(2)可得：合P31.3500 x29.3276x(T-298.15)=-2.8646x106+0.0364T2-200.4298T-6.7894x105/(T-298.15)解之得T=2441.77C，則合

31、成爐燈頭溫度為2426.75Co所以反應(yīng)放出的總的熱量為：Q=(t-t)GC=(2441.77+298.15)x31.3500 x29.3276總1合P合=2.5191x106KJ/h計算冷卻水的用量設(shè)定合成氣出口溫度為350C,T=273.15+350=623.15K,則合成氣帶走的熱量如下計算:出氮氣：C、Q=i623.15k07.86+4.27x10-3T力Tx10-3N2295.15K=27.86x(623.15298.15)+2x4.27x10-3(623.15298.15x10-3=9.28KJ/molQd=nxQ=0.1812x103x9.28=1.6815x103KJ/hN2Q

32、N2=i62N32.15K44.14+9.06x10-3T+(-8.54x105T-2)dTx10-3二氧化碳：CO2295.15KQd水蒸汽：=(325x44.14+1x9.06x10-3x3252+8.53x105x325-1)xQd水蒸汽：=n17.4x8Q86KJ=/m0.o0l322x103x17.4886=0.5631x103KJ/hCOQ2=C1=O72.i462838.1C56OKK2(3J/0m.0o0l+10.71x10-3T+0.33x105T-2)dTx10-3H2O295.15K=(325x30+-x10.71x10-3x32520.33x105x325-1)x10-

33、3QdH2O=nH=O1x0.Q2H14OK=J/0m.27o3l17x103x10.214=7.4726x103KJ/h氯化氫：湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(論文)過程管理資料GG，=260.6x103=15585.3kg/h水4x4.18623.15KQ=I(26.03+4.60 x10-3T+1.09x105T-2)dTx10-3HCl295.15K=(325x26.03+2x4.60 x10-3x32521.09x105x325-1)x10-3=8.3796K

34、J/molQd二nxQ二29.7620 x103x8.3796二249.3937x103KJ/hHClHClHCl氫氣Q=1623.15k(27.28+3.26x10-3T+0.502x105T-2)dTx10-3氫氣:H2295.15K=(325x27.28+-x3.26x10-3x32520.502x105x325-1)x10-3叫割8x4Kj/m0i6428x103x8884=5.7106KJ/h22所以合成爐混合氣體帶走的d熱H量為各各物質(zhì)帶走的熱量之之和:：2222二(1.6815+0.5631+7.4936+249.3937+5.7106丿x103合成爐移出的熱量為=Q-.2648

35、=10.5K9/h0.2648)x106=2.2543x106KJ/h冷卻水用量計算冷卻水用量計算公式：G=q水AtxCp水式中：G冷卻水的質(zhì)量流量、kg/h水q合成爐移出的熱量、KJ/hA冷卻水進出口的溫差、。CCP冷卻水比熱容、KJ/kg.CP水考慮到冷卻水的性質(zhì)，取冷卻水溫差為10C，查得水的比熱容為4.18KJ/kg.C2.2543x2.2543x106G=水10 x4.18=53930.6220kg/h3.2冷卻系統(tǒng)已知：合成氣流量冷卻段合成氣體入口溫度t=350C，出口溫度t=170C12稀鹽酸氯化氫含量較少作純水計算，冷卻水入口溫度27C，溫差4C,冷卻水的比熱容為4.18J/m

36、ol.K計算合成氣帶走的總熱量氮氣：QN443-15(27.86+4.27x10-3T)dTx10-3N2298.15KJ/mol=(145x27.86+4.27x1452x10-3x0.5)x10-3KJ/mo1=2.67KJ/mol氮氣帶走的熱量為：Qd=2.67x0.1812x103=0.4838OsKJ/hN2二氧化碳：Q=i443.15K(44.14+9.06x10-3T-8.54x105xT-2)dTx10-3CO2198.15K=(145x44.14+-x9.06x10-31452+8.54x105x145-1)x10-3=13.22KJ/mol二氧化碳帶走的熱量為：Qd=13.

37、22x0.0322x103=0.4257x103KJ/hCO2水：Q=J4435K(30+10.71x10-3T+0.33x105T-2)dTx10-3H2O298.15K=(145x30+1x10.71x10-3x14520.33x105x145-1)x10-32=2.55KJ/mol水蒸汽帶走的熱量為：Qd=2.55x0.7317x103=1.8658x103KJ/hH2O氯化氫：Q=J443-15K(26.03+4.60 x10-3T+1.09x105T-2)dTx10-3HCl298.15K=(145x26.03+-x4.60 x10-3x14521.09x105)x10-3=1.34

38、KJ/mol氯化氫帶走的熱量為：Qd=1.34x29.7620 x103=39.8811x103KJ/hHCl氫氣：Q=J443-15K(27.28+3.26x10-3T+0.502x105T-2)dTx10-3H2298.15K=(145x27.28+-x3.26x10-3x14520.502x105x145-1)x10-3=3.642KJ/mol氫氣帶走的熱量為：Qd=3.643x0.6428x103=2.3417x103KJ/h合成氣出冷卻系統(tǒng)帶走的總熱量為：Qd=(0.4838+0.4257+1.8658+39.8811+2.3417)x103總=42.4143x103KJ/h計算冷卻

39、水流量所以冷卻水要移走的熱量：q=N冷卻系統(tǒng)口的熱量-出冷卻系統(tǒng)口的熱量=264800-42414.3=260.6X103KJ/h將已知數(shù)據(jù)q將已知數(shù)據(jù)q、At、C代入計算公式有計算冷卻水流量：p水湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計（論文）過程管理資料而而Ya=Ybx(1-0.95)=18.7239x0.05=0.9362吸收及尾氣處理系統(tǒng)3.3.1計算吸收劑用量這里以吸收塔與尾氣塔為隔離體系進行物料衡算：TOC o 1-5 h zHCL的量：36.5xGiX0.9493+LiX2%=L2x0.31惰性氣體：gb=g1-ghc1-g水L2=L1+G1x0.9493x36.5式中：L1吸收劑（2%鹽酸）的用量L2吸收塔塔底流出液（31%鹽酸）的量GB惰性氣體的量VG1=31.350O，連立上面、可得:L1=2417.9225kg/hL2=3434.1508kg/hGB=31.3500-29.762