液氯生产工艺规程
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QB
柳州东风化工有限责任公司企业标准
S/ LZDH—2005
氯碱分厂液化岗位生产工艺规程
2005－04－01发布 2005－05－01实施
柳州东风化工有限责任公司 发布 液氯生产工艺规程
1、范围
本标准介绍了液氯的物理性质和化学性质及产品质量标准，以及生产原理和安全原则。
2、产品说明
2.1、名称：液氯
分子式：Cl2
分子量：70.906
2.2、物理性质和化学性质
2.2.1、物理性质
外观：液氯味黄绿色油状液体。
熔点：-100.5℃（大气压下）
沸点：-34.05℃（大气压下）
比热：Cp=0.947J/kg.k
液氯的比重：
温度℃ 比重 温度℃ 比重
-50 1.595 +10 1.4402
-40 1.5709 +20 1.4108
-35 1.5589 +30 1.3799
-30 1.5468 +40 1.3477
-20 1.5216 +50 1.3141
-10 1.4957 +60 1.2789
0 1.4685 +70 1.2421
+5 1.4545
液氯易于气化为氯气，氯气为黄绿色气体，有强烈的刺激性臭味，剧毒。比空气重二2．4 9倍，在标准状态下氯气的临界温度为14 4C，临界压力为7 6．1大气压。临界密度为 573kg／m3。
2.2.2、化学性质
氯的化学性质极为活泼。
2.2.2.1、氯气在一大气压和9．6℃时，能与水生成黄绿色的结晶水合物（CI。·8H2O）会堵塞设备、管道。
2.2.2.2、氯气能与许多金属（M）直接化合成含属氯化物，其反应通式为:
nCI2十 2 M＝2 MCln
如氯气与银反应生成氯化银： CI2＋2Ag=2 AgCI
氯气与金属反应，在水存在时，能生成盐酸。而促使其腐蚀。
如：3CI2＋2Fe—一2FeCI3
FeCl3＋3H2O
Fe（OH）。＋3HCl
完全干燥的氯气或液氯在常温下几乎不与金属作用，但也有例外。如钛（Ti）与湿氯气不起反应，而与干燥氯气生成氯化物:
Ti十XC12—一TiC12，TiC13，TiC14
2.2.2.3、氯气与氢气化合，可制造氯化氢：
高温
C12十H2 2 HCl
2.2.2.4、氯气与氨反应生成氯化铵或生成具有爆性的三氯化氮：
3CI2＋8NH3—一一6NH4CI＋N2（氨过量时）
3 CI2＋4 NH3—一 3 NH4CI＋NCI3（氯过量时）
2.2.2.5、氯气溶解在水里时，发生反应生成次氯酸和盐酸，而次氯酸在热或光的作用下会分解，生成盐酸和初生态氧。
CI2＋ H2O—一一HOCI＋HCI
HOCI——一一HCI十〔O〕
盐酸、次氯酸均能腐蚀钢制设备和管道，但干燥氯对金属腐蚀不大，故制造液氯的氯气必须干燥，含水在0。05%以下。
2.2.2.6、氯气与无机化合物的反应：如氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠： Cl2＋2NaOH—一一NaOCl＋NaCl＋H2O
2.2.2.7、氯气与有机化合物反应：如氯气与苯反应生成六六六、氯苯：
光
3Cl2＋C6H6 C6H6。Cl6（加成反应）。
六氯环已烷（即六六六）
CI2＋C6H6—一一C6H5Cl＋HCI （置换反应）
与醋酸反应生成一氦醋酸：
CI2＋CH3COOH—一一CH2CICOOH＋HCl
2.3、产品质量标准
按标准GBSI3 8—8 5生产
指标名称 指标
纯度（V/V） 99.6%
水份（m/m） 0.04%
2.4、包袋及贮遗
可用液氯槽车、大、小液氯钢瓶（1000kg、500kg、80kg、50kg、3okg）包装。在运输和存放过程中必须防止撞击、曝晒和高温。钢瓶装卸、搬运时，必须戴好瓶帽、防震圈，严禁使用叉车装卸。机动车辆运输应严格遵守当地公安、交通部门规定时行车路线，不得在人口稠密区和有明火等场所停靠。。
2.5、用途
氯气是重要的化工原料，它广泛地应用干工业的各个领域，在国民经济中占据重要地位。主要用于生活自来水的杀菌消毒、纸浆及棉纤维、化学纤维的漂白，氯化纸浆的制造（用以除去纤维中的木质素），有机氯化物、塑料、农药、溶剂以及无机氯化物的制造等。
3、原材料规格
名称 必须检查的项目 备注
原氯 氯纯度（体积）≥95% 厂定指标
氯含氢（体积）<0.8% 厂定指标
氯含水（体积）<0.05% 厂定指标
4、生产基本原理
4.1 液化的目的
氯气液化的目的是提高氯纯度和便于运输及贮存，其原理是根据氯气在一定的压力、温度下易于液化，而其他杂质气体在同样条件下不易液化这一特点，使氯气得以液化提纯。此过程仅发生相变，不起化学反应，所以是一物理过程。
4.2 液化的生产方法
气体受到的压力增加到一定的程度后，可以凝聚为液体；而气体的温度降到一定的程度后，也可以凝聚为液体。而且在一定的压力下，它的液化温度也是一定的。在液氯的生产中，
则利用了既增加压力又降低温度的办法。
根据具体的条件不同，制造液氯的工艺路线可以分为低温低压法、中温中压法和高温高压法。在国内生产中采用的比较广泛的是前两种；在国外的液氯生产中，则普遍采用后两种或其它制造液氯的方法：
1、低温低压法：
在表压为0.1～0．2 MPa下进行氯气的液化。当绝对压力为0.2MPa左右时（即表压为0．1MPa），纯氯气的液化温度约为-15℃左右。但由于氯气不纯，而且随着液化过程的行进，氯气纯度会变得更低，所以，液化温度相应变低，一般须在-30℃左右。
2、中温中压法：
把氯气的液化压力提高到表压为 0.3～0.4 MPa左右，在这种情况下，液化温度一般在－5℃左右就可以液化了。而冷冻机采取单级压缩就可以达到。这样节省了一部分能耗。
3、高温高压法
把氯气的液化压力提高到1～1.4 MPa（表压），这样就不需经过冷冻，直接用15～25℃的冷却水进行冷却就可以制得液氯了。
从节约电能消耗情况看，则以后两种方法为好。但由于氯气压缩机制造技术及氯含水的限制，国内应用后两种方法尚有一定困难。
4.3不凝气
从理论上讲，如果压力足够高、温度足够低，任何气体都可以完全液化。在液氯生产中，对于氯气液化而言，氯气中含有氢气，在液化前，氢气所占的比例很小，氯气液化时，氢气并不野花，因此，随着氯气液化量的增加，氢气和其他气体在剩余气体中的比例相对的就高了。这部分剩余气体就称为不凝气或液氯废气。
4.4 液化效率
氯气液化时，不凝性气体中的氢气的含量会随着液氯数量的增加而升高，这样就有可能达到爆炸范围，给生产的安全带来威胁。因此，液氯生产中必须根据不凝性气体中的氢含量来控制液化程度（一般不凝性气体中含氢量≤3.5%），而氯气的液化程度即为液化效率。
液化效率是液氯生产的一个重要控制指标.计算公式为：
原氯纯度-废氯纯度
液化率%=
（1-废氯纯度）×原氯纯度
当不凝气体中氢的含量超过4％（干基体积百分率）时，就有可能构成爆炸性气体，因此，氯的冷凝有一个限度。
若原料气体中含氧量为A％，含氢量为B％，最大允许液化率为：
最大允许液化率%=［1-（B/0.04）］/ A
5、 生产工序和生产流程叙述
由氯氢处理工毁送来的干燥氯气进入原氯分配台分配，用于生产液氯的氯气进人列管式氯冷凝器（液化槽）的管间，与列管内-28～3O℃的氯化钙冷冻盐水进行热交换而冷凝成液氯。冷冻盐水用循环泵循环输送。液氯与未液化的不凝气体一并进入气液分离器（废气分离器），经分离后，气体送往废气分配台分配到氯化氢工段、次氯酸钠或废气处理及送往PVC车间乙炔站。液氯则流入计量槽，达到一定贮量后，进行倒槽充装计量。
6、工艺指标和生产控制一览表
序号 受控部位 控制项目 控制指标 检查次数 备注
1 氯冷凝器 氯化钙盐水温度 -30～-35℃ 经常 废率含氢不超过3.5% 氯化钙盐水比重 1.286（15℃） 不定期
总液化率 60～85℃ 1次/班
不凝性气体含氢 〈4.0% 1次/2小时
2 原氯分配台 原氯纯度 ≥85% 1次/2小时 由厂质检科分析 原氯含氢 <0.8% 1次/2小时
原氯含水 <0.05%（重量）
原氯压力 <0.25MPa 经常 3 废气分离器 废氯纯度 >60% 1次/2小时
废氯含氢 <3.5% 1次/2小时
4 液氯容器 充装系数 80% 经常 1.25kg/l
7、本岗位所管的主要设备
本岗位所管的主要设备见表1
表1 设备一览表
序
号 设备名称 规格型号 单
位 数
量 材质 备注
1 原氯分配台 Φ273×2500×6 台 1 A3 无缝钢管
2 氯冷凝器 Φ800×5500×20 台 3 组合
3 废气分离器 Φ400×1380 台 3 16MnDR
4 液氯计量槽 Φ1400×4316×16 台 3 16MnDR V=6m3
5 液氯计量槽 Φ2200×8848×20 台 1 16MnDR V=32m3
6 液氯计量槽 Φ2000×7112×16 台 1 16MnDR V=21m3
8、材料及动力消耗定额
原材料及动力名称 单位 规格 按一吨100%产品计算 设计定额 备注
氯气 t >95%
冷冻量
水 J 395080KJ
电 Kw.h
汽 t
9、副产品及生产排出物一览表
序号 排出物名称 排出地点 排出物成份 1吨100%产品排出物量 送往何处
1 液化后废氯气 气液分离器 含Cl260%以上 250～400kg 氯化氢工段
2 污水 液氯汽化器 酸水、三氯化氮 地沟、处理槽
