液氯的各种操作规程

  • 格式:doc
  • 大小:189.00 KB
  • 文档页数:41

1 液氯工段工艺操作规程

1、概述:

1.1液氯工段任务:把气态氯进行降温液化,而使其变成液体,以便于运输和贮存,并满足对氯纯度要求很高的场合。

1.2 液氯的用途:液氯一般气化后使用,广泛用于纺织、造纸、冶金、医药、塑料、橡胶等行业。

1.3 液氯的贮运:液氯应贮存在阴凉通风的库房中,专库专储,切勿与易爆易燃及氨气共储共运,库温不超过35℃,防止日光照射。失火时,可用水浇救。

2、原料及性质

液氯工段主要原料有:氯气、氨、氯化钙、硫酸

2。1 氯气的物化性质:

2。1。1 氯气的物理性质:

化学式Cl2;原子量35.453,分子量70.906,重度3.214Kg/M3(标准状况下;1大气压,0℃),沸点:-33.9℃,熔点:-100℃,汽化热:20。39Kj/Mol(-34.4℃),熔融热:6.39Kj/Mol(-101℃).

压缩系数:0.1—7。6MPa之间,平均为0.000202。

溶解度:0℃,1atm下100g水中溶解1.462克。

熔解热:22.07Kj/Mol,水合物:温度小于9。6℃与水生成Cl2·8H2O水合物,生成热76。74Kj/Mol;外观:气体为黄绿色,液体为黄色微橙的透明液体,具有窒息性刺激气味.

2。1。2 氯气的化学性质

氯气属卤族元素,化学性质非常活泼,除了对惰性气体、碳、氮等元素外,几乎可以与各种元素直接化合,氯也能和许多化合物起反应,因此在自然界中以游离氯状态存在的氯是极少的,大多数呈无机化合物存在。

2.1.2.1氯气与金属的反应:

如 2Ag+Cl2→2AgCl

在有水存在情况下,即生成盐酸,促使金属腐蚀

如2Fe+3Cl2→2FeCl3

FeCl3+3H2O→Fe(OH)3+3HCl

完全干燥的氯气和液氯常温下几乎不与金属反应,也有例外:如钛与湿氯气不反应,而与干燥氯气反应

Ti+Cl2→TiCl2,TiCl3,TiCl4 2 2。1.2。2氯气与无机化合物反应:

如2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O

2Ca(OH)2+Cl2→Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O

2。1。2.3与有机化合物的反应:

C6H6+3Cl2→C6H6Cl6

2.1.2。4与水作用:

氯气微溶于水,在9。6℃以下与水生成Cl2·8H2O水合物,因此在冬季,水同氯很易生成水合物结晶,在常温下,氯微溶于水,生成少量盐酸和次氯酸:Cl2+H2O→HClO+HCl

2.1。2。5和氢气反应:

氯气和氢气在光照的情况下,能迅速反应与释放大量的热,并以爆炸的形式将热释放出来。

H2+Cl2 2HCl+Q(183.9kj)

2。1。2.6和氨反应

氯气和氨气即时在低温下,亦激烈反应,生成氯化铵和氮气。当氯气过量时,生成油状的NCl3和NH4Cl;而NCl3分解时亦发生强烈爆炸

8NH3+3Cl2→6NH4Cl+N2+1606.4KJ(NH3过量)

4NH3+3Cl2→3NH4Cl+NCl3+500。3KJ(Cl2过量)

2。2氨气的性质

2。2。1 氨分子式NH3,分子量17.03,常温常压下为无色液体,密度为0。7771g/l(0℃),熔点为—77。7℃,沸点-33.5℃,它临界温度为132.4℃,临界压力为11.298MPa,在0℃时液氨比重为0.64Kg/l,氨气易溶于水,常温下单位容积水能够溶解900倍的氨气.

2。2.2 燃烧性:常温常压下不燃烧,若用火焰灼热,则出现青黄色火焰,在530℃以上的高温时,会引起分解,氨气与空气混合爆炸极限是13。1~26.8%,与火红的金属接触能引起爆炸。

2。2.3 对金属的腐蚀性:无水纯氨对钢铁无腐蚀性,当氨中混有水分时,对锌、铜和黄铜有腐蚀性。

2。2.4 对润滑油的作用:不含水的纯氨,对石油系统的润滑油不起化学反应,在有水分存在的情况下,经过压缩易形成乳状物,使润滑油性能降低.

2。2。5 氨对人体器官有危害,特别对眼鼻等有强烈的刺激作用,可使人咳嗽流泪,有呼吸闭塞的感觉,在空气中氨的浓度达0.35%时,人会中毒头晕,脉搏微弱,血压降低,四肢变冷,痉挛,甚至失去知觉,浓度超过0。5~1。0%时会造成死亡事故,液氨与皮肤接触时,会使皮肤强烈灼伤。 光照

燃烧 3 2.2.6 氨的单位制冷量大,导热系数高.

2。2.7 氨和氯气即使在低温下,亦激烈反应,生成氯化铵和氮气,当氨气过量时,会生成油状的NCl3,而NCl3分解时,会发生强烈的爆炸,有破坏作用。

8NH3+3Cl2→6NH4Cl+N2(NH3过量)

4NH3+3Cl2→3NH4Cl+NCl3(Cl2过量)

生产上用此用途检验管道了、氯钢瓶是否漏气。

2.3 浓硫酸的性质

硫酸分子式H2SO4,分子量98,使三大强酸之一,浓H2SO4有强烈的吸水性,在吸水时放出大量的热,浓硫酸对钢材设备的腐蚀性极微,但稀硫酸对钢材有强烈的腐蚀作用。

纯硫酸为无色油状液体,市售浓硫酸为无色或红棕色油状液体,密度为1.84—1。86g/l。

纳式泵用浓硫酸为98%的浓度,因硫酸与氯气不起化学反应,并且氯气在浓硫酸中的溶解度又较少,因此选用硫酸为湿氯气的干燥剂。

2.4 氯化钙:分子式CaCl2,分子量111.0,氯化钙盐水比重1.286。(每100Kg水中含量为42.7Kg CaCl2),其百分比浓度为30%,其冻结温度为-55℃。

3、生产基本原理

3.1 氯气是一种较易被液化的气体,在0.1MPa下温度在-34.5℃时,就可以制成液态氯,如果压力再加大,则液化的温度还可以提高,而不纯氯气中的杂质却不易液化,将氯气与杂质气体分离,可提高氯气纯度在99。5%以上。

氯气液化温度与压力的关系见下表:

温度℃ —100 -95 -90 -85 —80 -75 -70 —65

蒸汽压

KPa 1.653 2.586 3.866 5.665 6。665 10。931 14.930 20。662

温度℃ -60 —55 -50 —45 —40 —35 —30 -25

蒸汽压

KPa 28.660 37.057 48。255 61。981 99.309 101。308 122。573 150.937

温度℃ —20 —10 -5 0 5 10 15 20

蒸汽压

KPa 183.353 364.680 0.312 0.369 0。431 0。502 0。576 0。666

温度℃ 25 30 35 45 50 55 60 65

蒸汽压

KPa 0。759 0.871 0。997 1。268 1.432 1。54 1.782 1.974 4 温度℃ 70 75 80 85 90 100 110 120

蒸汽压

KPa 2。186 2.415 2。658 2.921 3。195 3。795 4。502 5。312

根据上表液氯的制取因具体条件不同可分为:低温低压法、中温中压法、高温高压法 。我厂采用低温低压法,即氯气表压在0.03-0。15MPa情况下,被冷却到-30~—35℃之间。

3.2 液氯液化尾气与压力及液化温度的关系:

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。但实际并非如此,来自电解的氯气中,含有一定量的氢气,在液化前氢气占比例很少(0。4%以下,但氯气液化时,氢气并不液化,因此随氯气液化量的增加,氢气占余下部分气体的比例逐渐提高,氢气与氯气的爆炸范围是H2/Cl2=5~87.5%,因此,在生产中总是控制氯气不完全液化,而来控制并保证尾氯气中含氢在4%以下。

3.3 液化效率:

定义:已经被液化的氯气与原料氯气中的氯气量之比,液化效率越高,被液化的氯的量越多,液化尾气量就越小。

由于液化效率受液化废氯中含氢量的限制,所以原料氯气带进来的氢气量越小,液化效率越高。

不同氯气总含量的液化效率与尾氯纯度关系见下表:

原氯内含氢% 液化效率% 尾气含氯%

0。3 97.37 33。3

0。4 94。74 48。73

0。5 92.11 60.00

0。6 89.47 66。67

0.7 86.48 71.43

0.8 84。21 75。00

0。9 81.57 77。79

1。0 78。45 80。00

注:(1)上表中按原氯纯度95%计算,若有变化可调整。

(2)上表中按控制液氯尾气含氢4%计算,但实际控制应使尾氯含量提高,相应液化效率较低,以保证尾氯含氢量不大于4%。

在实际生产中,一般均采用原料氯和尾氯纯度计算液化效率,其计算公式如下:

式中:C1———原氯纯度%(体积百分数)

C1--—尾氯纯度%(体积百分数)

液氯岗位原氯控制指标:氯内含氢≤0。4%,由液化效率与液化尾气的关系表可查得,当液化尾氯中含氢≤4%时,尾气含氯应控制在≥50%即可,以此值可查得当液化 5 温度在-30℃时,原氯压力可控制在0。14MPa(表),当液化温度控制在-25℃时,尾氯压力可控制在0。2MPa(表)。

4、工艺流程简述

自干燥来的干燥氯气,进入原氯分配台,进入液化槽,经过降温液化,液氯进入液氯贮槽。未液化的液氯,经换热器到尾率分配台,然后送往盐酸工段.

液氯贮槽装满后,将液氯送入汽化器内,用热水加热汽化,使氯气升压至0.8-1。1MPa,然后将高压氯气送入包装槽内,通过高压氯气将贮槽内液氯压入钢瓶或槽车内,进行包装。

包装前钢瓶内原有的残余氯气用氯气泵抽出,送往尾氯分配台。贮槽、汽化器中的污物定期排放到排污槽中,经中和处理后排入下水道,并分析其中NCl3含量不得超过60g/l,包装后贮槽泄压去液化槽.

5、生产操作

5.1 开车操作

5。1.1 开车前首先检查设备、管道阀门是否好用。系统停车后,再开车应通氮气试漏,将液化系统各控制点阀门调到工作状态准备接受氯气.

5。1.2 接收氯气前,应首先开动氟冷冻系统,将制冷剂温度降到-35±5℃.

5。1.3 原氯纯度达到80%时打开氯气分配台进液化槽阀门和贮槽上平衡阀,进行氯气液化,同时调节尾气阀门,控制原氯压力≤0。15MPa范围内,尾气纯度不得低于45%(单氟机尾氯纯度≥45%,混合尾气纯度≥65%),控制液化效率保证尾气含氢量不得大于4%.

5。1.4 盐酸、次氯酸钠开车时,及时开阀供氯.

5。2 正常操作

根据控制指标要求,保证贮罐、汽化器等液氯设备容量不得超过80%.

5。2.1 调节尾气阀门,控制液化效率,使尾气中含氢不得超过4%。在此前提下,控制尾率压力使尾气氯气纯度最少不低于45%。

5。2.2 控制液氯贮槽的液位,至安全线时即开始倒槽。

5。2.3 倒槽:打开空槽平衡管阀门,进液氯阀门,关闭其他阀门,然后关闭满槽上进氯阀,关平衡管阀门。

5.3 系统停车操作

5。3.1 停车前应通知用氯单位做好停车准备,若电解工段短时间停车,液化系统设备内氯气不做处理。

5.3。2 电解停车后,原氯纯度降到80%,改送二氯、盐酸、尾气处理工段。

5。3。3 停车后要经常检查各贮槽压力、系统压力、汽化器压力,若有压力升高,