副产蒸汽氯化氢合成炉系统技术方案

专利名称：一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置专利类型：发明专利
发明人：刘红军,邱素芹,宋丹,党传刚
申请号：CN202210568669.5
申请日：20220524
公开号：CN114673980A
公开日：
20220628
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明适用于化工设备领域，提供了一种氯化氢合成炉副产蒸汽装置，包括具有从下到上依次设置的燃烧段、蒸发段和冷却段；蒸发段上设置有夹套，夹套的顶部通过蒸汽连通管与汽包相连，夹套的一侧壁上还设置有与所述夹套相通的供水机构；供水机构包括固定设置在夹套一侧外壁上的软水供给箱，所述软水供给箱顶部与汽包之间通过第一导管相通；软水供给箱与软水罐之间通过循环管相连，循环管上具有流速控制阀。

本发明可通过流动腔内的水进行临时补充至供水腔内，来维系该副产蒸汽装置使用更久；而且本发明还可以实时根据供水腔内的水位高度，自动调整流速控制阀的流速大小，自动调节流动腔向供水腔内溢出供水的速率。

申请人：东营市赫邦化工有限公司
地址：257000 山东省东营市东营港经济开发区东港路以西、港北一路以北
国籍：CN
代理机构：北京卓特专利代理事务所(普通合伙)
代理人：段宇
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专业资料山东东营拓宇化工技术有限公司副产蒸汽HCL合成炉系统方案设计江苏苏宇化工设备有限公司2014-2-16目录一、项目要求及报价二、副产蒸汽氯化氢合成炉行业发展情况1、氯化氢合成系统副产中低压蒸汽基本原理2、国内氯化氢合成炉副产蒸汽现状及特点3、新型副产蒸汽氯化氢合成炉的特点三、副产蒸汽氯化氢合成炉主要设备及工艺流程Ⅰ、合成炉主要设备1、副产蒸汽氯化氢合成炉主体2、汽包3、预热器Ⅲ、副产蒸汽氯化氢合成炉系统工艺流程：1、氯化氢合成及冷却流程。

2、副产蒸汽流程。

3、循环水流程。

四、自动控制系统1、自动点火系统2、自动联锁保护系统3、氢气、氯气自动配比控制4、汽包部分的自动控制五、节能减排及经济效益以及安全分析六、主要性能指标七、副产蒸汽HCL合成炉主要设备。

1、副产蒸汽HCL合成炉系统主要设备一览表2、提供的备品备件及易耗品包括灯头、防爆膜、四氟密封材料等一、项目要求及报价根据贵公司的要求：按合成炉每天产60吨HCl的采购条件，要求设计副产蒸汽的HCL合成炉，其副产蒸汽压力达到0.4-1.4MPa。

装置操作操作弹性为：50%~110%；装置操作时间：8000小时/年。

副产蒸汽氯化氢合成炉系统单套含税价228万元（详见副产蒸汽HCL合成炉系统主要设备一览表）。

二、副产蒸汽氯化氢合成炉行业发展情况1、氯化氢合成系统副产中低压蒸汽基本原理氯气与氢气反应生成氯化氢时伴随释放出大量反应热：0.5H2十0.5Cl2=HCL+22.063Kca1／mol，即每合成1千克气态氯化氢放出605.11 Kcal热量。

氯气与氢气在合成炉内以燃烧形式反应生成氯化氢，火焰中心区温度达到2500℃以上，生成的氯化氢气体温度在2000℃以上，这些热量相当可观，完全可以用来副产蒸汽。

2、国内氯化氢合成炉副产蒸汽现状及特点对于氯化氢合成中的热能利用，国内经历了以下阶段。

第一代是使用钢制水夹套氯化氢合成炉副产热水。

这种钢合成炉在炉顶部和底部容易受腐蚀，使用寿命短，副产的热水应用范围有限,目前已经基本被淘汰。

副产低压蒸汽二、三合一氯化氢石墨合成炉开车方案（自动点火工艺）南通星球石墨设备有限公司开车前的准备工作一、设备、管道安装工艺确认。

（已确认）二、工艺设备、管道清洗及吹扫。

（已吹扫）三、合成炉夹套进水试压、试漏。

（已完成）四、控制程序、仪表、阀门现场调试确认。

（已完成）五、氯气、氢气及辅助管道试压、试漏。

（已完成）六、合成系统（炉内、连接管道）气密性试漏。

（已完成）七、岗位操作人员工艺培训。

（已完成）开车准备工作一、按照操作规程进行进行各项准备、检查工作。

循环水、锅炉给水、原料气纯度、连锁试验、炉内真空度等。

二、具备开车条件后，拆下炉内点火枪放置在炉外，按点火枪的点火程序点火。

调整点火枪的氢气、空气流量，保证火焰的长度符合条件，然后关闭点火枪，将点火枪装入炉内。

（注：第一次开车的要求）正常开车1、解除该合成炉的所有连锁。

2、在班长指挥下方可进行开车。

3、现场点火人员打开炉前氮气手动阀，关闭炉门，通知DCS控制人员准备点火；确认后启动燃烧器吹扫程序，吹扫（10~15分钟）完成并分析合成炉内含氢是否合格后。

4、打开合成炉空气补充口（炉门），空气置换5~10分钟；DCS控制人员确认后启动点火枪点火程序，观察炉内是否有小火，并确认火焰长度。

5、确认后，缓慢打开氢气手动阀，DCS操作人员远传手动开氢气连锁安全阀、点小火阀，观察炉内是否点着。

6、确认燃烧器点着后，缓慢打开氯气手动阀，DCS操作人员远传手动开氯气连锁安全阀、点小火阀，观察炉内火焰颜色及大小。

确认正常后，关闭炉前空气补充阀（炉门）。

7、DCS控制人员逐步远程手动缓慢开启氢气、氯气调节阀，观察炉内火焰是否正常，按照操作规程要求逐步加大氯、氢流量。

8、合成炉点着后，关闭点火枪，闪蒸罐随过热水温度的上升液位缓慢上升，至70%时，必需手动打开闪蒸罐底部排污阀，将液位降至40%左右。

热水温度升至100度以上时，有蒸汽产出。

9、点炉正常后，将部分连锁投入。

建议：火焰探测器、循环水连锁在正常运行一周后投入。

副产蒸汽氯化氢合成炉运行研究发布时间：2021-07-12T14:28:44.210Z 来源：《工程建设标准化》2021年6期作者：蒋雷[导读] 副产蒸汽氯化氢合成炉在当前的化工生产中发挥着重要作用，主要实现对氯化氢产品的制备，同时，在该合成炉生产过程中所产生的热量部分被应用于蒸汽生产，因此可以获取蒸汽这一副产物蒋雷东明石化集团山东菏泽274500摘要：本文以某型号副产蒸汽氯化氢合成炉为例，在简单说明其运行问题的基础上，以技术改造、运行改进为切入点，阐述了尾气塔氯化氢排放的优化、炉体破裂问题的防控、防爆膜爆裂停炉事故的防控、下酸温度的控制等一系列副产蒸汽氯化氢合成炉运行的改进措施，旨在推动氯化氢合成炉运行质量与安全性的提升。

关键词：副产蒸汽氯化氢合成炉；技术改造；运行安全引言：副产蒸汽氯化氢合成炉在当前的化工生产中发挥着重要作用，主要实现对氯化氢产品的制备，同时，在该合成炉生产过程中所产生的热量部分被应用于蒸汽生产，因此可以获取蒸汽这一副产物。

在副产蒸汽氯化氢合成炉长时间的运行中，受到老化等因素的影响，氯化氢产品的生产量呈现出一定程度的下降，且由于运行工序复杂、人员操作不当等现象，极容易发生运行事故问题，需要落实重点优化。

一、氯化氢合成炉运行中副产蒸汽的可行性分析在使用氢气与氯气反应生成氯化氢的过程中，会随之释放出大量的反应热，根据化学反应式0.5H2+0.5CL2=HCL+22.603Kcal/mol可了解到，在氢气与氯气的反应中，每生成1千克的气态HCL，所释放出的热量相对加高。

同时，在合成炉内，氢气与氯气反应主要以燃烧的形式进行，并由此生成HCL，其火焰中心区域的温度普遍在2500℃以上。

综合来看，氢气与氯气反应生成氯化氢中所产生的热量极为可观，完全可以支持副产物蒸汽的制备。

二、副产蒸汽氯化氢合成炉及其运行情况的概述在某型号副产蒸汽氯化氢合成炉的实际运行中，发现氯化氢产量下降；副产蒸汽因品位低而直接排空，对资源造成了较大的浪费，从硬件与工艺方面来看，该氯化氢合成炉已然无法满足《氯碱行业安全生产先进适用技术、工艺、装备和材料推广目录（第一批）》中的相关要求。

氯化氢合成炉工作原理1.催化剂床：氯化氢合成炉内通常使用催化剂来催化反应。

催化剂能够提高反应速率，降低反应温度，并提高选择性。

常见的催化剂包括氯化铁、氯化铜和活性炭等。

2.加热系统：合成炉内需要维持一定的反应温度。

加热系统通常采用燃料燃烧产生的高温烟气，通过换热器将烟气的热量传递给反应器中的催化剂床，使其达到所需的反应温度。

燃烧产生的烟气通常含有大量的氮气，可以起到稀释反应物、调节反应温度的作用。

3.控制系统：合成炉内氯化氢的产量和质量需要严格控制，因此通常需要采用先进的自动控制系统。

控制系统可以实时监测和调整反应压力、温度、进料比例等参数，以保证合成炉的稳定运行和高产出。

4.反应器：氯化氢合成炉的反应器通常采用垂直管状结构。

反应器内部装有催化剂床，催化剂床通过与流动的氢气和氯气接触，催化产生氯化氢。

由于反应为放热反应，反应器内需要设置合适的冷却方案，将反应产生的热量迅速带走，以防止过热。

在氯化氢合成过程中，还需要考虑以下几个因素：1.反应温度：合成炉内的反应温度对于反应速率和产物质量有着重要影响。

一般来说，较高的反应温度能够提高反应速率，但过高的温度可能导致副反应的发生。

因此，需要选取适当的反应温度。

2.反应压力：反应压力是控制氯化氢产量的重要因素。

较高的反应压力可以提高气相组分的浓度，从而促进氯化氢的生成。

但过高的压力会增加设备投资和运行成本，需要在经济性和实际操作能力之间做出取舍。

3.催化剂选择：合适的催化剂选择可以显著提高氯化氢合成反应的效率和选择性。

常用的催化剂如氯化铁、氯化铜等都具有良好的催化活性。

正确的催化剂选择可以提高反应转化率和氯化氢纯度。

总之，氯化氢合成炉的工作原理是通过催化剂将氢气和氯气直接反应生成氯化氢。

合成炉通过加热系统和控制系统来维持反应所需的温度和压力，以及实现自动化的操作控制。

正确的参数控制和催化剂选择可以提高氯化氢的产量和质量。

氯化氢石墨副产蒸汽合成炉的应用与出现的问题介绍了氯化氢二合一副产蒸汽合成炉装置的生产工艺，运行中出现的一些问题和解决方法。

根据装置的实际运行情况表明，氯化氢副产蒸汽合成炉具有明显的经济效益和社会效益。

标签：副产蒸汽；氯化氢石墨合成炉；利用能源我公司从1986年引进第一套一万吨/年产离子膜烧碱开始，氯化氢工段的合成炉经历了普通不带夹套冷却器的碳钢合成炉、带夹套冷却器的碳钢合成炉以及带冷却夹套的石墨合成炉过程。

单台带夹套碳钢合成炉生产能力比较低，在合成炉内氯气和氢气的燃烧时，反应热传递给合成炉夹套中的循环水，增加了循环水温度，在夏季由于循环水温度的增高，影响了整個装置的满负荷生产。

2009年我公司扩产购进了六台二合一氯化氢石墨副产蒸汽合成炉，并于2010年11月顺利投产，经过近三年来使用，六台氯化氢石墨副产蒸汽合成炉生产运行较好，并且合成炉副产出的蒸汽已经应用到其他工段。

1 氯化氢二合一副产蒸汽合成炉的生产工艺主要包含氯化氢合成气的生产；同时又能生产出低压蒸汽。

首先，氢气经过氢气过滤器脱出氢气中夹带的部分水蒸气，送到氯化氢合成炉的氢气入口调节阀；氯气经过氯处理的五个玻璃钢塔的干燥脱水处理后，送到氯化氢合成炉氯气调节阀；通入的氯气和氢气经过调节阀按一定的比例在蒸汽合成炉炉底灯头处充分混合后燃烧，炉膛内产生的氯化氢气经过炉顶部的块孔式石墨初步冷却，再经过合成炉外部的一级、二级石墨冷却器的二次冷却后，直接送聚氯乙烯合成工段生产氯乙烯，或送降膜吸收器中生产盐酸。

副产蒸汽是在合成炉的夹套层中产生的。

夹套中的无离子水吸收氢气、氯气的燃烧反应热，使夹套中无离子水逐渐沸腾蒸发，产生的蒸汽在夹套层顶部排出，用于烧碱装置一次盐水化盐和聚氯乙烯装置聚合工段汽提塔使用；在冬天一部分副产蒸汽还用于生产厂房采暖。

2 生产运行情况新上的六台氯化氢二合一副产蒸汽合成炉运行近3年的时间，生产运行平稳，蒸汽合成炉的氯化氢合成气质量较好，能满足后续生产要求，副产蒸汽也能够被有效的利用。