盐酸深解吸技术方案.docx

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盐酸深解吸技术方案

山东天成万丰化工

盐酸深度解析

技术方案

编号：

买方：

山东天成万丰化工

卖方：

南通星球石墨设备有限公司

日期：

二0一二年十月三十日

一、装置说明

为了使装置做到水平衡，尽力少产盐酸，同时把光气系统中产生的含有机杂质的盐酸全部解析。

采用深解析工艺把氯化氢全部解析出来，此工艺采取加入助剂法。

此工艺技术成熟可靠，自动化程度高，运行稳定。

二、工艺说明

2.1、装置组成：

本装置组成：

盐酸深度解吸系统。

2.1.1、浓盐酸深度解析系统:

是指向盐酸解析系统添加氯化钙水溶液，做为破沸剂，打破氯化氢和水在一定的温度、压力下产生的共沸平衡，将氯化氢从浓盐酸中深度解析得到高纯度氯化氢气体，后经二级冷却脱水的主工艺单元；HCL解析设计能力按一期按10000t/a设计，二期10000t/a预留。

2.2装置设置方案：

2.2.1工艺方案:

2.2.1.1盐酸解吸工艺方案:

本工艺拟采用盐酸深度解析法:

原理:

HCL（l）+CaCL（l）加热HCL（g）+CaCL（l）+H2O（g）

利用氯离子的同离子效应,打破氯化氢与水产生共沸的平衡.将氯化氢深度解析出来,

其具体方法为:

将纯度较高的含硫酸根较低的氯化钙配制成水溶液,打入系统中,经蒸发浓缩,氯化钙达到一定的浓度后,与盐酸一起按一定的比例混合,加入解吸塔中,将盐酸中的氯化氢基本全部解吸出来.解吸出来的氯化氢气体,经三级冷却把氯化氢气体中的大部分水蒸汽冷凝分离出来,得到较干燥的氯化氢气体再去氯化氢深度干燥系统.这样可以降低硫酸的消耗.

2.2.1.3工艺管道和阀门:

高温部分的管道全部采用钢衬四氟膜压管道.低温部分的管道采用钢衬PO.所有的阀门采用钢衬四氟的球阀,

2.2.2设备方案:

2.2.2.1盐酸深度解析系统:

以盐酸和氯化氢为介质的设备均采用石墨设备

再沸器和解析塔采用优质石墨材料,浸渍树脂采用我厂特有的改性酚醛树脂.密封垫片采用进口的聚四氟乙稀硬垫片或软弹性带.解析塔内填料采用石墨拉西环,解析塔塔体外设有碳钢加强圈,石墨换热器采用圆块孔式换热器作加热器和冷却器。

2.2.3控制方案:

为了使工艺生产线处于最佳运行状态，保证产品质量，节约能源，提高节动生产率，本工程采用技术先进、性能可靠的集散型计算机控制系统，对全系统的工艺流程进行集中监控管理，分散控制。

该系统由操作站、现场站、系统通讯网络组成。

操作站设置于中央控制室，操作站通过键盘完成生产过程的监控和操作，包括组启动/组停止及紧急停车的操作，用电设备的备妥、运行、帮障等状态的显示，生产过程参数的显示、设定、报警、记录和自动控制等，现场控制站完成顺序逻辑控制的起动顺序和连锁关系，开关量和模拟量的数据采集、处理、PID回路的控制等。

2.2.4电气方案

低压电动机电压：

380V

直流操作电源电压220VDC

照明电压：

220VAC

所有的动力电缆及控制电缆均采用铜芯电缆。

防雷保护及接地系统：

按国家防雷规范设置防雷保护。

380/220V低压酸电系统采用TN-C-S接地系统。

将各处接地装置连接起来形成全厂接地网。

2.2.5土建方案:

采用混凝土框架结构.二个楼梯间,同时考滤卫生间和操作室,设备吊装预留孔洞.

2.2.6公用工程:

废水、废气达标排放，并做到清污分流，同时考滤蒸汽冷凝水回收利用，废水去界区外另行处理，本装置不考虑。

2.2.7防腐保温,

高温部分的设备和管道拟采用硅酸铝耐火纤维毡（STD）,低温保冷部分的设备管道拟采用聚氨脂或聚苯乙稀泡沫塑料.

保温部分的防护层采用彩钢瓦或镀锌铁皮,防腐漆采用二遍环氧富锌底漆二遍氯黄化防腐漆或脂肪族聚氨酯面漆.

2.3、主要技术特性：

2.3.1、HCL纯度：

>99.9%（vol）

水份含量：

<1000PPm

压力：

0.15MPaG

温度:

≤45℃

2.3.2、废水:

含氯化氢≤1%

温度≤45℃

2.3.3、全套装置采用DCS控制。

安全联锁控制、报警、记录、指示、自动调节、手动调节，

三、工艺原理及工艺流程叙述

3.1盐酸深度解析部分：

原理：

在盐酸中加入一种可以打破盐酸共沸性质的助剂，抑制水分压，从而达到氯化氢最大化解析出来。

工艺流程简述：

盐酸用盐酸泵加压后与氯化钙循环泵输送的氯化钙溶液用一台喷射混合器混合后，进入解析塔，混合溶液从汽提塔顶部进入,在重力的作用下向下流动过程中通过填料和内件时发生高效传质传热过程。

同时，溶液不断的通过靠热虹吸自然循环的再沸器加热,这样,汽体被蒸馏分离出并向上流动.在这个操作过程中,氯化氢气体从盐酸与氯化钙混合溶液中被汽提出来并从塔顶排出。

氯化钙溶液是作为共沸打破物，提高了二元混合溶液的沸点,相对于氯化氢气体的分压来说抑制了水蒸汽的分压。

汽提出的氯化氢饱和酸汽经二级冷凝冷却后再经一台深度冷却器冷却冷凝，再用一台高效除雾器补集酸雾后输送至氯化氢深度干燥工序。

而塔底得到含有氯化钙的稀酸混合液，进入氯化钙闪蒸浓缩系统。

先进入闪蒸分离罐，该闪蒸分离罐与热虹吸自然循环蒸发器相连。

经闪蒸再沸器加热后,大量的气体水蒸汽夹带着氯化钙,喷入闪蒸分离罐，溶液经减压闪蒸使水分蒸发,达到浓缩氯化钙的目的,出来的水蒸汽经蒸发蒸汽冷凝器将水蒸汽进行充分冷凝后收集到废水槽内，这部分水可以去白碳黑工序去吸收制酸.做到完全废水循环.

浓缩后的氯化钙溶液用氯化钙循环泵送回解析塔循环使用。

四、设计基础

4.1、界区定义：

界区是指至以P&ID图中盐酸深度解析主装置厂房外1米为界限的区域；

设置盐酸深度解析装置1套。

考虑到二期预留,装置主体框架总的占地约18mx6m，

4.2、装置能力和年操作时间：

深度解析HCL:

30%的盐酸解析能力为：

10000t/a氯化氢气体；

年操作时间为8000小时。

操作弹性范围：

30~110%。

4.3、原料规格

4.3.1、深度解析：

原料浓盐酸

温度：

约30℃；液态；浓度：

31%（wt）；进界区压力≥0.4MPaG。

流量：

约33000t/a（4125kg/h）。

4.3.1.1.稀酸废水

温度：

约40℃；液态；浓度（含HCL）：

1%（wt）；出界区压力≥0.3MPaG。

流量：

约23000t/a。

（2.95t/h）

4.3.1.2.助剂氯化钙：

无水氯化钙（试剂级）:

CaCl2wt.%≥95.0wt.%。

SO4-2≤500ppm

4.4、界区条件：

4.4.1蒸汽：

压力：

0.6~0.8MPaG

温度：

饱和温度

4.4.2循环冷却水：

供水压力0.4Mpa（G）供水温度32℃

回水压力0.3Mpa（G）回水温度42℃

污垢热阻值3.44×10－4M2K/W

腐蚀率碳钢＜0.125mm/a

不锈钢＜0.005mm/a

4.4.3冷却水：

供水压力0.4Mpa（G）供水温度7℃

回水压力0.25Mpa（G）回水温度13℃

4.4.4仪表空气：

压力0.6Mpa（G）

温度环境温度

油、灰尘无

露点＜－40℃

4.4.5氮气：

压力0.6Mpa（G）

温度环境温度

油、灰尘无

露点＜－40℃

4.4.7动力电：

电压380V

频率50Hz

4.5、原材料及公用工程消耗量（主要技术经济指标）：

基准：

每小时。

4.5.1、浓度解析部分：

4.5.1.1、31%的盐酸消耗：

　　　约4.125t/h；

4.5.1.2、0.6MpaG饱和蒸汽消耗：

约3.5t/h（折2.8t/t氯化氢）；

4.5.1.3、循环冷却水消耗：

约112t/h（折90t/t氯化氢）；

4.51.4、冷冻水消耗：

　约15t/h（折12t/t氯化氢）；

4.5.1.5、交流电消耗：

待确定。

4.5.2.4、动力电消耗（主要考虑酸泵耗电）：

待定

五、乙方供货范围

5.1、深度解析部分：

5.1.1、乙方供货设备一览表：

设备名称

规格型号

单位

数量

材料

解析塔（含石墨填料）

SMJ-1000

台

1

石墨+碳钢

解析再沸器

YKB-150m2

台

1

石墨+16MnR

HCL一级冷却器

YKB-90m2

台

1

石墨+20

HCL二级冷却器

YKB-70m2

台

1

石墨+20

闪蒸分离罐

DN1600×4000

台

1

石墨

闪蒸再沸器

YKB-170m2

台

1

石墨+16MnR

蒸发蒸汽冷凝器

YKB-140m2

台

1

石墨+20

喷射混合器

喉管Ф20mm

台

1

石墨

氯化钙配制釜

V=5m3

台

1

钢衬塘瓷釜

稀氯化钙储槽

V=5m3

台

1

钢衬塘瓷釜

氯化钙补充泵

H=32mQ=15m3/h

台

2

钢衬四氟

废水罐

Φ1600*2400V=5m3

台

1

玻璃钢

废水泵

H=32mQ=15m3/h

台

2

钢衬四氟

氯化钙循环泵

H=60mQ=10m3/h

台

2

钢衬石墨

蒸汽闪发罐

Φ800*1600V=0.8m3

台

2

碳钢

5.3.2、乙方技术服务范围：

界区内的工艺及自控基础设计；

六、甲方供货范围

6.1、甲方供应深解析乙方供货表以外的配套设备.

6.2、甲方供应系统的防腐管道、仪表、电控柜、DCS、管件、阀门等公用工程系统的设备及管道。

七、质量保证

乙方所供产品如果出现因乙方设计、选材、制造等失误造成的设备或仪表缺陷，乙方免费对其缺陷部分进行维修、更换,直至调换以满足正常生产。

八、技术服务

8.1、乙方到甲方现场指导安装，同时乙方有义务为甲方提供现场指导调试服务。

8.2、乙方为甲方提供设备操作维护的现场培训。

8.3、乙方出具书面售后服务承诺。

8.4、乙方在甲方进行现场服务时甲方应提供必要的机具（如吊车、焊接工具和气源等）和相关人员（如起吊工、焊接工等）的配合。

九、设计分工及范围

9.1、乙方设计范围:

9.1.1提供满足进出口界区条件的工艺流程、操作参数、提供流程内所供设备规格尺寸等技术参数。

9.1.2提供界区内生产装置的基础设计及有关文件，包括：

9.1.2.1流程叙述

9.1.2.1公用工程的消耗定额。

9.1.2.2产品的详细规格、数量。

9.1.2.3设备一览表。

9.2、甲方设计范围：

界区内所有专业的详细设计。

附件1：

其它资料

无水氯化钙、盐酸质量指标及采购建议：

1.无水氯化钙：

指标名称

规格

氯化钙（CaCl2）%≥

95～98

镁及碱金属（以硫酸根计）%≤

0.2

水不溶物%≤

0.1

碱度以[Ca（OH）2]计≤

0.1

酸度（PH）

7.5～8.5

性质：

为无色立方结晶或灰白色固体的颗粒或粉末。

比重2.15,熔点：

772℃,沸点大于1600℃.易溶于水而放出大量的热。

氯化钙水溶液凝固点低是其特性。

吸湿性极强，在空气中潮解。

包装贮运：

编制袋内衬塑料袋包装，净重25公斤。

建议采购厂家：

唐山三友集团、连云港纯碱厂、双友化工

注意：

盐酸解析工序使用的无水氯化钙必须使用碱法生产的产品，绝对不可以使用酸法生产的氯化钙（因酸法生产的无水氯化钙中含FeCl3，该物质是一种絮凝剂，使用过程中容易造成氯化钙结晶）

2.盐酸：

本工艺使用的盐酸原料重点要注意以下两项质量指标必须保证，否则盐酸解析系统不能保证稳定运行：

2.1.SO42-含量必须尽量低，最好不含。

（因为SO42-会与Ca2+结合形成CaSO4沉淀物而严重影响系统稳定运行；

2.2.不得含有大分子有机物杂质。

（大分子有机物杂质在系统中受热后产生大量的泡沫，造成系统循环不正常）。

南通星球石墨设备有限公司

2012年12月30日