氯碱化工实习报告.docx

1、氯碱化工实习报告河南神马氯碱化生产实习报告1、实习目的和任务目的：生产实习是高分子材料专业本科生非常重要的实践环节。 学生在理论 教学之后，通过生产实习的教学环节，使学生对本专业所涉及的知识领域及概念 有进一步的认识，对化工生产的流程、单元操作、设备等的认识从感性到理性； 了解相关工厂的生产工艺过程及设备、企业管理、生产组织、技术改造和科研工 作的情况；达到联系生产实际、巩固所学专业知识、培养分析问题和解决实际问 题能力的目的；为学生进入后续的专业课程和毕业设计奠定良好的基础。任务：了解和熟悉神马氯碱公司一次盐水、 二次盐水、电解工段、制气工段、 聚合工段等化工过程、单元操作、工艺流程、设备、

2、理论基础及化工生产过程对 人员素质、技能的要求。2、 实习要求1.注意安全。实习期间不允许单独行动，严格遵守实习单位的安全条例和各 项规章制度，遇到突发事件要及时向带队老师报告。2.在进入装置区时，不得触动任何开关、按键和把手，不得把头和手伸向转 动部位，不得触摸任何转动部位，不得挪动装置内的任何物品。3.实习期间要做到一切行动听指挥，尊重工人师傅，虚心向工人师傅请教。4.不迟到、不早退，有事须向老师请假。5保证实习期间，每天记实习日记。实习结束后，提交实习报告。3、 实习内容本次实习的任务在于了解和熟悉神马氯碱公司一次盐水、 二次盐水、电解工 段、制气工段、聚合工段等化工过程、单元操作、工艺

3、流程、设备、理论基础及 化工生产过程对人员素质、技能的要求。4、神马氯碱厂简介我国氯碱工业经历了半个多世纪的发展， 已经取得了举世瞩目的成就，烧碱产量居世界第2位，但与世界发达国家相比仍有一定差距。烧碱从形态上可分为 液碱和固碱两种。而从氢氧化钠质量分数上分为 30%、32%、42%、45%、50% 液碱和73%、95%、96%、99%、99.5 %固碱等系列产品。固碱是烧碱生产中 的主要产品，由于具有含碱量高，运输方便，易于贮存等优点，在烧碱中是畅销 产品。据报道：2001年我国出口固碱与2000年同比增长129.7 %，今后，我国 烧碱出口量将会继续增加，并且仍将是烧碱出口创汇的主流。平顶

4、山市有丰富的矿盐、煤炭、电力、水资源，为盐化工发展创造了极为有 利的条件，氯碱公司是方圆150公里内唯一具有一定生产规模的氯碱化工企业， 氯碱初级产品有限的销售半径及平顶山市周边地区巨大的初级氯碱产品市场， 使氯碱公司在产品销售方面占有省内其他同行无法比的优势。河南神马氯碱化工股份有限公司是以生产氯碱及聚氯乙烯树脂等基础化工原料为主的企业，是中国神马集团公司的控股子公司。前身是国有大型档企业 ，平顶山市树脂厂,始建于1971年,公司占地30万平方米，总资产2.5亿元，拥有员 工1485人，其中各类专业技术人员150余人，公司位于平顶山市区东南郊,西临新 华路,南靠漯宝铁路，拥有铁路专用槽车，运

5、销方便，地理位置优越,2004年实现 销售收入4.5亿元，利润近6000万元。公司主要产品有烧碱、聚氯乙烯树脂、盐 酸、液氯、塑料制品等,目前年生产规模为：烧碱(100%)5.5万吨(其中离子膜碱 3.5万吨)、聚氯乙烯树脂5万吨、工业盐酸2万吨、高纯盐酸1万吨、液氯2 万吨、电石3万吨、塑料制品2000吨、其它氯产品1万吨，产品广泛用于化工、 轻工、纺织、造纸、染料、塑料等行业，质量稳定，畅销国内外市场，公司拥有生 产氯碱产品所需要的丰富的卤盐、 煤、水、电力等资源优势，产品成本较低，市场竞争力强大，发展前景广阔。公司技术力量雄厚，装备现代化，是河南省唯一引进 日本离子膜烧碱企业之一。公司引

6、进德国 RAMISCII公司的两辊热熔延生产线装 置生产的矿有系列产品-隔爆水袋布等，各项指标全部符合部颁标准。公司质保 体系健全,监测手段完备先进，通过了 09001:2000质量管理体系认证，确保了 产品优质稳定电石是氯碱公司生产 PVC树脂的主要原材料，构建大型电石基地是 神马氯碱实现发展目标的一个前提。按照目前该公司年产 20万吨PVCW脂的生产规模，企业年需电石32万吨；到今年年底该公司要形成40万吨PVCW脂的生 产规模以后，年需电石64万吨；按照“未来3-5年，神马氯碱公司”将形成年 产100万吨离子膜烧碱、100万吨PVC树脂生产规模”的目标，企业年需电石将 增至165万吨。神

7、马氯碱集团的生产主要是通过电解食盐水生产烧碱， 氯气和氢气。采用的离子膜电解法。生产的烧碱可直接销售，经过三效蒸发的生产片碱， 加入纯水后循环加入离子膜电解槽中，用于树脂再生剂，氯气可经过洗涤，冷却， 干燥，加压液化转化成产品液氯，也可以进一步加工成盐酸，聚氯乙烯等。氢气 可作为生产盐酸的原料，也可作为能源气直接输送到使用部门。 离子膜电解法比 隔膜电解法在能耗，产品质量，环境污染等方面具有明显的优势性， 且工作环境 也进一步提高，以前我国不具备生产离子膜的能力， 离子膜仍需依靠进口。但现 在我国已经掌握了离子膜的制造技术， 成为世界上第三个国家掌握此技术， 对我 国的经济发展非常有利。二、实

8、习内容介绍1.一次盐水及二次盐水工段简介神马氯碱公司离叶县的盐矿很近，因此用叶县盐矿直接打过来的盐水既方 便又便宜。由叶县地下盐田化盐后输送过来的 300-310g/l的粗盐水溶液首先进 入前折流槽，在折流槽的入口处，加入一定量的次氯酸钠溶液，以分解盐水中的 藻类等有机物质；同时在前折流槽的中部加入盐酸，以调节粗盐水中的过碱量 为使上述反应完全，粗盐水经过前折流槽后还需进入前反应桶。在前反应桶中, 通过不断搅拌，使反应更充分、更完全。反应完全后的盐水用加压泵经气水混合器送入加压融气罐， 并经文丘里混合器与FeCb充分混合后进入预处理器。通过加入一定量的压缩空气，使得粗盐水 中溶入一定量的空气，

9、可形成气浮效应。加压罐压力为 0.16-0.2Mpa o盐水从切线方向进入预处理器的凝聚反应室， 盐水中的氢氧化镁及其它一些轻质不溶物附在气泡表面上浮到预处理器上面，较重的物质则沉降到处理器底部，清盐水则经溢流管到后折流槽。盐水进入后折流槽后加纯碱，以除去盐水中的Ca2，加入亚硫酸钠，以除去 盐水中的游离氯。为了确保反应充分，折流槽后还串联两台后反应桶，并用搅拌 器予以充分搅拌，反应后的盐水进入盐水中间槽，并由过滤器进液泵送入 HVM膜过滤器进行过滤。在HVM膜过滤器中，盐水缓慢穿过过滤袋，从过滤器上部清液腔中流出，而 盐水中的固体悬浮物则被过滤袋截留在其表面。 经过戈尔膜过滤器过滤后，盐水

10、中固体悬浮物降至w 8ppm此时，过滤所得盐水即可送至精盐水贮槽， 通过精盐 水泵输送，供电解装置使用。此外，经过滤一段时间后，HVM膜过滤器中的过滤袋表面滤渣达到一定厚度时，HVM膜过滤器进行自动返洗。在运行一段较长时间后，过滤袋表面会结垢， 须在结垢还没有较硬时进行清洗， 以防过滤袋硬化损坏。清洗凯膜过滤器时，先 将过滤器内的液体全部排空，并打开过滤器管板上的盲板。然后将酸液槽中配制 的15流右的盐酸溶液用酸泵（P-510）送入过滤器，要求加入的酸液浸满膜过 滤袋，但必须在管板以下。开启过滤器底部的压缩空气气动阀，用压缩空气鼓泡 搅拌45分钟。基本化学方程式：CaCl2+NaCO=CaC&

11、2NaCICaSO 4+Na2C03=CaC0+2NaSQMgCI 2+2NaOH=Mg(OH+2NaCINa 2SO+BaCl2=BaS(4+2NaCI2.复极离子膜电解简介2.1.复极离子膜电解概述二次精制盐水以一定的流量送往电解槽的阳极室进行电解。 与此同时，纯水加入入槽碱总管，稀释后的碱液进入阴极室。通入直流电后，在阳极室产生的氯 气和流出的淡盐水经分离器分离后， 湿氯气送入淡盐水循环槽顶部，湿氯气中的 水分被分离，氯气进入氯气总管送到氯氢处理工序， 从阳极室流出的淡盐水中一 般含：NaCI 200220g/I,还有少量铝酸盐，次铝酸盐及溶解氧。一小部分返回电 解槽的阳极室，另一部分进

12、入淡盐水循环槽，进入脱氯塔经脱氯后送到界区外。 在电解槽阴极室产生的氯气和浓度为 3流右的高纯液碱，同样也经过分离器分 离后，湿氯气送入碱液循环槽顶部，湿氯气中的水分被分离，氯气进入氯气总管 送至氯氢处理工序。32%勺高纯液碱一部分作为商品碱出售，或送到蒸发工序浓 缩。另一部分则加入纯水后回流到电解槽的阴极室。2.2.工艺流程从树脂塔出来的二次精制盐水经过树脂捕集器后进入精制盐水储罐， 再由精制盐水泵送至盐水高位槽，然后自流入电解槽、进入每台电解槽的阳极液进料总 管,然后经软管进入每个阳极室，精制盐水在阳极室中进行电解，产生氯气和淡 盐水，此时淡盐水的浓度降低，电解后产生的氯气和淡盐水的混合物

13、通过软管汇 集排入阳极液出口总管，并在总管中进行气体和液体的初步分离。 淡盐水在淡盐 水总管汇集后进入淡盐水循环槽，有淡盐水泵送至脱氯塔，氯气在脱氯塔顶部经 过氯气冷却器被真空泵抽走，冷却下来的氯水被送入阳极液排放槽， 被分离出的 氯气进入氯气总管，脱氯后的淡盐水(加碱 32%)，由脱氯盐水泵送回至一次盐水工段（加亚硫酸钠11%）, 一少部分淡盐水被送回精制盐水管道与精制盐水一 同进入电解槽，氯气在氯气总管中汇集后送入淡盐水循环槽顶部， 经氯气总管送出界区。阴极液由碱液高位槽自流入电解槽， 进入每台电解槽的阴极液进料总管，然 后经软管进入每个阴极室（为了确保碱浓度在规定值，入槽前加入一定量的纯

14、 水），碱液在阴极室中进行电解产生氢气和烧碱，点解产生的氢气和烧碱的混合 物通过软管汇集排入阴极出口总管， 并在总管中进行气体和液体的初步分离， 碱 液会合后进入碱液循环槽，一部分碱液由碱液循环泵送至碱液冷却器加热至工艺 要求温度（82 C -88 C），然后送入碱液高位槽自流入电解槽； 另一部分碱作为成 品碱被送至成品碱冷却器进行冷却，冷却后送出界区。2.3.电解原理精制盐水在电解槽内，经电解阳极析出 C12以及NaOH阴极析出方程式 是这样的：电解NaCI+HO - H2I+CI2NaOH24复极离子膜电解工艺指标电解槽入口阳极液工艺指标：入口阳极液酸度： O.15mol/L电解槽出口阳极

15、液工艺指标：NaCI浓度：21010g/L淡盐水pH: 25出口阳极液酸度：0.00050.001电解出口阴极液工艺指标： 出槽温度：8590C 碱中含盐：0.01%成品碱浓度：3232.5%氯、氢气总管工艺指标： 氯气纯度：98 氯中含氢：0.4%氢气纯度：99%3.氯氢厂工艺简介氯氢厂共有三个工段：盐酸工段、液氯工段和次氯酸钠工段，我们主要了解 的是盐酸工段。3.1盐酸工段主要任务：通过调节进入合成炉的氢气与氯气的流量配比， 合成合格的氯化 氢气体，供聚氯乙烯厂氯乙烯工段作为原料， 或用水吸收氯化氢气体，调节吸收 水量，制成合格盐酸出售。工艺流程简述：来自氯氢处理工段的氯气、氢气，经过冷却

16、器、缓冲器、分 配台、调节阀（二合一炉还经过孔板流量计、自控调节阀、快速切断阀 ）、阻火器进入合成炉灯头混合燃烧，生成氯化氢气体自炉顶排除，经空气冷却器（二合 一炉通过浸泡在水槽中的石墨管） 进入石墨冷却器，冷却后氯化氢气体通过分配 台经过氯化氢预冷器送氯乙烯工段作原料，多余的部分（或氯乙烯工段停车时全 部）用水吸收制成盐酸。氯化氢气体经石墨冷却器冷凝下来的盐酸流入冷凝酸贮 槽。并定时压送到大冷凝酸槽，然后用泵输送到成品贮酸槽。合成炉燃烧反应为：C12+ H2? 2HC1+Q工艺流程图如下：（1）开车具备条件：氢气纯度：90% 氯含氢： 1% 氯气压力：0.11 0.13MPa氯气纯度：98%

17、 氢含氯： 0.4% 氢气压力：0.050.079MPa夹套炉：炉内含氢：0.4% 合成炉出口含氢：0.4% 水压：0.3MPa 二合一炉：炉内含氢；0.4% 合成炉出口含氢：0.4% 水压：0.3MPa炉内氢气管含氧：1%进炉氢气管含氢：0.4% 含氢：3%（2）生产控制指标A、 原 氯：纯度：95% （分析8次/班） 含氢： 0.4%含水：WBOOppm尾 氯：纯度：85% 含氢：3%氯气压力：0.11 0.13MPaB、 氢 气：纯度：98% （分析8次/班） 含氧： 0.4%压力：0.050.079MPaC、 夹套合成炉：出口压力：0.0260.06MPa 石墨冷却器进口温度：1081

18、80C二合一炉： 出口压力：60kPa石墨冷却器进口口温度：360400C 氯化氢出口温度：400 CD、 吸收塔：出口温度：50 CE、 冷却水：夹 套 炉：冷却水进口温度：85 5C 冷却水出口温度：9095C水压：0.3MPa 二合一炉：冷却水进口温度：85 5C 压力：0.3MPa冷却水出口温度：9095C上部循环水出口温 度 40C（3）产品技术指标氯化氢：纯度：93（分析8次/班） 氢气过量：5% 过氯量：0.004%盐 酸：HCI含量：31%每小时测一次比重、温度，8次/班）4.乙炔工段简介4.1乙炔生成原理在湿式发生器中电石加入液相水中， 即水解反应生成乙炔气体，其反应式如下：

19、CaG+2HS Ca（0H”C2Hd +13OkJ/mol由于工业品电石有杂质，在发生器水相中也相应发生副反应，生成磷化氢， 硫化氢等杂质气体，其反应式如下CaO+小 Ca(OH”63.6KJ/molCaS+2HO Ca(OHHSTCc3Nk+6H0 3Ca(OH”2NH TCaP2+6f0f 3Ca(OH”2PH TCs2Si+4H20 2Ca(OH”SiH4 TCaAs2+6fO 3Ca(OH”2AsH T因此，发生器排出的粗乙炔气体中含有上述副反应产生的磷化氢、硫化氢、氨等杂质气体。水解反应生成大量的氢氧化钙副产物， 使系统呈碱性。由于硫化 氢在水中溶解度大于磷化氢，使粗乙炔气中有较多的

20、磷化氢(如数百PPm及较少 的硫化氢(数十至数百PPm)磷化物尚能以P2H形式存在，它在空气中自燃。由于 湿式发生器温度控制在80C以上，有双分子乙炔加成反应生成乙烯基乙炔及乙硫 醚的可能，这两种杂质一般可达到数十 PPr以上。在85C反应温度下由于水的大 量蒸发汽化，使粗乙炔气夹带大量的水蒸汽。一般水蒸汽 ：乙炔 1:1。4.2影响反应的主要因素1)电石的粒度：电石的水解反应是液固相反应， 电石与水的接触面积越大，即电石粒度越小时，其水解速度也加快。有人在较低温度下得到如下的结果。 但 粒度也不宜过小，否则水解速度太快，使反应放出的热量不能及时移走， 易发生 局部过热而引起乙炔分解和热聚，

21、进而使温度剧升而发生爆炸。粒度过大，则水 解反应缓慢，发生器底部间歇排出渣浆中容易夹带未水解的电石， 造成电石消耗上升。因此为了防止事故和保证电石水解完全，所以对电石的粒度有一定的要求。2)电石的纯度：电石纯度越高，水解速度越快。3)水温与水量：水温高水解速度大，损失小。但是水温过高又有发生爆炸的 危险,因此必须连续通入新鲜水，及时移走反应热和补充被乙炔气带走的水分.但 是水量不宜过大，以免过分降低温度，影响水解速度增加乙炔损失。4） 搅拌：搅拌的目的是破坏反应过程中生成的氢氧化钙对电石的包围 ，使接 触面及时更新，提高水解速度同时搅拌可使料分布均匀，防止局部过热。搅拌速 度适中,速度过快反应

22、不完全，易排除生电石，速度太慢反应时间长。5） 发生器结构：发生器的结构（如挡板层数、搅拌转速、耙齿角度等）对电石在发生器中停留时间有较大影响，所以对一定粒度的电石 ，必须保证其完全水解的停留时间，并使每次电石表面覆盖的 Ca（OH及时移去，使电石表面与水有 良好的接触。4.3.乙炔清净原理由于粗乙炔气由于电石内杂质常含有硫化氢、磷化氢、氨、砷化氢等杂质气 体。它们会对氯乙烯合成的氯化高汞催化剂进行不可逆吸附，破坏其“活性中心” 加速催化剂活性的下降，其反应如下：H2S+HgC2 HgS+2HCIPH+3HgCD （HgCI） sP+3HCI其中磷化氢（特别是P2H）会降低乙炔气自燃点，与空气

23、接触会自燃，因此从生产及安全角度上看都必须除去乙炔气中的杂质。4.3.1清净机理净制乙炔的方法很多其原理是一样的，即利用氧化剂以氧化除去乙炔中的杂 质。目前多数工厂均采用次氯酸钠液体清净剂。次氯酸钠分子式 ：NaCLQ分子量:74.5。在受热时易分解，是一种强氧化剂，有强烈的刺激性对人体有害。NaCLO 作清净剂的原理是：利用NaCL（的氧化性将乙炔中的硫化氢、磷化氢等杂质氧化成 酸性物质而除去，其反应式如下：PH+4NaCLO HPMNaCLH2S+4NaCLO 4fS+4NaCLSiH4+4NaCLO Si02+2H0+4NaCLAsH3+4NaCL H3AsQ+4NaCL清净过程的反应产

24、物磷酸，硫酸等，经过中和塔碱洗中和为盐类，再由废碱 液排出：2NaOH+2S04 NqS04+2H2O3NaOH+PO NS3PO+3HO3NaOh十 HAsO NaAsQ+3HO2NaOH+Si0 NaSiO 4+H2O2NaOH+C NqCQ+H2O4.4.生产工艺过程简述由电石贮运来的装满电石的吊斗送到吊料孔的位置， 由电动葫芦将吊斗吊到加料，电石经第一贮斗、第二贮料斗进入乙炔发生器，在乙炔发生器内与废次氯 酸钠溶液反应生成乙炔气和电石渣浆，反应温度控制在 85 土 5 C,压力约0.0052MPa（40mmHg）乙炔气由发生器上部输出，经正水封进水洗塔，由废次氯 酸钠预冷到45C左右，

25、再经冷却塔用水喷淋降温到25C,并洗去乙炔气中的固体 杂质，部分乙炔气送入乙炔气柜予以储存、 缓冲，部分乙炔气经水环压缩机将乙 炔气压缩到一定压力（小于0.lMPa），送入清净塔进一步净化，在清净塔中乙炔被 含有效氯0.085-0.10%的次氯酸钠溶液洗涤氧化，除去S、P杂质，再经中和塔被 15%勺碱液中和掉酸雾。由中和塔顶出来的乙炔气在乙炔冷却器中冷却到 1OC左右送到氯乙烯合成工段。乙炔发生器产生的电石渣分别由溢流管和排渣口注入溢流液贮槽和排渣池 内，溢流液贮槽内的渣浆用排浆泵打倒环保工序进行处理。 本厂来的30%浓碱存放于浓碱贮槽中，从浓碱贮槽中取一定量浓碱于稀碱配制槽中，加水配制成 1

26、.4-1.7 %稀碱溶液，由碱泵将稀碱打到稀碱高位槽中，稀碱高位槽中的稀碱再 由底部流出，进入文丘里配制器，在文丘里与水、氯气按一定的配比 （由转子流量计计量)混合，配制的有效氯含量在0.05-0.100%的次氯酸钠溶液进入次氯酸钠 贮槽，然后由泵打到次氯酸钠高位槽内，次氯酸钠由高位槽底部流出经泵打入 2#清净塔内，再打入1#清净塔内，此时由1号清净塔顶流出的有效氯含量低的次氯 酸钠由次氯酸钠泵打到水洗塔内起预清净作用， 水洗塔底部的废次氯酸钠进入废次氯酸钠贮槽，用废次氯酸钠泵打到乙炔发生器内。30%的碱液加水配成14-17 % 的碱液，用配碱泵在中和塔内打循环，当碱浓度低于 5%或冬季NaC

27、Q含量12%时应换碱，废碱放掉用来中和酸性污水。4.5.生产工艺条件及生产控制指标序号设备名称工艺条件单位控制范围计量仪表气柜容量3 m400-800报警设定器2气水分离器出口温度C40:电流指示仪3给料机电流A10电流表4正水封液面mm100-1505逆水封液面mm100-1506安全水封液面mm1407乙炔冷却器温度C 20U型压差计出口压力mmHg 3N纯度%297 0 297 0 232缓冲罐 1 次/hr吸收法3 )新 NaClO有效氮(%)0.085-0.12NaCIO泵入口1 次/hr滴定法PH7-9CIO泵入口11 次/hr显色法4废 NaCIO有效氮(%)0.005-0.03

28、1#清净塔 液相出口1 次/hr滴定法5中和塔碱液:浓度(%)14-17中和塔底部1 次/hr中和摘疋6稀碱浓度(%)NaOHI.4-1.7中和塔底部1 次/hr中和滴定7乙炔气纯度(%)99乙炔砂封1次/hr色谱法含 02( % ) 转化器一-冷却器一-除汞器一-组合塔一-水洗塔一-碱洗塔一-汽水分离 器一-机前冷却器一-压缩机一-机后冷却 器一-全凝器一-尾冷器一- 水分离器一-低沸塔一-高沸塔一-成冷器一-单体储罐(3)主要反应原理：干燥的混合气进入转化器，在氯化汞触媒的情况下，氯化氢和乙炔反应生成氯乙烯，反应方程式如下：HCI+ CH=CHCI+124.6 KJ/mol其反应机理是乙炔

29、先于氯化汞反应生成中间物氯乙烯氯汞；C2H + HgCI 2 CCI=CH-HgCI(4 )工艺指标：合成反应温度：80180C； 冷却器温度：3040C石墨冷却器前台：-8 -12 C； 后台：-14 -18 C 预热器出口温度：7598C； 压缩机：0.55MPa粗氯乙烯纯度：92% 单体储罐：0.406MPa混合器温度：w 45C（夏）； 30C（冬）转化率：99% HCI 纯度：93%6.氯乙烯厂聚合工段6.1工段任务温度下聚合反应生产pvc悬浮液。聚合反应后的浆料经气提脱析出未反应的单体，将合格的浆料送到离心干燥 工段。回收的氯乙烯气体去气柜，提高单体收率，减少污染。6.2釜内主要反应原理和化学方程式氯乙烯悬浮聚合属于非均相的游离基型加聚连锁反应，反应的活性中心是游 离基。单体分子借助于引发剂预热，吸收了一定量的能量而变成活性分子， 然后 于未经活化的单体分子进行聚合，生成的中间产物仍是活性的，其原有能量并未 消失，因此，再进一步与另一个未经活化的单体