氯气干燥操作规程

氯气干燥操作规程（电解分厂）天津渤天化工有限责任公司2004年文件编号：QJ/TH04―01―28―2003编号：编写：王强校核：易宁张军审核：黄华军审定：王震审批：魏青松目录一、产品说明……………………………………………………………………………………共2页二、原料说明……………………………………………………………………………………共2页三、生产原理……………………………………………………………………………………共1页四、生产工艺流程……………………………………………………………………………共1页五、岗位操作………………………………………………………………………………….共2页六、生产中不正常现象的原因及处理方法………………………………………………共2页七、工艺控制指标……………………………………………………………………………共1页八、安全注意事项..………………………………………………………………………….共1页九、消耗定额表.………………………………………………………………………….…….共1页十、三废排放表……………….……………………………………………………………….共1页十一、设备一览表…………….……………………………………………………………….共1页一、产品说明氯气是由饱和食盐水溶液经电解后而得到的产品。分子式：Cl2分子量：70.9061.氯气的性质物理性质：常温下氯气是一种黄绿色的气体，比空气重2.48倍，在标准状态下，氯气的密度是3.217Kg/m3。氯气是一种易液化的气体，绝对压力为0.1Mpa的纯氯气在－34.5℃时就可以液化成液态氯。氯气的液化温度随着压力的增大而升高。氯气在0.1Mpa、9.6℃时能与水生成Cl2.8H2O结晶。氯气能溶解在水中，但溶解度不大，温度越高，氯气在水中溶解度越小。常温下氯气在水中的溶解度温度（℃）1升水中溶解氯气的体积数（L）100克水中溶解氯气的克数（g）04.611.46103.1480.9972202.2990.7293301.7990.5723401.4500.459501.2160.3925601.0250.3295700.8620.2793800.6830.2227900.3900.127化学性质：氯气的化学性质非常活泼，可与大多数元素和化合物发生反应，生成相应的氯化物。在自然界中，以游离状态存在的氯是极少的，大多数是以无机化合物形式存在的，食盐（NaCl）是具有代表性的化合物。（1）氯气与金属反应：氯气易与各种金属反应生成氯化物。如2Ag+Cl2＝２AgCl2Fe+3Cl2=2FeCl3完全干燥的氯气或液态氯在常温下，几乎不与铁发生反应，金属钛（Ti）与湿氯气不发生反应，而与干燥的氯气反应生成钛的氯化物。Ti+9/2Cl2=TiCl2•TiCl3+TiCl4(浓白烟)因此,可以用钢材作为干燥氯气的输送管道,而钛材只能在湿氯气中使用。（2）氯气与水反应：常温下氯气微溶于水，并生成少量的盐酸和次氯酸，Cl2+H2O=HCl+HClO在光和热的作用下,次氯酸易分解，析出氧而生成盐酸，HClO=HCl+[O]析出的氧是强氧化剂，对金属腐蚀极大。（3）氯气与氢气反应：氯气能在氢气中燃烧生成氯化氢。Cl2+H2=2HCl氯气与氢气的混合物曝于日光中能剧烈化合而发生爆炸，氯气与氢气混合物的爆炸极限是氯中含氢5~87.5%（体积比）。（4）氯气与氨反应：氯气与氨即使在低温下也能剧烈反应，当氨过量时，生成氯化氨和氮气。8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2+1458.4KJ当氯气过量时生成油状的三氯化氮，4NH3+3Cl2=3NH4Cl+NCl3+501.06KJ三氯化氮分解时会发生强烈的爆炸。（5）氯气与无机化合物反应：氯气能与许多无机化合物反应。氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠。2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O氯气与氢氧化钙反应生成次氯酸钙，2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O生理作用:氯气是一种具有独特刺鼻气味的剧毒气体,吸入氯气能使人窒息,轻者刺激粘膜和呼吸道,重者可引起肺水肿、支气管炎，严重的甚至死亡。氯气对植物有极大的破坏作用，微量的氯气可使植物叶子的细胞质遭到破坏而变黄。2.氯气的用途氯气的用途极为广泛，既用于制造盐酸、漂粉、漂粉精、液氯、次氯酸钠、三氯化铁等无机化合物。又是有机合成的原料，如用于PVC、合成橡胶、农药等的合成。此外，氯气在矿石精炼等工业也有广泛的应用。3.氯气的质量标准序号指标名称指标要求１氯气纯度％（Ｖ）≥94.0２含水％（wt）≤0.01３氯中含氢%（Ｖ）≤0.7二、原料说明1.浓硫酸：分子式：H2SO4分子量：98.08（1）物理性质纯硫酸是无色油状液体，通常含量在98.0%以下。由于所含杂质的不同，色泽可以由无色变为有色甚至发黑，比重、凝固点随其浓度变化而变化。硫酸比重、凝固点与其浓度的关系浓度%（wt）比重（Kg/m3）凝固点（℃）100183010.459818360.1931827-35.05901814.4-10.2851778.67.9751669.2-41.0701610.2-42.0由上表可知，硫酸在浓度为85%、温度为7.9℃时，会与水生成水合结晶，因此在操作中应避免此结晶物的出现。低温浓硫酸能使某些金属如铁、铝、铬等表面钝化，形成一层致密的氧化膜。从而能阻止其继续与金属反应，故在储存和运输浓硫酸时可用铁制的容器和管道。硫酸具有强腐蚀性，溅及皮肤应立即擦拭，然后用水冲洗。硫酸有毒性，空气中最大允许浓度为2mg/m3。（2）化学性质①硫酸的吸水性很强，能与水化合成很稳定的水合物。用硫酸干燥氯气就是基于此性质。H2SO4+H2O→H2SO4•H2O→H2SO4•2H2O→H2SO4•4H2O②硫酸能从一些有机化合物中,按水的组分夺取氢原子,如浓硫酸能使白色的蔗糖变黑,而使碳游离出来。③硫酸能与金属、非金属反应，热的硫酸具有很强的氧化性。一些不能被稀硫酸氧化的金属、非金属都能被浓硫酸氧化。Cu+2H2SO4==CuSO4+SO2↑+2H2O2Ag+2H2SO4==Ag2SO4+SO2↑+2H2OC+2H2SO4==CO2↑+2SO2↑+2H2OS+2H2SO4==3SO2↑+2H2O稀硫酸能够和多种金属反应生成氢气。Fe+H2SO4（稀）==FeSO4+H2↑（3）硫酸的用途硫酸是化学工业中一种重要的基本原料，被大量应用于化工肥料、石油提炼、有机合成、金属冶炼等部门，还是制造许多沸点酸和弱酸的原料。2.原料、辅料规格序号名称规格1隔膜电解氯气（v/v）氯气纯度≥98.5%氯气含氢≤0.7%2复极电解氯气（v/v）氯气纯度≥98.5%氯气含氢≤0.1%3硫酸（wt）浓度≥98.0%三、生产原理1.生产目的由于从电解来的氯气含有大量的水蒸汽，很容易形成盐酸和次氯酸，而次氯酸很不稳定极易分解成盐酸和初生态氧。初生态氧具有很强的氧化作用，故湿氯气具有强烈的腐蚀作用。因湿氯气的腐蚀性很强，又不便于输送，所以要把湿氯气进行干燥。干燥的氯气在常温下对碳钢几乎没有腐蚀作用。不含水的氯气对碳钢的腐蚀情况表氯气含水%（wt）0.00570.01670.02060.02830.0870.1440.33年腐蚀率mm/a0.0470.04570.0510.0610.1140.150.38因此，可以用普通铸铁或钢制的压缩机、管道来压缩和输送干燥氯气。本岗位的任务就是将来自电解的湿氯气冷却、干燥后，经氯压机加压输送到各用氯单位。2.生产原理来自电解的湿氯气温度很高，含有约20%的水分，几乎被水蒸汽所饱和。湿氯气所带的水蒸汽与温度有关，温度越高所带的水蒸汽也越大。不同温度下饱和湿氯气中的水蒸汽分压和含水量温度℃水蒸汽分压mmHg水蒸汽含量g/l1Kg氯气中水蒸汽含量g109.29.43.11512.812.84.32017.517.35.93031.830.010.84055.351.219.85092.583.134.960149.413061.670233.719811280355.129321990525.842457195633.95051278因此，采用冷却降温措施降低湿氯气温度，减小饱和水蒸汽分压，就可降低湿氯气的含水量。假如来自电解的湿氯气的温度是80℃，则每1Kg湿氯气中含有219克的水，若用冷却水冷却至15℃后，则每1Kg氯气中含水为4.3克。因此，80℃的湿氯气冷却至15℃时，含水可降低214.7克。氯气的温度越低，氯气含水量越低，但是，不能低于9.6℃。在此温度下氯气易与水反应生成氯水结晶物，堵塞管道及设备，降低钛冷却器的冷却效率。在实际生产过程中，要求氯气的含水量不高于0.01%（每1Kg氯气中含水量不超过0.1克）。另外，还采用硫酸吸收的方法进一步除去氯气冷却后所含的少量水份。浓硫酸做氯气干燥剂的特点：①浓硫酸不与氯气发生反应，氯气在浓硫酸中的溶解度较小。②硫酸的脱水率较高。③硫酸廉价易得。④浓硫酸对钢铁设备腐蚀很小。⑤稀硫酸可回收利用。目前，生产中填料塔和泡罩塔串联使用，可使氯气与硫酸充分接触，接触表面不断更新，操作弹性大，干燥效率高。干燥后的氯气含水能满足氯气压缩机输送氯气的要求。四、生产工艺流程来自隔膜电解和复极离子膜电解的高温湿氯气，分别进入各自的氯气洗涤塔(T-501、502)底部进口管，由塔底上升，经塔内填料与塔顶喷淋下来的冷却氯水进行充分有效地接触，除去氯气中夹带的盐雾、水分及杂质。氯气被冷却至70℃后，由塔顶导出，进入一段钛冷却器（E-502A、503A），用循环水间接冷却至50℃后，进入二段钛冷却器（E-502B、503B），用井水间接冷却至30℃，最后进入三段钛冷却器（E-502C、503C），用冷却水间接冷却至12—15℃。经过三段钛冷却器冷却的氯气通过水雾捕集器（F-501、502）除去少量水份、杂质。进入填料塔（T-503、505）底部，由塔底上升，经过填料层与塔顶喷淋下来的低温硫酸进行充分有效地接触，使氯气中所含的少量水份逐步被硫酸吸收，并控制填料塔出口温度≤30℃。随后，氯气经填料塔顶部导出，进入泡罩塔（T-504、506）底部，由塔底上升，经过五层泡罩塔盘与由塔顶溢流的低温硫酸接触，进一步除去氯气中的水份，并控制泡罩塔出口氯气温度≤25℃。最后，进入酸雾捕集器（F-503、504），除去氯气中夹带的少量硫酸和杂质，被氯压机吸入，经过四级压缩和冷却后输送到各用氯单位。在氯气干燥系统中，三个钛冷却器和水雾捕集器内冷凝下来的氯水经汇集管流入氯水循环罐（V-501、502），由氯水循环泵（P-502、503）输出，经氯水冷却器（E-504、505）用二次水间接冷却后，进入氯气洗涤塔洗涤氯气。然后，回流到氯水循环罐往复循环使用。高温湿氯气在氯气洗涤塔中冷却下来的氯水经氯水循环罐的溢流管流至脱氯器（H-501），用蒸汽间接加热至80—90℃，氯水由氯水外排泵（P-502、503）外排，析出的氯气被吸入氯气洗涤塔。浓酸高位槽（V-506）内的浓硫酸自流至硫酸缓冲罐（V-504、505），用泡罩塔硫酸泵（P-506、509）经硫酸板式换热器（E-506、509）用冷冻水间接冷却后定量加入到泡罩塔内。泡罩塔内的硫酸用泡罩塔循环硫酸泵（P-507、510）经硫酸板式换热器（E-507、510）用冷冻水间接冷却后，进入泡罩塔循环使用，吸收氯气中的水份。泡罩塔内溢流的硫酸通过溢流管进入填料塔，用填料塔硫酸循环泵（P-508、511）经硫酸板式换热器（E-508、511）用冷冻水间接冷却后进入填料塔顶部，循环使用。当填料塔内的硫酸浓度达到56Be’或57Be’时，打开填料塔硫酸循环泵出口的外排管路截门将部分稀硫酸排到稀硫酸高位槽（V-507），以提高循环硫酸的浓度。一段钛冷却器使用的冷却循环水来自复极离子膜车间，经换热后返回原处。二段钛冷却器使用的井水经换热后，再进入氯水冷却器，再次换热后返回热水罐（V-503，由热水泵外排。来自氨压机冷冻岗位的冷冻水分别进入三段钛