6万吨盐酸合成工艺设计

1、盐酸的性质与用途盐酸的性质物理性质：外观与性状：无色或微黄色易挥发性液体，有刺鼻的气味。pH：7（呈酸性）熔点（C）：-114.8（纯）沸点（C）：108.6（20%）相对密度（水）=1：1.20相对蒸气密度（空气）=1：1.26化学性质：强酸性，和碱反应生成氯化物和水HCl+NaOH=NaCl+H2O能与碳酸盐反应，生成二氧化碳，水K2CO3+2HC1=2KC1+CO2f+H2O能与活泼金属单质反应,生成氢气Zn+2HCl=ZnCl2+H2f盐酸能与硝酸银反应，生成不溶于稀硝酸的氯化银，氯化银不能溶于水。HCl+AgNO3=HNO3+AgClJ盐酸的用途盐酸是重要的无机化工原料，广泛用于染料

2、、医药、食品、印染、皮革、冶金等行业。盐酸能用于制造氯化锌等氯化物（氯化锌是一种焊药），也能用于从矿石中提取镭、钒、钨、锰等金属，制成氯化物。随着有机合成工业的发展，盐酸（包括氯化氢）的用途更广泛。如用于水解淀粉制葡萄糖，用于制造盐酸奎宁（治疗疟疾病）等多种有机药剂的盐酸盐等。原材料规格及技术指标氯气的来源及性质1.3.1.1氯气的来源合成盐酸所用的氯气是由离子膜工段电解食盐水制得的，再经氯气总管送至氯干燥工序处理后，送到氯化氢工序来生产盐酸的。1.3.1.2氯气的性质物理性质：颜色，气味，状态：通常情况下为有刺激性气味的黄绿色的气体密度：比空气密度大易液化，熔沸点较低，压强为lOlkPa、温

3、度为-34.6C时易液化。液态氯为金黄色。如果将温度继续冷却到-101C时，液氯变成固态氯。溶解性：易溶于有机溶剂，难溶于饱和食盐水。1体积水在常温下可溶解2体积氯气，形成氯水，产生的次氯酸具有漂白性，且可使蛋白质变质，且易见光分解。化学性质：毒性氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。吐空气中最多可允许含氯气0.001毫克，超过这个量就会引起人体中毒。助燃性在一些反应中，氯气可

4、以支持燃烧，如，铁在氯气中燃烧生成氯化铁化学方程式：2Fe+3Cl=2FeCl（条件：点燃）23与金属反应钠在氯气中燃烧生成氯化钠化学方程式：2Na+Cl=2NaCl（条件：点燃）2与非金属反应氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体化学方程式：H2+Cl=2HCl（条件：点燃或光照）2氢气的来源及性质氢气的来源：同氯气一样，合成盐酸所用的氢气是由离子膜工段电解食盐水制得的，再经氢气总管送至氢处理工序处理后，送到氯化氢工序来生产盐酸的。氢气的性质：分子量：4.032液体密度（平衡状态，-252.8C）：169kg/m3气体密度（101.325kPa,OC）：0.180kg/m3比容（101.3

5、25kPa,21.2C）：5.987m3/kg气液容积比（15C，1OOkPa）：974L/L1.3.3原料及中间体规格1.3.3.1原料组成物质氯气（V%）氢气（V%）纯度97.1697.45湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料含氢0.3497.45含氮气1.120.06含二氧化碳0.21含水分0.182.48含氧气0.990.01进料温度(C)2525进料压力(MPa)0.210.21液氯尾氯Cl265%,H2/CI2W4%盐酸HCL三31wt%,Fe

6、v50ppm,Av-CI250ppm第二章工艺流程产品的生产方法概述盐酸的生产主要有两种方式，一种是直接合成法，另一种是无机或有机产品生产的副产品。而我们氯化氢工段采用的是电解产品氯气和氢气直接合成盐酸的。因原料气中含有氧气，此时氢气也会与氧气发生燃烧反应，合成炉内燃烧方程以氯气和氢气为原料在合成炉底部燃烧器燃烧，并控制氢气与氯气的摩尔比为1.05:11.1:1,其中氯气进入合成炉灯头内管，与外套管中的氢气混合燃烧，燃烧后合成气温度可以升高到2000C以上。因原料气中含有氧气，此时氢气也会与氧气发生燃烧反应，合成炉内燃烧方程式如下：AH二92.31KJAH二92.31KJ/molH2+Cl2=

7、2HCl2H2+O2=2H2OAH二AH二241.82KJ/mol机理分析：氯气与氢气在无光照射或光线很弱、低温、常压下，其反应速度很慢，只有在加热氯氢混合气体，或在明亮的光线照射下及触煤的影响作用下，才能迅速的化合，甚至产生爆炸性的化合。其反应为链锁反应。反应式如下：H2+C12HC1链的引发：在合成氯化氢的生产过程中，氯与氢在受光线的作用以后，首先，氯分子吸收光量子而被解离成为两个活化的氯原子。Cl2热或光2Cl链传递：活化的氯原于(C1)再与氢分子作用生成一个氯化氢分子和一个活性氢原子(H)，这个活化的氢原子又与一个氯分子作用，生成一个氯化氢分子和一个活性的氯原于。如此继续下去则构成一个

8、链锁性的反应。即：Cl+H2HCl+H-H+Cl2HCl+Cl-H+Cl2HCl+Cl-Cl+H2HC1+H如此下去则光线的一个光量子可使大量分子迅速化合。链的终止：当在链锁反应过程中，如果有外来因素与Cl和H化合，则反应即被破坏而使活性消失，活性消失的具体条件是：在原料气带入的氧气的存在下可燃破坏H的活性而使链锁反应中断，如：TOC o 1-5 h zH+O2HO2C1+o2cio2在反应过程中出于元素的自身结合也可以使链终止。如：H+HH2ci-+ClCl2H+ClHCl在反应过程中由于活性氢原子成活性氯原子与设备内壁碰撞也有时会产生链的终止。但是总起来说，这些反应的可能性都是很小的，因为

9、氯和氢的原于的浓度与分子浓度相比是极其微小的。工艺路线确定氯气和氢气的合成反应在常温下进行得很慢，但在高温下则化合反应相当剧烈，合成反应所释放的热量相当大，氯化氢气体极易融于水，伴有溶解热释放出来。氯化氢在水中的溶解度与温度有关，温度越高，溶解度越小，为此采用了移去热量的生产工艺流程。具体工艺路线原料氢气由电解系统出来后经冷却、洗涤，大大降低了气相温度，经压力变送器、气液分离器、流量控制阀、开关安全阀、阻燃器进入合成炉燃烧器。原料氯气经节流稳压调节后经压力变送器、流量控制阀、开关安全阀、阻燃器进入合成炉燃烧器，原料氯气和氢气经节流控制，以1.0：1.05-1.10的比例在石英套筒式燃烧器中混合

10、燃烧。石英的传热较慢，套筒口积蓄的热量不易散失，能经常保持引发温度以使合成反应持续进行。合成的氯化氢气体中心温度在1000c以上，炉壁温度也可达400一500C。为此在炉壁上方设置循环酸分布器，使循环酸能冷却石墨炉膛壁，在微真空作用下，氯化氢气体进入吸收冷却塔部分，来自尾气吸收塔的稀酸在吸收塔顶部经分布器加入圆块孔式吸收冷却器，在该部分吸收更多的氯化氢气体，在吸收塔底部，增浓的盐酸在重力作用下进入盐酸储罐，尾气则进入尾气吸收塔，经来自顶部的软化水洗涤后排空。湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工

11、业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料工艺流程示意图总流程图主要设备选型氢气柜往往中.其用所盐酸发生止突简体的人罩相在工业化大生产流程中.为力求氢气供给持续、稳定将输氢罗丝鼓风机或水环泵送来的氢气贮存于气柜之作用在于调节和平衡，即在供给氢气量多于正常合成炉使需的量时，可将多余部分暂贮存于气柜中;若发生氯化氢或流量增加时气柜中的氢气会自动供给合成炉。一旦输氢临时故障.气柜内的氢气足以维持其最低流量的供给.防然停炉情况发生。气柜由简体、支架和钟罩三部分组成.详见右图所示。为圆形柱状，周围有压铁固定，侧而有放水或清理内部用孔；支架为围绕筒体的钢架结构，柱架上均安有滑轮与钟连每个柱架顶端均有槽钢或角钢

12、对应连接固定;钟罩恰似圆锥接简体（倒简体）的盖状物，罩顶有人孔，罩内周围吊有压铁块，罩顶四周也设有压块以增重加压。2.3.2阻火器的设备。上放的氨故障,燃烧器挡火焰输氧管阻火器位于氢气和氯气进炉前管道上，是氢气系统特有其构造与气液分离器相同，详见右图。圆筒体底部的分布板不是填料，而是鹅卵石及少量的瓷环。其作用在于：一旦输供氢压力下降.使正常氯氢配比失控，燃烧的火焰很可能从中倒回，若回火至气柜，爆炸不可避免，阻火器能有效地阻回入气柜，同时可以使其熄灭于此，相当有效地保护气柜和路的安全。的设备。上放的氨故障,燃烧器挡火焰输氧管2.3.3氯气缓冲器氯气缓冲器位于氯气离心式压缩机出口，进合成炉阻火阀门

13、之前。它是一个卧式的圆筒体，两端为椭圆形封头，详见右图。其上部有个较大的人孔便于清理，底部设有排净口，旁路设有稳压装置.其作用在于使氯气流缓冲减压,配上稳压自控。有效地控制、调节氯气压力为稳定合成炉生产，调节进炉氯、氢配比起重要平衡作用.合成炉目前，国内外的炉型主要分为两大类：铁制炉和石墨制炉耐腐蚀性能差，使用寿命短，合成反应难以利用，操境较差，目前采用较少。我所在的氯化氢工段前段时间还用铁制炉的，不过现在已经停止使用了，因为铁质炉反应灵敏了，而且都是手动阀来调节的，生产的量也比较小本，现是在用石墨合成炉在生产盐酸的。石墨合成炉一般是立式圆筒型石墨设备，由炉体、冷置、燃烧反应装制、安全防爆装置

14、、吸收装置、视镜等附成。石墨炉分而合一石墨炉和三合一石墨炉。二合一石墨将合成和冷却集为一体，三合一石墨炉是将合成、冷却、集为一体的炉子。石墨合成炉一般是立式圆筒型石墨设备，由炉体、冷置、燃烧反应装制、安全防爆装置、吸收装置、视镜等附成。炉。铁作环在使太不工段却装件组炉是吸收却装件组炉。铁作环在使太不工段却装件组炉是吸收却装件组由酚醛浸渍的不透性石墨制成，设有冷却水夹套，炉顶有一环型的稀酸分配槽，内径与合成段筒体相同。从分配槽溢出的稀酸沿内壁向下流，一方面冷却炉壁，另一方面与氯化氢接触形成浓度稍高的稀盐酸作吸收段的吸收剂。与合成段相连的吸收段由六块相同的圆块孔式石墨元件组成，其轴孔为吸收通道，径

15、向孔为冷却水通道。为强化吸收效果，增加流体的扰动每个块体的轴向孔首末端加工成喇叭口状，并在块体上表面加工有径向和环形沟槽，经过上一段吸收的物料在此重新分配进入下一块体，直至最下面的块体。未经吸收的氯化氢，经下封头汽液分离后去尾气塔，成品盐酸经液封送入储槽。根据HCl的产量计算得到31%盐酸504.5662t/d,选用SHL-90型三合一合成炉6台项目HH1H2H3Dg重量(kg)产量(35%)盐酸t/d)SHL-908475780408406116054007090尾气吸收塔湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料尾气吸收塔的作用在于将膜式吸收塔

16、未吸收的氯化氢气体再次吸收，使气相成为合格尾气。吸收液是一次水或脱吸后的稀酸。常见的尾气吸收塔为绝热填料塔或膜式吸收塔、大筛孔的穿流塔。考虑到尾气中含氯化氢量不多,采用绝热吸收是可以将这部分氯化氢气体吸收掉的。尾气填料塔结构详见右图所示。从结构看，尾气吸收塔也可分为三个部分。上部为吸收液分播段，采用同一水平面高的玻璃管插入橡皮塞子中，直通吸收段填料层上部；底部是带有挡液器的圆柱体；中部为圆柱形简体的吸收段，内填充有瓷环。陶瓷尾气鼓风机尾气鼓风机的作用在于将来自尾气吸收塔的合格尾气进行抽吸排空。水资源丰富的地区可采用水喷射泵来代沏於上匚替甩气鼓风为可靠的鼓风量；另外所示。其外钢。前端有上，用底脚

17、抽吸排空。水资源丰富的地区可采用水喷射泵来代沏於上匚替甩气鼓风为可靠的鼓风量；另外所示。其外钢。前端有上，用底脚机。陶瓷制的尾气鼓风机耐腐蚀、运行稳定，是较风抽吸设备。在其进口配有调节蝶阀或闸板以调节还可以在进出口管间装上回流管。其结构详见右图壳为钢制，内衬陶瓷，叶轮同过去的陶瓷改为玻璃塑料压盖，并有八颗压盖螺丝固定；机身置于支座螺栓固定住；叶轮用止动螺栓固定在悬臂梁上。第三章工艺计算3.1合成系统3.1.1物料衡算进合成炉的各物料的量原料氢气的量：93.75/0.9745=96.203kmol/h含氮气：96.203x0.06%=0.0577kmol/h含水分：96.203x2.48%=2.

18、3859kmol/h含氧气：96.203x0.01%=0.0096kmol/h原料氯气的量：89.286/0.9716=91.896kmol/h含氢气：91.896x0.34%=0.3125kmol/h含氮气：91.896x1.12%=1.0293kmol/h含氧气：91.896x0.99%=0.9098kmol/h含水分：91.896x0.18%=0.1654kmol/h含二氧化碳：91.896x0.21=0.1930kmol/h各物料总进料：氢气：LH2(mol)=93.75+0.3125=94.0625kmol/hLH2(m)=94.0625x2=188.1250kg/h氮气：N2(mo

19、l)=0.0577+1.0293=1.0870kmol/hLN2(m)=1.0870 x28=30.4360kg/h氧气：LO2(mol)=0.0096+0.9098=0.9194kmol/hLO2(m)=0.9194x32=29.4208kg/hCO2：LCO2(mol)=0.1930kmol/hLCO2(m)=0.1930 x44=8.4920kg/h水：H2O(mol)=2.3859+0.1654=2.5513kmol/hLO2(m)=2.5513x18=45.9234kg/h氯气：Cl2(mol)=91.896kmol/hLO2(m)=89.2861x71=6339.3131kg/h总

20、进料：总进料(mol)=94.0625+1.0870+0.9194+0.1930+2.5514+89.2861=188.0993kmol/h总进料(m)=188.1250+30.4360+29.4208+8.4920+45.9252+6339.3131=6641.7121kg/h出合成炉的各物料的量合成炉内的两个反应：生成的氯化氢的量为H合成炉内的两个反应：生成的氯化氢的量为H2+Cl22H2+O22HC1*2H2H2+C122HC189.286189.28612*89.2861摩尔量：2x89.2861=178.5922kmo1/h质量：178.5722x36.5=6517.8853kg/h

21、氧气燃烧所消耗的氢气及生成的水的量为2H2+O2H2+O2H2O2*0.91940.91942*0.9194生成水的量为：2x0.9194=1.8388kmol/h水的总摩尔量：1.8388+2.5513=4.3901kmol/h水的总质量：4.3901x18=79.0218kg/h剩余的氢气的量为：总氢气量-生成氯化氢用的-氧气燃烧所用的量=94.0625-89.2861-0.9194=3.8570kmol/h二氧化碳、氮气没有参与反应量不变，所以总出料总出料(mol)=178.5922+4.3902+3.8570+0.1930+1.0870=188.0993kmol/h总出料(m)=651

22、8.6153+79.0236+3.8570 x2+8.4920+30.4360=6641.7121kg/h因总进料量(m)=总出料量(m)，所以物料守衡H2HOH2HO2N2CO2总量0.64280.73170.18120.032231.35001.285713.17035.07271.41531106.9520则每合成炉台：合成气进料kmol/hkg/hHCl29.76201086.3142热量衡算3.1.3.1合成炉内两个反应反的相关计算合成炉内两个反应反应热的计算式H2+Cl2H2+Cl22HC12H2+O22H2OAH二92.31KJ/molAH二241.82KJ/mol合成反应放出的

23、热量计算式为：Qr=GHClXAH0m1(298.15K)+(J“3)X3湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料Q二GxAHo(298.15K)+(iTKACdT)x10-3rH2Om2298.15KPm2Q总=Q+Q总、rr式中：Qr合成氯化氢的反应热、KJ/hGHCl反应生成氯化氢气体气摩尔流量、kmol/hT合成炉灯头温度、K/H0m1(298.15K)氯化氢合成反应的标准摩尔反应热焓、KJ/hACpml氯化氢合成反应的反应产物与原料的摩尔比热容系数差值、J/mol.KQr氧气燃烧的反应热、KJ/hG水反应生成的水蒸汽的摩尔流量、kmol

24、/h/H0m2(298.15K)水蒸汽合成反应的标准摩尔反应热焓、KJ/molACpm2水蒸汽合成反应的反应产物与原料的摩尔比热容系数差值、J/mol.K合成炉内两个反应的摩尔反应热恒压比热容的计算式为：CP=a+bT+cT-2，式中：a、b、c为常数，由文献3查得各物质的a、b、c见表。各物质恒压比热容常数表物质名称abc适用温度氢气27.283.26x10-30.502x105298-2500氯气36.900.25x10-3-2.82x105298-3000氯化氢26.034.06x10-31.09x105298-2500水30.0010.71x10-30.33x105298-2500氧气

25、29.964.18x10-3-1.67x105298-3000因为ACp为生成物CP与反应物CP之差，所以两个反应的ACp计算如下:生成氯化氢反应：AC二2C-C-CPm1P(HCl)P(H2)P(Cl2)C=27.28+3.26x10-3+0.502x105T-2P(H2)C=36.90+0.25x10-3+(-2.82)x105T-2P(Cl2)C=26.03+4.06x10-3+1.09x105T-2P(HCl)AC二(2x26.03-27.28-36.9)+(2x4.06-3.26-0.25)x10-3TPm1+(2x1.09-0.502+2.82)x105T-2二-6.06+2.30

26、5x10-3T+2.265x105T-2所以摩尔反应热：iTK(ACdT)x10-3298.15KPm1=JTK(-6.06+2.305x10-3T+2.2645x105T-2)dTx10-3298.15K=1.153x10-6T2-0.0067T+1.909-2.265x102/(T-298.15)x10-3生成水的反应：AC二2C-C-CPm2P(H2O)P(H2)P(Cl2)C=30.00-10.71x10-3T-0.33x105T-2P(H2O)湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大

27、学专科毕业设计（论文）过程管理资料GG0.7317y=h2o=0.0233H2。G31.3500合C=29.96+4.18x10-3T-1.67x105T-2P(O2)ACPm2=(2x3029.96-27.28)+(2x10.71-4.18-3.26)x10-3TACPm2+(2x0.33-1.67-0.502)x105T-2=-12.26+5.63x10-3T+0.663x105T-2所以摩尔反应热：(JTKACdT)x10-3298.15KPm2T(-12.26+5.63x10-3T+0.663x105T-2)dTx10-3298.15K=2.815x10-3T2-13.938T+390

28、5.55-0.663x105/(T-298.15)x10-3计算灯头温度及反应放出的热量合成炉内放出总的热量为两反应放出的热量之和：Q=Q+Q(1)总rr=245.244x103x92.31+1.153x10-6T2-0.0067T+1.909-2.265x102(T-298.15)+245.244x103x-241.82+2.8115x10-6T2-0.0014T+3.906-0.66x102/(T-298.15)=-22.768x10-6+0.29T2-1678.477T-55.152x105/(T-298.15)此时得到一个热量与合成炉灯头温度的关系试，而灯头温度有下面的关系式(2)t=

29、t+总一(2)1GxC合P合式中：G合成气的摩尔流量、kmol/h合Cp合成气的恒压摩尔比热容、J/mol.Kp合t合成气入口温度（T-298.15）、C片灯头温度、C混合气体的CP可用下面的式子算得由文献查得各物质定性温度下的C混合气体的CP可用下面的式子算得物质氯化氢氢气氮气二氧化碳水Cp(KJ.kmol/C)物质氯化氢氢气氮气二氧化碳水Cp(KJ.kmol/C)29.1233.9329.12137.12933.577+yC+yCCO2CO2N2N2PHClHClH2H2H2OH2O定性温度下各物质的各物质在合成气中的含量：G29.7620y=hcp=0.9493HCIG31.3500合G

30、4.0365=r=0.0205G31.3500合0.0322=0.0322=0.001031.3500y=CO2CO2G合G0.1812yN2=-r=yN2G31.3500合C=0.9493x29.12+0.0205x33.93+0.0233x33.577p合+0.0010 x37.129+0.0058x29.12=29.3276KJ./kmol.C将G，CP，t代入(2)式并联立(1)、(2)可得：合P31.3500 x29.3276x(T-298.15)=-2.8646x106+0.0364T2-200.4298T-6.7894x105/(T-298.15)解之得T=2441.77C，则合

31、成炉灯头温度为2426.75Co所以反应放出的总的热量为：Q=(t-t)GC=(2441.77+298.15)x31.3500 x29.3276总1合P合=2.5191x106KJ/h计算冷却水的用量设定合成气出口温度为350C,T=273.15+350=623.15K,则合成气带走的热量如下计算:出氮气：C、Q=i623.15k07.86+4.27x10-3T力Tx10-3N2295.15K=27.86x(623.15298.15)+2x4.27x10-3(623.15298.15x10-3=9.28KJ/molQd=nxQ=0.1812x103x9.28=1.6815x103KJ/hN2Q

32、N2=i62N32.15K44.14+9.06x10-3T+(-8.54x105T-2)dTx10-3二氧化碳：CO2295.15KQd水蒸汽：=(325x44.14+1x9.06x10-3x3252+8.53x105x325-1)xQd水蒸汽：=n17.4x8Q86KJ=/m0.o0l322x103x17.4886=0.5631x103KJ/hCOQ2=C1=O72.i462838.1C56OKK2(3J/0m.0o0l+10.71x10-3T+0.33x105T-2)dTx10-3H2O295.15K=(325x30+-x10.71x10-3x32520.33x105x325-1)x10-

33、3QdH2O=nH=O1x0.Q2H14OK=J/0m.27o3l17x103x10.214=7.4726x103KJ/h氯化氢：湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计(论文)过程管理资料GG，=260.6x103=15585.3kg/h水4x4.18623.15KQ=I(26.03+4.60 x10-3T+1.09x105T-2)dTx10-3HCl295.15K=(325x26.03+2x4.60 x10-3x32521.09x105x325-1)x10-3=8.3796K

34、J/molQd二nxQ二29.7620 x103x8.3796二249.3937x103KJ/hHClHClHCl氢气Q=1623.15k(27.28+3.26x10-3T+0.502x105T-2)dTx10-3氢气:H2295.15K=(325x27.28+-x3.26x10-3x32520.502x105x325-1)x10-3叫割8x4Kj/m0i6428x103x8884=5.7106KJ/h22所以合成炉混合气体带走的d热H量为各各物质带走的热量之之和:：2222二(1.6815+0.5631+7.4936+249.3937+5.7106丿x103合成炉移出的热量为=Q-.2648

35、=10.5K9/h0.2648)x106=2.2543x106KJ/h冷却水用量计算冷却水用量计算公式：G=q水AtxCp水式中：G冷却水的质量流量、kg/h水q合成炉移出的热量、KJ/hA冷却水进出口的温差、。CCP冷却水比热容、KJ/kg.CP水考虑到冷却水的性质，取冷却水温差为10C，查得水的比热容为4.18KJ/kg.C2.2543x2.2543x106G=水10 x4.18=53930.6220kg/h3.2冷却系统已知：合成气流量冷却段合成气体入口温度t=350C，出口温度t=170C12稀盐酸氯化氢含量较少作纯水计算，冷却水入口温度27C，温差4C,冷却水的比热容为4.18J/m

36、ol.K计算合成气带走的总热量氮气：QN443-15(27.86+4.27x10-3T)dTx10-3N2298.15KJ/mol=(145x27.86+4.27x1452x10-3x0.5)x10-3KJ/mo1=2.67KJ/mol氮气带走的热量为：Qd=2.67x0.1812x103=0.4838OsKJ/hN2二氧化碳：Q=i443.15K(44.14+9.06x10-3T-8.54x105xT-2)dTx10-3CO2198.15K=(145x44.14+-x9.06x10-31452+8.54x105x145-1)x10-3=13.22KJ/mol二氧化碳带走的热量为：Qd=13.

37、22x0.0322x103=0.4257x103KJ/hCO2水：Q=J4435K(30+10.71x10-3T+0.33x105T-2)dTx10-3H2O298.15K=(145x30+1x10.71x10-3x14520.33x105x145-1)x10-32=2.55KJ/mol水蒸汽带走的热量为：Qd=2.55x0.7317x103=1.8658x103KJ/hH2O氯化氢：Q=J443-15K(26.03+4.60 x10-3T+1.09x105T-2)dTx10-3HCl298.15K=(145x26.03+-x4.60 x10-3x14521.09x105)x10-3=1.34

38、KJ/mol氯化氢带走的热量为：Qd=1.34x29.7620 x103=39.8811x103KJ/hHCl氢气：Q=J443-15K(27.28+3.26x10-3T+0.502x105T-2)dTx10-3H2298.15K=(145x27.28+-x3.26x10-3x14520.502x105x145-1)x10-3=3.642KJ/mol氢气带走的热量为：Qd=3.643x0.6428x103=2.3417x103KJ/h合成气出冷却系统带走的总热量为：Qd=(0.4838+0.4257+1.8658+39.8811+2.3417)x103总=42.4143x103KJ/h计算冷却

39、水流量所以冷却水要移走的热量：q=N冷却系统口的热量-出冷却系统口的热量=264800-42414.3=260.6X103KJ/h将已知数据q将已知数据q、At、C代入计算公式有计算冷却水流量：p水湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料湖南工业大学专科毕业设计（论文）过程管理资料而而Ya=Ybx(1-0.95)=18.7239x0.05=0.9362吸收及尾气处理系统3.3.1计算吸收剂用量这里以吸收塔与尾气塔为隔离体系进行物料衡算：TOC o 1-5 h zHCL的量：36.5xGiX0.9493+LiX2%=L2x0.31惰性气体：gb=g1-ghc1-g水L2=L1+G1x0.9493x36.5式中：L1吸收剂（2%盐酸）的用量L2吸收塔塔底流出液（31%盐酸）的量GB惰性气体的量VG1=31.350O，连立上面、可得:L1=2417.9225kg/hL2=3434.1508kg/hGB=31.3500-29.762