液氯生产课件

主讲人:翟鲁波2017年11月19日离子膜烧碱生产技术

--液氯生产主要内容1氯气液化的原理1氯气液化的方法2冷冻机组的组成3液氯生产安全技术4学习目标。能认知氯气和液氯产品能识别液氯冷冻机组组成名称能读懂液氯制冷系统的工艺流程图熟练掌握冷冻机组的制冷工作原理氯气液化目的一、提纯在氯气液化的过程中，绝大多数氯气得到冷凝，不凝性的气体作为尾气排出，这样便得到了纯度较高的液态氯。二、便于贮存和运输氯气液化以后，体积大大缩小。氯气的密度3.2kg/m3，而液氯的密度可达13-16kg/m3，在0℃、0.1MPa时1吨气态氯的体积为311.14m3，而液态氯仅为0.68m3，相差457倍。因此，氯气液化后便于贮存和长距离输送。

氯气液化目的

三、平衡生产由于氯碱化工企业的生产是连续性的，当某一氯气使用单元无法正常消耗氯气时，电解槽的负荷就必须降低，而生产液氯就有了缓冲的余地，可以将用户减少的氯气用量平衡掉，使电解槽不必降低负荷，从而使整个氯气供给、使用的生产网络实现相对稳定。

氯气液化方法

常温下为黄绿色气体，有强烈的刺激性和窒息性，分子量70.91，比重3.214kg/m3(0℃,0.1MPa),凝固点：-102℃（0.1MPa）,沸点：-34.6℃（0.1MPa）,常温时压缩至0.8~1.2MPa或常压下冷却到-35℃~-40℃即成黄绿色的液体。干燥的氯气在低温下不活波，但遇水时首先生成次氯酸和盐酸，能强烈腐蚀金属。氯气与氢气、乙炔、氨气、轻金属粉末等反应可着火、爆炸。吸入人体对呼吸道危害较大，严重时会出现呼吸困难，心律减缓，甚至死亡。氯气的性质

氯气液化的原理

气体受到的压力增加到一定程度后，可以凝聚成液体，而气体的温度降低到一定程度后，也可以凝聚成液体。所以在一定的压力下，气体的液化温度也是一定的。纯氯气的压力与液化温度之间成线性关系。压力上升，液化温度随之上升；压力下降，液化温度随之下降。氯气液化的原理

氯气饱和蒸汽压力与温度的关系氯气液化的原理工业生产的氯气都含有少量的O2、H2、N2、CO2、水蒸汽等等。对于不纯氯气，氯的分压与其冷凝温度成单值函数关系：其中为混合气中氯分压(KPa)；为混合气的总压(KPa)；为混合气中氯的体积百分数(％)。由上式可见，氯气在液化过程中，即使总压不变化，但如果氯气的分压变化很大，其液化温度也有很大的变化。氯气液化的原理

液化效率液化效率也可称之为液化率，其定义为：液化效率=已液化的氯气量／进入液化系统总氯量×100%使用上式计算液化效率比较麻烦，由于分析进入液氯系统和出液氯系统的氯气成分比较容易，通过物料衡算可推导出下式，从而方便地计算出液化效率：式中：C1—进入液氯系统氯气的体积浓度（以小数表示）；

C2—出液氯系统氯气体积浓度(以小数表示)。氯气液化方法低温低压法氯压力在0.15MPa(表压)，液化温度-30℃左右。中温中压法氯压力在0.2～0.4MPa(表压)，液化温度0～10℃。高温高压法氯压力在l.4～1.6MPa(表压)，液化温度30～50℃。氯气液化的原理

以上三种生产方法中高压法流程最短，操作简单，能耗最低。下表为不同压力下生产液氯耗电的比较。氯气液化的原理

国内早期液氯生产多采用氨-氯化钙低温低压法，由于该法以

氯化钙盐水做冷媒，二次传热，致使能耗高、设备体积庞大、腐蚀严重，逐渐被氟利昂直冷法替代。

我国目前采用的液氯生产工艺大部分为低压法。近几年来，国内由于氯气透平压缩机的推广使用，一些企业制造液氯的方法逐渐由低压向中压方向发展，生产综合能耗也随之明显下降。

氯气液化的工艺流程原料氯气氯气缓冲罐原氯分配台氯气液化器气液分离器透平机尾氯分配台液氯储槽氯乙酸二期

盐酸次钠包装出售氯气冷却器氯乙酸一期氟储槽节流阀经济器蒸发器压缩机氟冷却器

氯气液化工作条件

冷冻（制冷）是指用人为的方法将物料温度降低到低于周围介质温度的单元操作，在工业生产中得到广泛应用。例如，在化学工业中空气的分离、低温化学反应、均相混合物分离等生产过程；石油化工中，石油裂解气中分离出的液态乙烯、丙烯则要求在低温下储存、运输；食品工业中冷饮品的制造和食品的冷藏；医药工业中一些抗生素、疫苗血清等须在低温下储存；在化工、食品、制纸、纺织和冶金等工业生产中回收余热等领域得到了广泛应用。制冷的分类制冷过程分类蒸气压缩式制冷吸收式制冷制冷程度分类普通制冷（-100）深度制冷℃制冷的分类制冷的基本原理制冷操作是从低温物料中取出热量，并将此热量传给高温物体的过程。根据热力学第二定律，这种传热过程不可能自动进行。只能从外界补充所消耗的能量，即外界必须做功，才能将热量从低温传到高温。制冷的基本原理固体（冰）气体（水蒸气）液体（水）融化吸热凝固放热气化吸热液化放热升华吸热凝华放热制冷的基本原理液体气化为蒸气时，要从外界吸收热量，从而使外界温度有所降低，而任何一种物质的沸点（或冷凝点），都是随压力的变化而变化，如氨的沸点随压力变化的情况见下表压力/KPa101.325429.3321220沸点/℃-33.4030汽化热/（KJ/Kg）1368.61262.4114.51

制冷的基本原理氨的压力越低，沸点越低；压力越高，沸点越高。利用氨的这一特性，使液氨在低压（101.325KPa）下气化，从被冷物质中吸取热量降低其温度，从而达到使被冷物质制冷的目的。同时将汽化后的气态氨压缩提高压力（如压缩至1220KPa），这时气态氨的冷凝温度30℃高于一般冷却水的温度，因此可用常温水使气态氨冷凝为液氨。制冷的基本原理制冷是利用制冷剂的沸点随压力变化的特性，使制冷剂在低压下气化吸收被冷物质的热量降低其温度达到被冷物质制冷的目的，气化后的制冷剂又在高压下冷凝成液态。如此循环操作，借助制冷剂在状态变化时的吸热和放热过程，达到制冷的目的。制冷的基本原理制冷系数制冷剂单位时间内从被冷物料所取出的热量与所消耗的外功之比，以ε表示。

从被冷物料中取出的热量，KJ/S;N制冷循环中所消耗的机械工，KJ/S;

传给周围介质的热量，KJ/S;制冷的基本原理制冷剂在单位时间内从被冷物料中取出的热量，表示一套制冷循环装置的制冷效应，用符号Q1表示，单位是W或kW。单位质量制冷剂的制冷能力每千克制冷剂经过蒸发器时从被冷物料中取出的热量，用符号表示，单位J/Kg制冷能力制冷的基本原理

单位质量质量制冷剂的制冷能力，J/Kg

从被冷物料中取出的热量，KJ/S

制冷剂的质量流量或循环量，Kg/S

制冷剂离开蒸发器的质量焓，J/Kg

制冷剂进入蒸发器的质量焓，J/Kg制冷的基本原理单位体积制冷剂的制冷能力每立方米进入压缩机的制冷剂蒸汽从被冷物料中取出的热量用符号表示，单位为J/

进入压缩机的制冷剂的体积流量，/s

进入压缩机的制冷蒸汽的密度，Kg/制冷的基本原理降低制冷剂的冷凝温度是提高制冷能力最有效的方法，而降低冷凝温度的关键在于降低冷却水的温度和加大冷却水的流量，保持冷凝器传热面的清洁。提高制冷能力的方法

制冷剂与载冷体制冷剂是制冷循环中将热量从低温传向高温的工作介质，制冷剂的种类和性质对冷冻机组大小、结构、材料及操作压力等有重要影响。因此应当根据具体的操作的操作条件慎重选用适宜的制冷剂。

制冷剂应具备的条件1.在常压下的沸点要低2.化学性质稳定3.在蒸发温度时的汽化潜热应尽可能大4.在冷凝温度时的饱和蒸气压不宜过高6.临界温度要高，能在常温下液化5.在蒸发温度时蒸汽压力不低于大气压

制冷剂应具备的条件7.制冷剂的黏度度和密度要小8.热导率要大9.无毒、无臭、不危害人体健康，不破坏生态环境10.价格低廉，易于获得常用的制冷剂氨（应用最广泛的一种制冷剂）优点：1.单位体积制冷能力大2.蒸发压力高于大气压3.操作压力低4.与润滑油不互溶5.对钢铁无腐蚀6.价格便宜，容易得到7.泄漏时易于察觉常用的制冷剂缺点：1.有毒性2.有强烈的刺激性、3.可燃性，与空气混合时有爆炸的危险4.当氨中含水时降低润滑性能，并对铜或铜合金有腐蚀作用氨爆炸常用的制冷剂二氧化碳优点：1.单位体积制冷能力最大2.在同样制冷能力下，压缩机的尺寸最小，从而在船舶冷冻装置中广泛应用3.密度大、无毒、无腐蚀、使用安全常用的制冷剂缺点：冷凝时操作压力过高，一般为6000~8000KPa,蒸气压力不能低于530KPa，否者二氧化碳将固态化。常用的制冷剂氟利昂它是甲烷、乙烷、丙烷与氟、氯、溴等卤族元素的衍生物，优点：无毒、无味、不着火，与空气混合不爆炸，对金属无腐蚀。广泛应用于空调冰箱等家电中。缺点：对臭氧层有破坏作用

常用的制冷剂碳氢化合物（乙烯、乙烷、丙烷、丙烯等）优点：1.凝固点低2.无毒、无臭3.对金属不腐蚀4.价格便宜，容易获得缺点：可燃，与空气混合有爆炸的危险载冷体载冷体是用来将制冷装置的蒸发器中所产生的冷量传递给被冷却物体的媒介物质或中间介质。载冷体应具备的条件：1.冰点要低2.比热容要大3.密度小，黏度小4.化学稳定性好5.热导率要大6.来源充足，价格便宜

常用的载冷体水优点：1.比热容大2.腐蚀性小3.不燃烧、不爆炸化学性质稳定缺点：凝固点为0℃，因而只能用作蒸发温度0℃以上的制冷循环，固在空调系统中被广泛使用。

常用的载冷体盐水溶液（冷冻盐水）

盐水溶液是将氯化钠、氯化钙或氯化镁溶于水中形成的溶液。用作中低温制冷系统的载冷体。盐水的一个重要性质是冻结温度取决于其浓度。在一定的浓度下有一定的冻结温度。

常用的载冷体有机溶液

有机溶液一般无腐蚀性，无毒，化学性质比较稳定。如乙二醇、丙三醇溶液，甲醇、乙醇、三氯乙烯、二氯甲烷等均可作为载冷体。有机载冷体的凝固点都低，适用于低温装置。

压缩蒸汽制冷设备压缩机冷凝器膨胀阀蒸发器油分离器气液分离器

压缩蒸汽制冷设备压缩机（冷冻机）往复式压缩机往复式制冷压缩工作是靠气缸、气阀和在气缸中作往复运动的活塞构成可变的工作容积来完成工质蒸汽的吸入、压缩和排除。离心式压缩机利用叶轮高速旋转时产生的离心力来压缩和输送气体的。

压缩蒸汽制冷设备冷凝器（换热设备）冷凝器的作用是将压缩机排出的高温制冷剂蒸汽冷凝成为冷凝压力下的饱和液体。在冷凝器里制冷剂蒸汽把热量传给周围介质—水或空气。冷凝器的分类按冷却介质分水冷冷却器气冷冷却器按结构形式分壳管式套管式蛇管式

压缩蒸汽制冷设备节流阀（膨胀阀）节流阀的作用是使来自冷凝器的液态制冷剂产生节流效应，以达到减压降温的目的。由于液体在蒸发器内的温度随压力的减小而降低，减压后的制冷剂便可在较低的温度下气化。

压缩蒸汽制冷设备节流阀

螺杆制冷压缩机

螺杆制冷压缩机油分离器

压缩机的润滑油系统作用：1.喷入压缩机转子工作容积中起润滑、冷却、密封、降噪、减震的作用。2.提供轴承及轴封的润滑3.提供能量及内容积比调节结构所需的压力油。4.向平衡活塞供油。供油方式：1.预润滑（辅助油泵）2.压差供油

压缩机的润滑油系统压缩机的油冷却方式

压缩机的润滑油系统热虹吸油冷却器

常用的制冷剂喷液冷却

液氯生产安全技术氯气为强氧化剂，可制作很多氯产品广泛用于自来水的净化、消毒

制造漂水、纺织、造纸工业的漂白

制造聚氯乙烯塑料、氯丁橡胶、盐酸、四氯化碳、光气、医药、农药

提取金属钛、单晶硅的中间体

1.氯气的主要用途1.氯气的危规编号：32002，为乙类危化品。UN编号：1017。在《剧毒化学品名录》（2003版）序号：84，它是剧毒品。2常温下为黄绿色，有强烈刺激性臭味的气体。液态氯为金黄色。3在空气中不会燃烧。1.一般可燃物大都能在氯气中燃烧，就象在氧气中燃烧一样。2.一般易燃性气体或蒸气也能与氯气形成爆炸性混合物。3.能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。4.几乎能与金属和非金属起腐蚀作用。5.液氯含三氯化氮超过5%时，即有爆炸危险。6.对眼睛和呼吸系统的黏膜有极强的刺激性。7.氯气浓度在3.5ppm时，可闻到其臭味；1000ppm时，立即死亡。8.对皮肤也有强刺激性，有时在面部等处可见氯痤疮。9.作业场所空气中氯气含量最高允许浓度为1mg/m3。2.氯气的理化性质液氯钢瓶必须专库储存

3.液氯的使用和贮存条件液氯属于火灾危险性乙类2项

厂房和仓库的耐火等级为一、二级

防火间距必须符合《建规》的规定

1.仓库必须通风良好，远离火种、热源，库温不超过30℃，相对湿度不宜超过80%。2.禁止露天存放，不准使用易燃、可燃材料搭设的棚架存放。3.设有防盗、报警、通讯、视频监控等装置。4.安装有毒气体泄漏报警装置。5.设置事故氯处理设施。6.充装量为1000kg、500kg和100kg的气瓶装卸时，应采取起重机械。7.液氯钢瓶堆方不准超过两层。8.空瓶与实瓶必须分开放置，禁止混放。9.设置消防栓、消防器材、氯气捕消器。10.配备检修器材等。11.配备防护器材。12.配备解氯药品。13.设有淋浴和洗眼装置。14.严格执行“五双”的管理制度。15风向标应安装在全厂可观察到的地方。

Text4.液氯钢瓶液氯钢瓶一般其外形为一圆筒形，两端有封头，以装钢瓶阀，并用焊在瓶上的防护圈围住。钢瓶阀还专门有安全帽保护。瓶体外有两条橡胶防震圈。在钢瓶表面应涂有国家标准规定的绿色漆及白色字样、色环。我国用于液氯的钢瓶设计压力约为2MPa（绝对压力），使用液氯其温度不应超过60℃，否则易引起钢瓶爆炸。钢瓶使用年限为12年，每二年检验一次。5.液氯的使用安全技术要求一般要求

使用条件要求

使用要求

设施设备要求

1.强调要有瓶帽及防震圈。2.遵守国家相关行政许可制度。3.使用液氯的设备设计制造应符合有关规定。4.制定氯气泄漏事故应急预案。5.设置明显的安全标志。1.使用场所保持干燥、通风，设置泄漏检测报警装置。库房不存放易燃物质和与氯气易发生化学反应的物品。2.作业场所空气中氯气含量最高允许浓度为1mg/m3。1.执行气瓶安全的有关规定。2.放置要求。3.瓶内留有余压。4.建立使用记录。5.压力要求。6.温水加热。7.使用专用扳手。8.防止物料倒灌。9.操作结束后立即关闭瓶阀。10.不乱排余氯。11.安全处置“死瓶”

。通用要求和液氯气瓶要求1.装卸设施2.称重衡器3.控制阀和针型调节阀4.气化器5.缓冲器6.调节阀或限压阀7.压力表8.流量表9.单向阀（逆止阀）10.温度计11.试压及气密试验操作人员要求1.专业资格要求：氯属于Ⅱ级（高度危害）物质，液氯用户作业人员取得特种作业合格证后，方可上岗操作。2.其他条件：年龄满18周岁；身体健康；符合氯气工种作业特点所需要的其他条件。3.瓶阀密封填料函泄漏时，应查压紧螺帽是否松动或拧紧压紧螺帽；瓶阀出口泄漏时，应查瓶阀是否关紧或关紧瓶阀，或用铜六角螺帽封闭瓶阀口。

2.液氯气瓶泄漏时，不应向瓶体喷水，抢修人员在戴好防护用品前提下，应立即转动气瓶，使泄漏部位朝上，位于氯的气相空间。

6.处理无效时，应迅速将泄漏气瓶浸没于备有足够体积的烧碱或石灰水溶液吸收池进行无害化处理，并控制吸收液温度不高于45℃、pH不小于7，防止吸收液失效分解。或者运进密封室，将氯气与10%碱液在吸收塔内反应生成次氯酸钠。5.瓶体焊缝泄漏时，临时采用内衬橡胶垫片的铁箍箍紧。4.瓶体泄漏点为孔洞时，可使用堵漏器材处理，并注意对堵漏器材紧固，防止脱落。

1.人员迅速撤离污染区至上风处，小泄漏时隔离150m，大泄漏时隔离450m。液氯泄漏6.液氯使用过程中的泄漏应急处理液氯泄漏皮肤接触眼睛接触

吸入7.急救措施临床症状皮肤接触液氯或高浓度氯，在暴露部位可有灼伤或急性皮炎。

慢性影响：长期低浓度接触，可引起慢性支气管炎、支气管哮喘等；可引起职业性痤疮及牙齿酸蚀症。对眼、呼吸道粘膜有刺激作用。

急性中毒：轻度者有流泪、咳嗽、咳少量痰、胸闷，出现气管炎的表现；中度中毒发生支气管肺炎或间质性肺水肿，病人除有上述症状的加重外，出现呼吸困难、轻度紫绀等；重者发生肺水肿、昏迷和休克，可出现气胸、纵隔气肿等并发症。吸入极高浓度的氯气，可引起迷走神经反射性心跳骤停或喉头痉挛而发生“电击样”死亡。职业危害浓度（ppm）效应0.2～3.5闻到气味可产生一定的耐受性1～3轻微的黏膜刺激，可忍受1h5.～15中度上呼吸道刺激30立即产