年产10万吨氯碱车间氯化氢合成工段的初步设计-毕业论文设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)摘要本设计是以氯化氢为产品，年产10万吨氯碱车间氯化氢合成工段的初步设计。说明书首先阐述了合成氯化氢的意义与作用，国内外氯化氢合成的研究现状以及发展前景。其次介绍了本设计的设计依据，厂址选择，原材料及产品规格。确定工艺路线，工艺流程的简述，以及整个生产过程的物料和热量衡算。对氯化氢合成炉、吸收器以及解析塔等主要设备进行了计算以及相应的选型，并综合各方面因素对车间布置，自动控制，安全和环境保护工程以及公用工程进行了合理的设计。完成了20000字的设计说明书，同时对生产流程图，车间平立面布置图以及主体设备图进行了绘制。关键词：氯化氢；氯碱；合成；工艺路线AbstractHydrogenchlorideistheproductofthethedesign,thepreliminarydesignofanannualoutputof100,000tonsofchlor-alkaliworkshopchlorideSection.Manualfirstexpoundedthesignificanceandroleofthesynthesisofchloride,chloridesynthesisofcurrentresearchanddevelopmentprospectsatbasisofthedesign,siteselection,rawmaterialandproductspecifications.Determinetheprocessroute,abriefdescriptionoftheprocess,aswellasmaterialandprocess.Hydrogenchloridesynthesisfurnace,themainequipmentoftheabsorber,aswellasanalyticaltowerwerecalculatedandthecorrespondingselection,andintegrationofvariousfactorsontheplantlayout,automaticcontrol,safetyandenvironmentalprotectionengineeringandpublicworksforareasonabledesign.Completeda20,000-worddesignspecification,flowchartofproductionworkshopandfacadelayoutandthemainequipmentFiguredrawing.

Keywords:Hydrogenchloride;Chlor-alkali;Synthesis;Processroute目录摘要 IABSTRACT II第1章总论 11.1概述 11.1.1生产的意义与作用 11.1.2国内外的现状及发展前景 11.1.3产品的性质与特点 21.1.4产品的生产方法概述 31.2设计依据 41.3厂址选择 41.4设计规模与生产制度 41.4.1设计规模 41.4.2生产制度 51.5原料与产品规格 51.5.1主要原料规格及技术指标 51.5.2产品规格 61.6经济核算 6第2章工艺设计和计算 72.1工艺原理 72.2工艺路线的选择 82.3工艺流程简述 92.3.1工艺流程示意图 92.3.2工艺流程简述 92.4物料衡算 102.4.1生产能力及原料氯气与氢气量的计算 102.4.2合成炉的物料衡算 102.4.3降膜吸收器的物料衡算 132.4.4解吸塔的物料衡算 142.4.5尾气吸收塔的物料衡算 152.5热量衡算 162.5.1合成炉的热量衡算 162.5.2石墨冷却器的热量衡算 222.5.3降膜吸收器的热量衡算 242.5.4解吸塔的热量衡算 262.5.5尾气吸收塔的热量衡算 272.5.6石墨换热器的热量衡算 292.5.7盐水石墨冷却器的热量衡算 302.6Aspen模拟 312.6.1全流程的Aspen模拟图 312.6.2氯化氢合成炉的Aspen模拟图 312.6.3降膜吸收器的Aspen模拟图 32第3章设备选型 353.1关键设备的计算 353.1.1合成炉炉体直径的计算 353.1.2合成炉换热面积的计算 353.1.3合成炉炉高的计算 393.1.4合成炉灯头尺寸的计算 393.1.5爆破膜尺寸的计算 423.1.6厚度的计算 433.1.7封头的选择及计算 443.2其他设备的计算及选型 453.2.1石墨冷却器的计算及选型 453.2.2降膜吸收器的计算及选型 463.2.3尾气吸收塔的计算及选型 473.2.4解吸塔的计算及选型 483.2.5石墨换热器的计算及选型 493.2.6盐水石墨冷却器的计算及选型 52第4章设备一览表 53第5章车间设备布置 54第6章自动控制 55第7章安全和环境保护 577.1安全 577.2三废产生情况 587.3三废处理情况 58第8章公用工程 588.1供水 588.2供电 598.3供暖 598.4通风 60参考文献 60致谢 61第1章总论1.1概述1.1.1生产的意义与作用工业上用电解饱和食盐水的方法来制取NaOH、Cl2、H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称之为氯碱工业。NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。氯化氢在化工生产中液有广泛的用途。在有机化学工业中，氯化氢是极为重要的基础原料，可与烯烃与炔烃发生液相加成反应，或在有催化剂作用下进行加成反应以制取氯乙烯、氯乙烷和氯丁二烯等重要化工产品。还可与烃类发生氧氯化反应生成二氯乙烷、氯苯、三氯乙烯和四氯化碳等氯烃产品。在电子工业中，氯化氢可用于硅外延生长、气相抛光、吸杂、刻蚀和结晶处理等工艺。在石油工业中，对由渗透率低的石灰岩组成的储油结构进行酸化，可扩大岩层裂缝，提高油的流动性和渗透率。1.1.2国内外的现状及发展前景氯碱工业的国内外现状及发展前景世界氯碱生产集中度较高，其中半数集中在亚洲，但其规模普遍较小。世界氯碱技术发展总体方向是规模大型化，节能降耗技术将成为重点，新建和扩建氯碱产能90%以上将采用离子膜法工艺。我国氯碱工业创建于20世纪20年代。近几年，我国的氯碱生成工艺虽然有了较大的变化，采用先进的生成工艺的生产装置逐年增加，但是，总的来说，生产工艺与国外相比相对落后，再加上其他一些因素，生产成本普遍较高[5]。氯化氢合成的国内外现状及发展前景随着石油化工的蓬勃兴起，对氯的需求量大幅增长，推动了氯碱工业的发展，为了利用大量的副产物氢气，合成法制盐酸发展起来了。目前国内外对于制备高纯度氯化氢的方法很多。例如，解吸法，盐酸脱析法，合成法，工业副产酸脱析法，石油化工副产氯化氢提纯法等。本世纪上半叶合成法逐渐成为世界各国生产盐酸的主要方法。我国在合成氯化氢气体的生产过程中不断进行革新，引进国外先进工艺流程。今年来，由于石墨炉的广泛使用，生产效率大幅度提高，也使得氯化氢及盐酸的合成工艺达到了新的技术水平。1.1.3产品的性质与特点氯化氢的性质1、物理性质氯化氢分子量为36.46，在常温下为无色气体，具有刺激性气味。氯化氢比空气重，标准状态下的密度为1.639gL。临界温度为51.54℃，临界压力为8314KPa，临界密度为0.42gcm3。氯化氢在水中的溶解度很大，不同温度下，氯化氢在水中的溶解度见下表。表1-1氯化氢在水中的溶解度（101.3KPa）温度℃溶解度LHClLH2O0506.510473.920442.030411.540385.750361.660338.7氯化氢在101.3KPa压力下，沸点为-85℃，凝固点为-114.2℃。氯化氢的比热容在常压下15℃时为0.8124KJ（Kg·℃），在0—1700℃范围内，可按下式计算（其误差为1.5%）式中，T为绝对温度，K。氯化氢能与空气中的水蒸气形成烟雾，因此，氯化氢在空气中能发烟。无水氯化氢在常温及607.8KPa压力下可液化，在沸点时密度为1.194gml。2、化学性质（1）干燥的氯化氢不与金属反应。（2）氯化氢与三氧化硫作用可生成氯磺酸：SO2+HCl=HSO3Cl（3）氯化氢与不饱和烃在催化剂作用下可发生加成反应：C2H2+HCl=C2H3Cl盐酸的性质1、物理性质氯化氢的水溶液成为盐酸。盐酸是一种挥发性酸，纯净的盐酸是无色透明的溶液。但在工业盐酸中常有铁、氯或有机物而呈黄色。15℃时不同浓度盐酸的密度建表1-2表1-2盐酸溶液的沸点浓度%0.168.1617.1323.8230.5531.5232.4933.4634.4235.38密度gml1.0001.0401.0851.1201.1551.1601.1651.1791.1751.180盐酸溶液在在大气压下的沸点见表1-3表1-3盐酸溶液在在大气压下的沸点HCl浓度%（mol）0246810.512141718.526.3温度（℃）100101.8103.3105.3108.0109.7109.0105.292.082.769.02、化学性质盐酸容易与许多金属起反应，放出氢气而生成盐类，与碱类发生中和反应生成盐和水。2HCl+Fe=FeCl2+H2HCl+NaOH=NaCl+H2O1.1.4产品的生产方法概述国内外对于制备高纯氯化氢气体的方法有很多。1、解吸发。20世纪70年代以前电子工业用高纯氯化氢的制备，一直是将浓硫酸滴加到盐酸中，将其中的水吸收掉，使过饱和氯化氢气体析出。20世纪80年代以后制备方法发展到用浓硫酸与烘焙干的氯化钾反应，生成高纯氯化氢气体，用压缩机压入钢瓶中。2、盐酸脱析法。将浓盐酸置于脱析塔中加热脱析制氯化氢气体。盐酸脱吸法制高纯氯化氢广泛用于PVC、氯丁二烯和高纯盐酸的生产中。3、合成法。氯气和氢气在合成炉中进行燃烧反应，生成氯化氢气体是八十年代初为适应我国电子工业的迅速发展而提出的。在技术上市较先进的方法。此种方法生产的氯化氢气体纯度在99.99%以上。4、工业副产酸脱析法。随着盐酸脱析法的逐步推广，副产酸脱析生产氯化氢工艺的工艺已广泛应用于生产。它是通过稀酸在绝热吸收塔吸收有机氯化物生产中的副产氯化氢，提浓后，进入解吸塔脱析出来高浓氯化氢气体。5、石油化工副产氯化氢提纯法。目前电子级氯化氢出口国，如美国，主要是从石油化工副产氯化氢作为原料来制备高纯氯化氢。石油化工副产氯化氢气体，其中水含量低，对不锈钢和碳钢基本无腐蚀。对于此种气体的净化通常采用精馏或吸附的方法，但由于其中乙炔和乙炔杂质的沸点与氯化氢沸点相近，很难采用精馏的方法脱除得干净，而吸附的方法操作过程繁琐，需频烦的更换吸附剂，生产成本高。本设计采用的方法是合成法制备氯化氢气体。1.2设计依据1、齐齐哈尔大学化学与化学工程学院下发的毕业设计任务书。2、《化工工艺设计手册》一书3、自身在黑龙江昊华化工有限公司氯碱车间实习的相关信息与知识。4、《化工设备设计手册》1.3厂址选择根据厂址选择的原则与要求，将本设计的厂址选在江苏省盐城市合德镇。盐城市合德镇地处我国东部江苏沿海的中部，东临黄海，南与南通市毗邻，北与连云港接壤，西与扬州、淮安相连，对接长三角，铁路、公路、水路、航空四种运输方式构成了四通八达的交通运输网络。盐城市沿海生态环境有相对较好、容量较大的优势，沿海滩涂土地资源也相对充足。氯碱工业的副产物氯气及氯化氢等可用于下游橡胶、塑料、医药工业的发展。再加上政府对于海洋工业的扶植，重点发展盐化工，增加了再此地建氯碱厂的优势。1.4设计规模与生产制度1.4.1设计规模生产能力入下表1-4所示。表1-4生产能力产品名称氢氧化钠生产时间8000小时处理量12.5吨小时1.4.2生产制度本车间工作人员的工作制度为三班制，每班8小时连续生产，按四班三倒制度运转，其中管理人员实行一班制。人员组成如表1-5所示表1-5车间人员组成序号职能名称人数人员配备班制1车间主任1八小时工作制2班长3四班三倒制3技术员3四班三倒制4分析检验员3四班三倒制5中控室操作员3四班三倒制6操作工12四班三倒制7维修工3四班三倒制1.5原料与产品规格1.5.1主要原料规格及技术指标原料气组成如下表1-6所示表1-6原料气组成物质氯气（V%）氢气（V%）纯度97.1697.45含氢0.3497.45含二氧化碳0.21—含氧气0.990.01含水分0.182.48含氮气1.120.06进料温度（℃）2525进料压力（MPa）.2产品规格本设计工段的主要产品为氯化氢气体及盐酸。产品氯化氢的纯度99.9%产品盐酸浓度20%-22%1.6经济核算化工工程建设项目在筹备阶段就要进行费用估算，目的是给项目主管部门提供决策依据。经济核算必须考虑到一切可能存在的因素：用于原材料、劳动力、设备维修、动力和其他公用工程等方面的直接生产成本，还包括车间的管理费、销售费用以及其他费用。在本设计中，经调查海盐的市场价为240元吨，冷冻盐水的市场价为1250元吨，冷却水的市场价为0.4元吨，低压蒸汽为65元吨。原料海盐费用的计算如下：=146250ta所以，W1=146250×240=35100000元冷却水费用的计算如下：所以，W2=0.4×1000=1853362.80元年冷冻盐水费用的计算如下：所以，W3=1250×1000=79367300元年低压蒸汽费用的计算如下：所以，W4=65×1000=172723.2元年本车间定员28人，每人每月平均工资为3000元，则每年工人的工资总费用为1008000元本设计的经济核算见表1-7。表1-7经济核算表序号指标名称计算单位设计指标成本万元1生产规模ta10wt氯碱—2车间定员人28100.83原盐t料水ta4.5wt37694.7525蒸汽耗量ta2657.2817.272326冷凝水耗量ta4633405.2185.336287冷冻盐水ta63493.847936.738设备数量及投资台104009车间建筑面积m2260100第2章工艺设计和计算2.1工艺原理工业上生产氯化氢目前都是用氯气和氢气直接合成，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：Cl2+H2 2HClO2+2H2 2H2O机理分析：氯气和氢气在没有光照射或光线很弱、低温、常压下，其反应速度很慢，只有在加热的条件下，或在光线照射下及触煤的影响下，才能迅速的发生化合作用，甚至发生爆炸性。其反应为链锁反应。(1)链的引发：在合成氯化氢的过程中，氯气与氢气在光照的作用下，首先，氯气分子吸收光量子从而被离解成两个活化的氯原子。(2)链传递：活化的氯原子(C1·)再与氢分子作用生成一个氯化氢分子和一个活化的氢原子(H·)，这个活化的氢原子又与一个氯气分子作用，生成一个氯化氢分子和一个活化的氯原子。这样继续下去构成一个链锁性的反应。即：①②③④(3)链的终止：当在链锁反应过程中，如有外来因素与C1·和H·化合，则反应被破坏而使活性消失。①在氧气的存在下燃烧破坏H·的活性，从而使链锁反应中断，②在反应过程中元素自身的结合也可以使链终止。③在反应过程中，由于活性氢原子与活性氯原子在设备内壁碰撞也会发生链的终止。氯化氢用水吸收后即可成为盐酸。2.2工艺路线的选择本设计采用合成法制备氯化氢以及盐酸。目前合成法制备盐酸主要有三种方法：铁合成炉制备，二合一石墨合成炉制备，三合一合成炉制备。这三种方法的主要区别在于合成炉的不同。铁合成炉制取盐酸工艺的特点：本体不带冷却水套，炉内的氯化氢气体会对炉体造成腐蚀，导致铁离子进入氯化氢气体内，经吸收后制取的盐酸中含铁量过高，颜色发黄，影响产品质量。二合一石墨合成炉制取盐酸工艺的特点：炉内合成的氯化氢气体不与合成炉的钢铁部分接触，生成的氯化氢质量较高；装置的生产能力跟过去比也有很大的提高；出合成炉的氯化氢气体用石墨冷却器冷却，跟钢制冷却盘管相比，冷却效果有了很大提高；二合一炉的热水废热也可在此利用。三合一石墨合成炉制取盐酸工艺的特点：氯气和氢气在套管内混合燃烧，无论负荷大小火焰都能保持稳定；冷却段采用强化传热技术，在水套内增设导流板，迫使冷却液成螺旋状围绕石墨炉筒外壁流动，提高流速；吸收段采用溢流管外加侧稳压环技术，提高了吸收效果，同时保障了盐酸的合格率。铁合成炉制取盐酸的工艺由于生成的盐酸的质量较低，已被许多企业淘汰。石墨三合一合成炉结构紧凑、传热效率高、检修方便、使用寿命长、操作弹性强，被广泛使用。二合一炉合成、在炉内完成冷却，在炉外进行吸收，既可以生产氯化氢气体，又可以部分吸收生产盐酸，可以满足不同的需求，具有更广阔的应用前景。因此本设计采用“二合一”合成炉制取氯化氢气体。2.3工艺流程简述2.3.1工艺流程示意图2.3.2工艺流程简述来自氢气车间的氢气与来自氯气车间的氯气在合成炉底部的燃烧器混合点火燃烧，温度可达到2000℃以上。合成炉夹套的冷却水将反应放出的热量带走，气体在合成炉顶部温度降为350℃左右，经石墨冷却器冷却至170℃左右，进入降膜吸收器，与来自尾气塔的稀酸进行并流吸收，降膜吸收器底部生成的酸的浓度可达35%左右，供解吸塔解吸用。未被吸收的气体进入尾气吸收塔，用来自解吸塔的稀酸吸收，生成的酸供降膜吸收器使用。由解吸塔脱出的氯化氢气体进入石墨冷却器进行冷却，至40℃，再进入盐水石墨冷却器，由冷冻盐水将氯化氢气体冷却至-12℃—-18℃，得到的干燥氯化氢气体送至下一工段。2.4物料衡算2.4.1生产能力及原料氯气与氢气量的计算生产能力年产10万吨氯碱，年产时间按8000h计算，则氢氧化钠的流量为：氯化氢的产量盐水电解方程式为：所以，在合成HCL反应中，按计算，所以，，表2-1原料气组成物质氯气（mol%）氢气（mol%）纯度97.1697.45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(℃)2525进料压力(MPa).2合成炉的物料衡算进合成炉的各物质的量原料氢气的量=纯氢气的摩尔量氢气的摩尔分数原料氢气的量：156.250.9745=160.399kmol--sg——重力加速度，kgm2·s——干填料因子，m-1μL——液相粘度，cpρg，ρL——气相、液相密度，kgm3L，G——液相，气相流量，kgs塔径的计算塔径的计算公式为式中：VS——气体的体积流量，m3su——空塔气速，ms空塔气速等于泛点的0.5~0.8，这里取0.6，则空塔气速u=0.6×3.68=2.21ms所以，圆整后D=1200mm塔高的计算填料层高度的计算式为：NT——理论塔板数HETP——填料的等板高度，m根据Aspen模拟的结果，理论塔板数为15，查得50mm拉西环的等板高度为0.9m，所以，填料层的高度h=15×0.9=13.5m取填料塔的封头高度为0.9m，支座为1.5m，所以，填料塔的塔高为H=13.5+0.9+1.5=15.9m3.2.5石墨换热器的计算及选型管外侧对流传热系数的计算氯化氢气体的定性温度为(70+40)2=55℃，由文献[1]查得该温度下氯化氢的各物化性质数据见表3-6表3-655℃下氯化氢气体的物化性质数据表性质粘度（cp）导热系数（Wm.℃）比热容（kJkg﹒℃）数据0.0150.0750.803拟选用GHA500-35（F）型号的换热器，该型号换热器的系列参数见表3-7表3-7GHA500-35（F）型号换热器的系列参数外径mm壁厚mm换热管根数换热面积m2换热管有效长度m325109354000氯化氢的质量流量为氯化氢单位面积的质量流率为所以，雷诺数＞10000用来计算管外的传热系数所以，将以上数据代入公式，可得：管内侧对流传热系数的计算冷却水的定性温度为(27+32)2=29℃,文献[1]查得该温度下冷却水的各物化性质数据见表3-8表3-829℃下冷却水的物化性质数据表性质粘度（cp）导热系数（Wm.℃）比热容（kJkg﹒℃）数据0.8010.6184.174冷却水单位面积的质量流率为所以，雷诺数因为2300＜Re＜10000，所以可用Re＞10000公式计算，在乘以一校正值f所以，所以，总传热系数按下式计算：其中，b=0.005m，Rso=3.439×10-4m2·℃W，Rsi=1.7197×10-4m2·℃W，所以，K=143Wm2·℃石墨换热器换热面积的计算石墨换热器换热面积的计算公式为：式中，S——石墨换热器器的换热面积,m2Q——传热速率，WΔtm——平均对数温差，℃由前面计算可得总传热系数K=143Wm2·℃。冷却水进口温度为27℃，出口温度为31℃，氯化氢气体由70℃降至40℃。高温侧流体温差：Δt1=70-31=39℃低温侧流体温差：Δt2=40-27=13℃W所以，石墨换热器的换热面积为由以上计算可知，初选换热器的型号符合要求。3.2.6盐水石墨冷却器的计算及选型在盐水石墨冷却器中，用-25℃的冷冻盐水将氯化氢气体从40℃冷却至-12℃，冷冻盐水的出口温度为-16℃。本设计采用块孔式石墨冷却器，因为块孔式较列管式可使用的温度低。石墨冷却器换热面积的计算公式为：式中，S——石墨冷却器器的换热面积,m2Q——传热速率，WΔtm——平均对数温差，℃总传热系数的工厂经验值为K=232.6Wm2·℃。高温侧流体温差：Δt1=40-（-16）=56℃低温侧流体温差：Δt2=-12-（-25）=13℃W所以，石墨冷却器的换热面积为实际的换热面积为算得的换热面积的1.1~1.2倍所以，根据以上计算，可选YKA-I-400型的圆块孔式石墨换热器。第4章设备一览表本设计的设备一览表如表4-1所示：表4-1设备一览表序号位号名称型号数量1F101二合一石墨合成炉Φ3200×1900012E102石墨换热器GHA700-60(F)13T103降膜吸收器GX650-3514T104解吸塔Φ700×1140015T106尾气吸收塔Φ1200×1590016E105解吸塔再沸器GHA450-20(F)17E107石墨换热器GHA500-35(F)18E108盐水石墨冷却器YKA-I-40019P101稀酸泵IHJ80-65-125110P102稀酸泵IHJ80-65-1251第5章车间设备布置车间厂房布置是对整个车间各工段，各设备在车间厂区范围内，按照它们在生产生活中所起的作用进行合理的平面和立面布置。设备布置是根据生产流程情况及各种有关因素，把工艺设备在一定区域内进行排列。设备布置首先要满足工艺流程和工艺条件的要求。要考虑设备及附属设备所占的位置、设备与设备之间或设备与建筑物的安全距离。设备的安全距离如表5-1所示。表5-1设备安全距离序号项目净安全距离，m1泵与泵的间距不小于0.72泵与墙的间距至少1.23泵列与泵列的距离不小于2.04贮槽与贮槽的间距0.4~0.65换热器与换热器的间距至少1.06塔与塔的间距1.0~2.07离心机周围通道不小于1.58反应罐盖上传动装置离天花板的距离不小于0.89反应罐底部与人行通道的距离不小于1.8~2.010反应罐卸料口与离心机的距离不小于1.0~1.511起吊物品与设备最高点距离不小于0.412不常通行的地方，净高不小于1.913工艺设备与道路间距不小于1.0根据以上设计原则，本设计的车间设备布置如下：本设计中合成炉和塔都是较高的大型设备，考虑将其放置在车间外，将泵P101AB，P102AB放在泵房内。将设备与泵房一字排开，放在厂区内。依次为：泵房、合成炉F101、解吸塔T104、解吸塔再沸器E105、尾气吸收塔T106。根据工艺路线，将降膜吸收器T03放在17米的操作台上。在降膜吸收器的左侧安装E102石墨换热器，降膜吸收器的右侧依次为换热器E107，盐水石墨冷却器E108。第6章自动控制随着工业技术的不断发展，化工厂装置对自动化的要求越来越高。自控设计是流程图设计中的一个重要环节。化工生产过程中，任何单元设备对流程设计都有一定的要求，有着一定的共性。按照工艺要求及自动控制的设计要求，本设计中的自动控制主要有：流量控制、温度控制、压力控制、温度显示、压力显示、液位控制。流量控制：以二合一合成炉为例。反应器进料流量稳定不仅能保持物料平衡，而且还能保持反应所需的停留时间，避免由于流量变化而使反应物带入的热量和放出的热量发生变化，从而影响到反应温度的变化。因此，对应于进料流量控制是十分必要的。本设计的流量控制装在物料的进料线上，根据反应需要，调节阀门的大小，来调节进料流量的多少。压力控制：以尾气吸收塔为例。在尾气吸收塔操作过程中，压力控制非常重要，它不仅会影响到产品的质量还关系到设备和生产的安全。本设计通过放空阀的开关来控制塔压。当塔压过大时，将放空管上的阀门打开来调节压力。温度控制：以解吸塔再沸器为例。再沸器的温度调节阀一般装在热载体的管道上。对于蒸汽作热载体，调节阀一般装在进口蒸汽管上。本设计是将调节阀装在热介质道上，根据被加热介质的温度调节低压蒸汽的流量。温度低时，增加蒸汽的量，反之，减少蒸汽的量[7]。第7章安全和环境保护7.1安全在化工企业中，安全是个非常重要的问题，无论是对人还是对设备。在工厂开车之前，要对员工进行安全教育，密切注意生产中各指标的变化，防止发生爆炸事故。在本设计中，合成炉的压力较低，容易发生爆炸，一定要注意氢气与氯气及其他气体混合时的体积，不要超过气体爆炸的范围。另外，在本设计中，合成炉安装有防爆装置。如果炉内发生爆炸时，可以通过爆破口迅速将爆炸气体尽快地排出设备，这样就可以保证炉体的安全。7.2三废产生情况本设计采用较先进的工艺技术，降膜吸收器、尾气吸收塔以及解吸塔产生液体都循环作为吸收剂来使用。主要污染物来源于尾气吸收塔排放的废气，石墨合成炉和石墨冷却器产生的废液，无固体污染物产生。7.3三废处理情况含有有毒有害的废气排出物，在排放之前，需要进行处理。气体污染物可通过吸收或者吸附来消除。可燃性气体可通过燃烧出去。在本设计中，尾气吸收塔排除的废气中含有二氧化碳、氢气、氮气、水，以及微量的氯化氢气体。由于废气含量较少，且对环境几乎无污染，可以直接排到大气中。工厂产生的废液，如果对水质或者土壤有污染，在排放之前也需要进行处理。在本设计中，石墨合成炉产生的废液量很少，对水质几乎没有影响，可以直接排放到下水道中。而在本设计中对氯化氢起干燥作用的盐水石墨冷却器，在冷却过程中，会有少量的氯化氢和水凝结到一起，以盐酸的形式分离出来。对于这部分产生的盐酸，可将其贮存到酸贮罐中，供下一工序利用，或包装出售。第8章公用工程8.1供水用水种类随着水的用途可分为生产用水、生活用水和消防用水等。(1)水源来源的选择：水源分为地下水（浅层地下水、深层地下水、泉水等）及自来水，应根据具体情况，选择水质良好，水量充沛，水源卫生条件和周围环境良好，便于生产供水方便。(2)净水循环系统：通过冷却水的循环可用以节能。(3)排水系统：工业企业废水排放必须达到国家标准，这是每个企业必须考虑的问题，从已经实现达标排放的企业看，多数企业采取的是分散治理的办法，每个个工厂都要有一套污水处理设施，以保证所排废水达到国家规定的排入环境的标准。本设计采用的生产用水是地下水和冷冻盐水。冷却水上水为27℃的自来水，冷冻盐水上水温度为-25℃。8.2供电供电的重要性在化工生产中占着举足轻重的地位。(1)厂区的变配工程：变电工程就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整以及输配电线路和主要电工设备的保护。(2)车间的电力设计：车间配电的系统图、平面图以及车间电力的材料表等。(3)车间的照明设计：工厂的生产车间等场所照明用灯具应按环境条件、满足工作和生产条件来选择，并适当注意外形的美观，安装的方便和与建筑物的协调，以做到技术的经济合理。(4)电气的防爆：特别危险场所除了有触电危险性外，由于电器上的发热、火花和事故，还是有生产爆炸和火灾危险的环境。因此，防爆电器设备的选用，应该根据场所的危险等级、设备种类、使用条件选择相应的措施。本设计生产岗位采用混合照明，其它为正常照明，电源为380220V。8.3供暖主要以蒸汽方式提供能量，是在比较低的环境温度下仍然能保持合适的工作条件的一种技术手段。(1)在冬天比较寒冷的时候采用集