中南大学大四课程设计盐酸生产工艺设计答辩ppt.ppt
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1、应化XXXX年产10000t 31%盐酸的工业设计讲述人:中南大学化工计算与工艺设计设计指导老师指导老师|20172017年年9 9月月1515日日|目录 ContentsPART 01项目总论PART 02设计方案PART 03工艺计算PART 04设备选型PART 05设备布置PART 06环境与安全项目总论第一部分项目背景任务要求1.成员分工最强大脑人体计算机CAD大白操心大姐Idea生产机化工计算文档编写CAD绘图文献查阅PPT制作方案设计成员介绍团队分工2.项目背景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
2、就目前工业上的合成来说,合成法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改革创新,积极主动学习国外先进工艺流程。目前,由于三合一合成炉的广泛使用,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一个新的高度。3.任务要求设计任务:设计任务:1.生产能力:10000t/a31%的盐酸。的盐酸。2.生产原料:原料氢气组成(体积百分数):原料氢气组成(体积百分数):H290.2%;N21.5%;O20.6%;其余为水。;其余为水。原料氯气组成(体积百分数):原料氯气组成(体积百分数):Cl274%;H22%;CO25.5%;N215%;其余为水;其余为水。年工作
3、日为年工作日为300d;每日工作时间每日工作时间24h第二部分生产方法选择工艺流程设计方案1.生产方法选择合成法成为世界各国生产盐酸的主要方法直接合成法分两步:直接合成法分两步:氯气与氢气作用生成氯化氢气体,本项目中采用氯气与氢气作用生成氯化氢气体,本项目中采用燃烧法合成氯化氢气体。燃烧法合成氯化氢气体。用水吸收氯化氢气体生产盐酸。用水吸收氯化氢气体生产盐酸。合成氯化氢的反应如下:合成氯化氢的反应如下:ClCl2 2+H+H2 22HCl2HCl1.生产方法选择合成炉BAC“二合一”炉合成、冷却在炉体内完成,吸收在炉体外进行,既可以生产氯化氢气体,又可以部分吸收生产盐酸,可以满足不同的需要。石
4、墨“三合一”炉具有结构紧凑、传热效率高、拆装检修方便、使用寿命长、操作弹性强、盐酸质量好等优点,被广泛采用。铁合成炉由于生产过程中产生的大量热量直接在空气中冷却,造成操作环境温度高,盐酸产品中铁离子的含量高,质量低,已被许多的企业淘汰。1.工艺流程三合一炉合成法第三部分物料衡算能量衡算工艺计算1.物料衡算每天理论盐酸产量:每天理论盐酸产量:10000/300=33.3(t/d)根据每天盐酸的产量,我们选择了根据每天盐酸的产量,我们选择了SHL-50的合成反应炉,设计了的合成反应炉,设计了产量为产量为35t/d的合成炉反应器。的合成炉反应器。设定设定合成炉内吸收率为合成炉内吸收率为83%,故故每
5、天实际氯化氢产量:每天实际氯化氢产量:35*1000/24*0.31/0.999/0.83=545.2239(kg/h)=14.9536(kmol/h)1.1.总吸收率为总吸收率为97.45%97.45%;3.3.进炉氢氯比为进炉氢氯比为1:1.21:1.2;2.2.贮存和包装损失为贮存和包装损失为0.1%0.1%;4.4.假设氯气与氢气完全反应假设氯气与氢气完全反应。参数假定1.物料衡算成成分分进炉量进炉量(kmol/h)进炉量进炉量(kg/h)出炉量出炉量(kmol/h)出炉量出炉量(kg/h)HCl0014.9536545.2239Cl27.4768530.150700H27.79681
6、5.71670.21890.4413CO20.555724.45620.555724.4562N21.641945.99531.641945.9953O20.05051.616500H2O1.002018.05101.103019.8713合成炉合成段物料衡算总结表1.物料衡算出合成炉吸收段氯化氢气体出合成炉吸收段氯化氢气体:545.2239(1-83%)=92.6881(kg/h)=2.5421(kmol/h)出合成炉吸收段水蒸气质量出合成炉吸收段水蒸气质量:假设出塔盐酸平均浓度31%、温度平均40计算,查化工设计手册该盐酸的水蒸气分压 p=17.05mmHg=2.27 kPax=0.132
7、6kmol18.01570.1326=2.3881(kg/h)0.132822.4=3.4510(m3/h)设未吸收气体中含水蒸汽为x kmol进尾气吸收塔进尾气吸收塔物料物料Kg/hKg/m3m/h氢气氢气0.44130.07755.6941氯化氢氯化氢92.68811.40166.1585二氧化碳二氧化碳24.45621.69114.4626水蒸汽水蒸汽2.38810.6923.4510氮气氮气45.99531.07642.7465软化水软化水1006.2510001.00625出尾气吸收塔出尾气吸收塔物料物料Kg/hKg/m3m/h氢氢气气0.44130.08275.3360氯化氢氯化氢
8、0.38131.4969.2936二氧化碳二氧化碳24.45621.80613.5416水蒸汽水蒸汽1.23050.7391.6650氮气氮气45.99531.14940.0307稀盐稀盐酸酸1085.034910001.0850尾尾气气吸吸收收塔塔衡衡算算1.物料衡算ChartTitle氢氯化氢二氧化碳水蒸汽氮气ChartTitle氢气氯化氢二氧化碳水蒸汽氮气吸收1.能量衡算基础数据设定1、三合一炉合成段:进口温度25,出口温度400。2、三合一炉冷却吸收段:进口温度400,出口温度40。3、尾气吸收塔:进口温度40,出口温度30。4、标准大气压100kPa,25的焓为零做基准。1.能量衡算
9、本设计中涉及的气体组分众多,采用统一基准焓法的特点是不必分成一系列分过程,只要直接根据各种气体统一基准焓表计算出各物质的始态焓、终态焓,二者相减即可得出过程所发生的热量变化,而不需要考虑过程的显热、潜热和反应热,因此统一基准焓法可以简化计算过程。由于反映热是随温度变化的,任意温度下的反应热应该有标准反应热加上从298K到温度T之间的焓变来取得,本设计规定25(298K)100KPa的焓为零做基准。计算方法2.能量衡算进反应进反应器器H298出合成段出合成段/进进冷却吸收段冷却吸收段H673出冷却吸出冷却吸收段收段/进尾进尾气段气段H313出尾气吸出尾气吸收段收段H303H2010823.523
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