第一节：氯化氢合成工艺技术 1 生产能力 1.1 设计能力 1.1.1 十万吨系统设计能力：6.7 万吨 HCl/年 1.1.2 五万吨系统设计能力：4.7 万吨 HCl/年 1.2 实际生产能力 1.2.1 十万吨系统有三台石墨合成炉及其配套设备， 满负荷运行日产氯化氢 气体 198.67 吨，单台炉产能 66.22 吨/日。 1.2.2 五万吨系统共有 5 台钢制合成炉及其配套设备，正常生产时运行 4 台合成炉，运行负荷日产氯化氢气体 156 吨，单台炉产能 39 吨/日。 12.3 五万吨系统通过改造，新增两台二合一副产蒸汽石墨合成炉及其配套 设备，日常开一备一，满负荷运行日产氯化氢气体 150 吨，单台炉产能 150 吨/ 天。系统在满负荷运行状态下，可副产压力在 0.8-1.0 MPa 饱和蒸汽 4.375 吨 /h，装置年开工率按 8000h 计，年产蒸汽 3.5 万吨。 1.2.4 因原料气含有一定量的水份，故生产系统在正常运行时产生一定量的 冷凝酸（盐酸），其产量约为：十万吨系统 5 吨/日，氯化氢气体损耗量约为日 产总量的 0.78%；五万吨系统 3.5 吨/日，氯化氢气体损耗量约为日产总量的 0.52%。

1.2.5 如后工序生产出现异常， 本装置生产的氯化氢气体将部分或全部倒入 吸收系统制取盐酸， 五万吨系统满负荷运行每小时生产氯化氢气体约 3800m3 /h， 用水吸收制取浓度 31%盐酸可生产 20.08T/h；十万吨系统满负荷运行每小时生 产氯化氢气体约 5500 m3 /h，用水吸收制取浓度 31%盐酸可生产 28.02 T/h。1.2.6 根据实际生产情况，五万吨合成系统仍有一定的生产余量，但吸收装 置受设备自身因素影响已满负荷运行，如全部降量制取盐酸，前系统必须降电 流；十万吨系统合成系统已趋于满负荷，无法对现有装置进行提量，如全部降 量制取盐酸，三套吸收装置无法全部吸收，前系统必须降电流，将氯化氢产量 降至 3200 m3 /h。 2 产品及副产品 2.1 本装置的产品：氯化氢气体，副产品：盐酸（合成酸、高纯酸）、蒸汽 产品名称：氯化氢气体；分子式：HCL ；分子量 36.568 2.2 氯化氢的性质 2.2.1 物理性质 2.2.1.1 氯化氢是一种有毒、有害、有强烈刺激性气味的气体。气态氯化氢 在标准状况下密度为 1.63kg/m3，恒沸点： 108.65℃液化气报警器， 这是氯化氢水溶液 （盐酸） 所具有的特性， 浓盐酸在加热蒸馏时， 其馏出物是含有少量水分的氯化氢气体， 在 0.1MPa 情况下，到此温度后一直持续到浓度降低到 20.24% ，温度上升至 108.65℃为止，到此温度后不再上升，因此称之为恒沸点。

而稀盐酸在加热蒸 馏时，其馏出物是含有少量氯化氢的水份，在 0.1MPa 情况下，这种蒸馏也持续 到酸浓度增加到 20.24%，温度为 108.65℃时为止，因此决不可能借助于加热煮 沸来完全除去溶液中的氯化氢。 2.2.2.2 气态氯化氢极易溶于水，在 20℃，0.1MPa 情况下，1 体积水能溶 解 442 体积的氯化氢气体， 在标准状态 （0℃，760mmHg） 下环氧乙烷报警器， 1 升水可吸收 525.2 升的氯化氢气体，但氯化氢在水中的溶解度受温度影响很大，一般地，气态氯 化氢在水中的溶解度是随温度升高而逐渐下降的。用水吸收氯化氢气体是一个 大量放热的过程，1 克分子氯化氢溶解于水时产生 5.375 千卡的热量。2.2.2.3 干燥的氯化氢气体是无色的，日常管线泄漏出现白色烟雾是因为 氯化氢吸收空气中的水份所致，所以曾用它作为烟雾剂使用。 2.2.1.2 主要物理常数 分子量：36.568 密度：1.639Kg/m3（0℃） 熔点：-111℃ 沸点：-83.1℃ 临界温度：51.28℃ 临界压力：81.6 个大气压 如果把氯化氢气体加压到 60 个大气压用冷水冷却即可得到液态氯化氢。

2.2.2 化学性质 2.2.2.1 氯化氢气体在干燥状态下几乎不与金属发生反应，在含水或溶于 水中时其腐蚀性极强，可与大多数金属化合生成该金属的氯化物氯化氢，例如： Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑ 所以，如用铁制设备与管道输送潮湿的氯化氢气体，管道和阀门极易被生 成的氯化亚铁结晶堵塞，而设备和管道则易被腐蚀损坏，因此，在氯化氢的生 产过程中，一般都采用陶瓷、搪玻璃、石英、橡胶、硬聚氯乙烯、不透性石墨 及耐酸材料制造管道设备或衬里。 2.2.2.2 氯化氢可以被碱性溶液所吸收，其发生中和反应生成盐类，如： HCl+NaOH＝NaCl+H2O 利用这个性质，采用石灰乳处理氯化氢的酸性下水，可以除去其酸性，防 止下水道被腐蚀。碳酸钙也有类似作用：2HCl+CaCO3＝CaCl2+CO2↑+H2O 2.2.2.3 氯化氢气体可与乙炔等不饱和烃起反应生成加成产物，如： HCl+C2H2＝C2H3Cl 2.3 氯化氢气体的质量标准 为提高氯化氢气体的利用率，降低生产成本，提高安全系数，在生产过程 中对氯化氢气体的质量具有一定的要求和标准，主要以控制其含水和纯度为主， 以氯化氢和乙炔反应生产氯乙烯单体为例， 氯化氢合成过程中， 因原料气含水， 生成的氯化氢气体会吸收水分，经冷凝形成盐酸，如冷凝酸脱除不干净，一方 面在管道、设备中集聚造成系统阻力升高，不利于安全生产氯化氢，另一方面，大量 冷凝酸带入氯乙烯合成系统， 会使转化系统触媒结块， 腐蚀转化设备 （转化器） ， 降低系统运行周期和设备使用寿命； 而纯度的控制则非常重要，在合成系统，如氯化氢气体纯度控制过低，系 统会含有大量的氢气，在合成过程中或吸收制酸过程中极易发生混合气体爆炸， 同时氢气较贵，影响生产成本。

如纯度过高，氯气过量，游离态的氯气在高温 条件下会腐蚀钢制设备及管道，缩短设备使用寿命，如吸收制酸，游离氯会排 入大气，增加环保控制难度，若制取高纯盐酸，还会影响盐酸指标。在转化工 序氯化氢，如氯化氢纯度控制过低，过量的氢气易与乙炔、氯乙烯等形成爆炸性混合 物发生安全事故，同时氯化氢纯度过低，影响转化合成收率，使乙炔的消耗增 加；如合成氯化氢气体纯度过高，会含有过量的氯气，在合成过程中，氯气与 乙炔反应生成氯乙炔而着火爆炸，威胁转化工序的安全生产，故生产过程中必 须确保送出的氯化氢气体质量达到以下标准： 凝酸脱除干净 氯化氢纯度控制在 93%~96%，不含游离氯2.4 氯化氢的用途 氯化氢溶于水即成盐酸，其用途较为广泛，是化学工业最基础原料三酸两 碱之一，由于其性质使其成为最常用的化工原料之一。其普遍用于制造各种化 工产品、化学药品、药物、味精、造纸、印染、食品添加剂等，利用其化学性 质可用于清洗、电镀等，近年来氯化氢多用于制造聚氯乙烯、氯丁橡胶等有机 化学产品，所以，氯化氢在国民经济中占有很重要的地位。 综观其各种用途，一般可以分为两大类： 2.4.1 无机物的制备 在无机类氯产品中氯化氢占了很大的比例，其用途常常是以其水溶液盐酸 所承担的。

2.4.1.1 盐酸可用于冶金工业中金属清洗；电力工业中锅炉除垢；采矿工业 中矿产品精加工；石油工业中油井酸化；电子工业中集成块及印刷线路板去杂 质；食品工业中调味品生产；纺织工业中织物漂白分解促进剂；印染工业中偶 氮染料之胺化等。 2.4.1.2 可制备氯磺酸，供有机合成中用作缩合剂、磺化剂和氯磺化剂。广 泛用于洗涤剂、染料、药物合成、糖精及磺胺制剂制备中，在国防上用做烟雾 剂。 2.4.1.3 另外还可用于电子工业制备三氯氢硅， 以及一般无机金属氯化物的 制备等。 2.4.2 有机氯化物的制备 2.4.2.1 烯烃、炔烃的加成 氯化氢和烯烃或炔烃十分容易在液相或在各种催化剂作用下于气相中完成 加成。如聚氯乙烯原料中间体氯乙烯单体的制备，氧氯化法与乙炔法均采用了这种加成反应。乙炔法系用气态氯化氢和乙炔在氯化汞催化剂作用下，加成反 应制得氯乙烯。 2.4.2.2 烃类的氧氯化反应 烃类的氧氯化反应是氯化氢与烃类在氧的作用下反应生成氯烃和水蒸汽。 在工业生产中除了乙烯经氧氯化反应生产二氯乙烷外，还可以应用于生产其他 氯烃产品，如氯化苯、三氯乙烯，四氯乙烯和四氯化碳等。 2.4.2.3 烷基氯化物制备 各种烷基氯化物可用氯化氢与对应的醇类有机物反应制得。

总之，氯化氢及其水溶液盐酸在无机或有机工业方面的应用极其广泛。 3 原材料名称及技术标准 3.1 氯气 氯气是一种具有强烈刺激臭味的剧毒气体，常温常压下显黄绿色，微溶于 水， 分子式 Cl2， 结构式 Cl－Cl， 分子量为 70.91， 凝固点－100.98℃ （172.17K） ， 沸点－34.05℃（0.1MPa），标准状况下密度为 3.209kg/m3。 氯气是一种性质较为活泼的气体，除氧、氮、惰性气体、溴、碘、碳等外， 能与一切单质及多种含氢化合物反应，故常用作强氧化剂和氯化剂。氯气微溶 于水，在 9.6℃时溶解度约 1%，其中一部分氯与水反应生成盐酸和次氯酸，在 低于 9.6℃时便形成黄色的水合物（Cl2·8H2O）结晶。其密度比空气重，对人体 有刺激粘膜的毒害作用，操作环境氯气的最高允许浓度为

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