1 / 28 XX化学XX盐酸三合一石墨合成炉生产工艺安全操作规程 目录 前 言 1. 适用X围 2. 生产任务 3. 原料及产品性质 3.1原料的物化性质 3.2产品的物化性质 4. 生产原理
5. 工艺流程叙述 6. 工艺控制指标 7. 安全操作规程 8. 异常现象判断及处理 9. 生产安全技术规定 10. 安全注意事项 11. 岗位责任制 12. 交接班制度 13. 岗位职责 、 2 / 28
14. 安全制度 15. 巡回检查制度 16. 设备维护保养制度 附录: 设备一览表
前言 本标准是根据《危险化学品从业单位安全标准化通用规X》(AQ3013-2008)的要求进行编制。 本标准是由枣庄中科化学XX提出。 本标准归口单位： 本标准主要起草人： 3 / 28 1.适用X围
本岗位操作法适用合成盐酸装置各岗位。 2生产任务及目的 本工序的任务是将液氯工序生产的液化尾氯与氯氢处理工序送来的氢气在三合一石墨合成炉合成氯化氢气体，氯化氢气体用纯水吸收溶解为高纯盐酸，供氯碱装置自用或外售。 3. 原料及产品性质 3.1 原料的物化性质 3.1.1 氢气 分子式H2 分子量2.016 物性： 4 / 28
(1)氢气是一种无色无嗅无味的气体。 (2)氢气在标准状况下的密度为0.08987kg/m3 (3)氢气在水中的溶解度很小，标准状况下每升水中仅能溶解21.5ml氢气。 (4)氢气的临界温度为-239.9℃临界压力为12.8个大气压，是不易液化的气体。 化性： （1）与氧化合生成水 2H2+O2=2H2O 纯净的氢气在纯净的氧气或空气中均衡燃烧生成水。但点燃含有空气的氢气和空气中含氧在4～74.2%（V/V）及纯氧中含氢在5～96.5%（V/V）时都会发生爆炸。 （2）与氯化合反应生成氯化氢 氢气在氯气中均衡燃烧生成氯化氢气，用水吸收后即生成盐酸，氯中含氢在5～87.5%（V/V）时也会发生爆炸。 3.1.2 氯气 分子式Cl2 分子量70.906 物性： (1)外观：氯气是黄绿色的气体，液氯为黄绿色油状透明液体。 (2)气味：氯气具有窒息性气味，能刺激人体的粘膜和呼吸器官，是一种能致人于死命的有毒气体。 (3)密度：标准状况下纯氯气的密度为3.214kg/m3。 (4)沸点：1个大气压下液氯的沸点为-34.5℃。 (5)临界常数：临界温度为144℃，临界压力为76.1大气压，临界温度为0.573kg/l。 (6)溶解度：氯气能溶于水，但溶解度不大，温度为0℃，压力为1个大气压时，100g水中仅能溶解1.462g氯气，随温度的升高，氯气的溶解度将显著下降。 5 / 28
化性： (1)与金属反应 3Cl2+2Fe500～6002Fecl3
Cl2+H2=2HCL (2) 与无机化合物反应 6CL2+12NH3=9NH4CL↑+NCL3↑+N2
氯气和氨相遇生成氯化铵白色烟雾。 因此在检查氯气管道是否有泄漏时，往往用氨水检验。 氯气溶于水时即可与水反应生成次氯酸和盐酸，而次氯酸又极不稳定，受热见光即分解成盐酸和出生态氧。 CL2+H2O=HOCL+HCL HOCL光HCL+〔O〕 下述反应是化学法制氯酸钾的基础。 C6H6+3CL2日光灯C6H6CL6 这是六六六农药生产的基础。 3.2产品的物化性质 3.2.1 氯化氢 物性： (1)外观：无色气体。 (2)气味：有刺激性气味，能刺激和破坏人体粘膜和呼吸器官，是一种能致人于死命的有毒有害气体。 (3)比重：在标准状况下的密度为1.63kg/m3 ,较空气重，液态的氯化氢在-111℃时的6 / 28
比重为1.194. (4)粘度：在12.5℃时粘度为1.38×10-4Pas。 (5)溶解度：HCL气体极易溶于水，0℃时一升水中能溶解52.52升标准状况下的氯化氢气体，生成浓度为46.15%的浓盐酸，当HCL分压和水蒸气分压之和为1个大气压时每体积可溶解HCL体积数见表1： 表1 氯化氢气体在水中的溶解数
温度℃ 溶解氯化氢体积份数 温度℃ 溶解氯化氢体积份数
0 507 25 426 5 491 30 412 10 474 40 386 15 459 50 362 20 442 60 339 注：从表1中可以看出氯化氢气体随温度的升高，在水中的溶解度逐渐下降。 (1)比热：氯化氢气体压力为1个大气压，温度在13～100℃时其CP=812.239T/Kg/℃。 (2)氯化氢的临界温度为51.28℃，临界压力为81.6大气压。 化性 （1）与不饱和烃发生加成反应 CH=CH+HCL→CH2=CHCL (2)无水氯化氢及温度高于露点的盐酸蒸汽较为稳定，一般不与金属反应。 3.2.2高纯盐酸 由于高纯盐酸与盐酸是同一种产品，只是用的水质不同，它们的物理、化学性质也7 / 28
基本相同。 物性 （1）外观：为无色透明液体 （2）气味：浓度大于20.24%时有挥发性，所以有氯化氢气体的气味，浓度小于20.24%时无气味。 （3）比重：浓度为31%高纯盐酸15℃时的比重为1.158 （4）粘度： 31%高纯盐酸25℃时，粘度为16.7×10-4Pas，高纯盐酸在24.9℃时与0℃时水的相对粘度和绝对粘度见表2 表2 高纯盐酸粘度表 HCL摩尔/升 相对粘度 绝对粘度×10-3Pas 0 1.0000 0.008977 2 1.1234 0.010085 4 1.2572 0.0112865 6 1.4108 0.012650 8 1.6041 0.0143990 10 1.8432 0.016545 12 2.3187 0.019198 注：从表2中可以看出，当体积一定时，摩尔数越多，相对、绝对粘度越大。 (1)导电度：高纯盐酸导电度见表3和表4。 表3 18℃时不同浓度高纯盐酸之导电度 浓度（摩尔/升） 0.5 1 2 3 4 5 7 10 当量电导 327 301 254 215 181.5 152.2 106.2 64.4 8 / 28
表4 25℃时不同浓度高纯盐酸之导电度 浓度（摩尔/升） 0.25 1.00 2.25 4.00 6.25 9.00 当量电导 377.4 332.3 270.0 200.1 134.7 83.5 注：从表3及表4中可以看出，当体积相同时，摩尔数越多，导电度越低；当体积与摩尔数相同时，温度越高，导电度越大。 (1)沸点：高纯盐酸的沸点随浓度的不同而变化，不同浓度的高纯盐酸在1个大气压下的沸点见表5。 表5 HCL摩尔% 沸点℃ HCL摩尔% 沸点℃ 0.0 100 12.0 109.0 2.0 101.8 14.0 105.2 4.0 103.3 17.0 92.0 6.0 105.3 18.5 82.7 8.0 108.0 26.3 19.0 10.5 109.7
浓高纯盐酸加热时主要逸出氯化氢气体，而稀盐酸加热时则主要逸出水份，1个大气压下其恒沸点为110℃，浓度为20.24%。 (1)挥发性：20%以上的浓酸暴露于大气之中，其外逸之氯化氢气体和空气中的水蒸气结合形成白色烟雾。 (2)比热： 31%的高纯盐酸在20℃时CP=2574.882J/kg.℃。 化学性性： 9 / 28
(1)和碱中和反应生成盐和水 HCL+NaOH=NaCL+H2O (2)和碱性氧化物复分解反应生成盐和水 6HCL+Fe2O3=2FeCL3+3H2O (3)和某些金属发生置换反应，生成盐、氢气（氢前金属） 2HCL+Fe=FeCL2+H2↑ (4)和其它盐类分解反应生成新盐 HCL+AgNO3=AgCL+HNO3 (5)和金属过氧化物复分解反应生成低价氧化物放出氯气 MnO2+4HCL=MnCL2+2H2O+CL2↑ (6)与氨生成氯化铵 HCL+NH3=NH4CL (7) 腐蚀性 盐酸具有极强的腐蚀性，各种动植物的纤维和除少数贵重金属外的大多数金属都不耐盐酸的腐蚀，以三份盐酸一份硝酸混合而成的“王水”能溶解金属类的贵金属。因此高纯盐酸的储运容器通常用陶瓷、玻璃钢制的，或钢体耐酸橡胶或其它树脂。（即玻璃瓶、聚乙烯塑料桶等） 4、生产原理 氯气和氢气在常温常压无光的条件下反应进行的很慢，但温度达到440℃以上时，反应迅速进行，甚至产生爆炸，但在适当控制条件下，氯气和氢气可保持均衡燃烧，反应放出大量的热，氯化氢合成热为92KJ/mol，化学方程式为： H2+Cl2=2HCl 10 / 28
反应生成的氯化氢气体溶于高纯水或者说用高纯水吸收成为高纯盐酸。这个吸收过程本质上是氯化氢分子越过气液两相界面向水中扩散的过程。 影响吸收过程的因素有以下几方面： a）温度的影响：氯化氢是一种极易溶于水的气体，但其溶解度与温度密切相关，温度越高，溶解度越小。另一方面，氯化氢在水中溶解时会放出来很大的溶解热，以而降低氯化氢的溶解度，因此，在合成炉夹套内通冷水以移走氯化氢的溶解热及合成热，确保酸的浓度和提高吸收效率。 b）氯化氢纯度的影响；在一定的温度下，溶解过程取决于气相中氯化气体的分压即氯化氢的纯度，氯化氢纯度越高，制备的盐酸浓度越高； c）流速的影响：根据双膜理论，对于像氯化氢一类易浴于水的气体来说，氯化氢气体流速越大，氯化氢分子扩散的速度较大，吸收效率也就越高； d）气液接触相界面的影响：气体接触的相界面越大，氯化氢分子向水中扩散的机会越多，酸的浓度越高。 5、流程叙述 由液氯来的氯气和由氢气处理来的氢气分别经过氯气缓冲罐、氢气缓冲罐、氢气阻火器、氢气分配台、氢气阻火器和各自的流量调节阀，按一定的比例（氯气与氢气之比为1：1.05-1：1.10）进入三合一炉顶部的石英灯头。氯气走石英灯头的内层，氢气走石英灯头的外层，二者在石英灯头燃烧，合成炉顶部部进入，经三级布液成膜状沿合成炉壁下流至吸收段，再经分酸环流入块孔式石墨吸收段的轴向孔，与氯化氢一起顺流而下。与此同时，氯化氢不断地被稀酸吸收，气体浓度变得越来越低，而酸浓度越来越高，最后未被吸收的氯化氢经三合一炉底部的分离段，进行气液分离，浓盐酸流入高纯盐酸中间罐，未被吸收的氯化氢进入尾气吸收塔底部，由稀酸循环泵送