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氯气处理1.1.1物理性质 分子量70.906 密度3.24Kg/m3(10℃0.1MPa气压下) 沸点-33.90℃(0.1MPa气压下) 临界常数温度t1=144℃压力Pc=7.61MPa 气化热20.42KJ/mol 溶解度1.462g/100gH2O(10℃0.1MPa气压下) 溶解热22.102KJ/mol 水合物温度小于9.6℃与水生成Cl2•8H2O水合物 生成热76.85KJ/mol 外观气体为黄绿色,液体为黄色微橙透明液体 嗅味具有窒息性刺激臭味 1.1.2化学性质 氯属卤族元素化学性质非常活泼,除了对惰性气体、碳、氮等元素外,几乎可以与各种元素直接化合。氯也能和许多化合物起反应,所以在自然界中以游离状态存在的氯是极少的,大多呈无机化合物存在。食盐(NaCl)即为其代表性的化合物。 ⑴氯气与金属的反应:氯气易与各种金属反应 生成氯化物;如 2Ag+Cl2→2AgCl2Fe+3Cl2→2FeCl3 完全干燥的氯气或液氯在常温下几乎不与金属作用,但也有例外,如钛(Ti)与湿氯不起反应,而与干燥氯生成氯化物: Ti+XCl2→TiCl2,TiCl3,TiCl4 ⑵氯气与无机化合物的反应:如 2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O ⑶和水的作用:氯微溶于水。在9.6℃以下生成水合物Cl2•8H2O。因此,在冬季,水同氯很易生成水合物结晶,在常温下,氯微溶于水生成少量的盐酸和次氯酸: Cl2+H2O→HClO+HCl 在光和热的影响下,次氯酸容易分解,析出氧而生成盐酸: HClO→HCl+[0] ⑷和氢的反应:H2+Cl2→2HCl+44千卡 ⑸和氨的反应:8NH3(过量)+3Cl2→6NH4Cl+N2+348.4千卡 4NH3+3Cl2(过量)→3NH4Cl+NCl3+119.7千卡 1.1.3用途 氯气的用途很广,是化学工业生产中很重要的化工原料。液氯、漂白粉、次氯酸钠等用于上下水,游泳池的消毒;次氯酸钠、液氯等用于纸浆及棉纤维、化学纤维的漂白,氯化纸浆的制造;还用于气体冶炼,将一些元素的矿物制得氯化物,然后还原成产品,制造无机及有机氯化物等。 1.2氯气处理的任务1.3氯气的冷却、干燥、净化存在问题: ①洗涤塔仅洗涤湿氯气中的大部分盐雾和有机杂质,洗涤不彻底,剩余的杂质会在钛管冷却器进口管处沉积,随着装置运行时间的延长,会堵塞氯气进口管,增加系统阻力。 ②湿氯气经洗涤后,温度仍然偏高,进入钛管冷却器与循环冷却水进行热量交换,由于管式换热器的传热系数较低,而钛材质价格较高,换热面积又不宜过大,为满足生产工艺控制需要,需要增大循环冷却水用量,不仅增加动力电消耗。而且使从一级钛管冷却器内出来的冷却水温度超过40℃,也加快了循环水中Ca2+、Mg2+等杂质在钛管冷却器列管外壁的结垢速度,夏季循环水温度偏高时就特别明显,进一步恶化了传热效果,致使从一级钛管冷却器出来的氯气温度超过40℃,给二级钛管冷却器增加了负荷,使得从二级钛管冷却器出来的氯气温度超出了工艺控制指标12~15℃,导致硫酸消耗量超标。(2)目前常用的氯气洗涤冷却工艺⑵氯气干燥 干燥的目的:为了使氯气能用钢铁材料制成的设备及管道进行输送或处理,要求氯气的含水量小于0.05%(如果用透平压缩机输送氯气,则要求含水量小于100ppm)。因此必须将氯气中的水分进一步除去。 使用硫酸的原因:(1)不与氯气发生化学反应;(2)氯气在硫酸中的溶解度小;(3)浓硫酸有强烈的吸水性;(4)价廉易得;(5)浓硫酸对钢铁设备不腐蚀;(6)浓硫酸可以回收利用等特点,故浓硫酸时一种较为理想的氯气干燥剂。 硫酸的浓度愈高、温度愈低,硫酸的干燥能力也就愈大,即氯气干燥后的水分愈少。但如果硫酸的温度太低的话,则硫酸与水能形成结晶水合物而析出。因此原料硫酸与用后的稀硫酸在储运过程中,尤其在冬季必须注意控制温度和浓度,以防止管道堵塞。硫酸浓度在84%时,它的结晶温度为+8℃,所以在操作中一般将H2SO4温度控制在不低于10℃。此外,硫酸与湿氯气的接触面积和接触时间也是影响干燥效果的重要因素。不同的氯碱生产厂家采用的氯气干燥工艺装置有所不同,一般采用两级串联硫酸干燥塔。塔型主要有填料塔、泡沫塔或泡罩塔等,其二者任意串联组合,都能满足生产工艺控制指标要求,所不同的是二级干燥塔的塔顶部进酸质量分数要大于95%,一级干燥塔所使用的硫酸是二级干燥塔吸收水后的浓度较低的硫酸(硫酸质量分数高于75%)。 填料塔串联硫酸循环流程:该流程对氯气负荷波动的适应性好,且干燥氯气的质量稳定,硫酸单耗低,系统阻力小,动力消耗省。但设备大,管道复杂,投资及操作费用较高。 泡沫塔(泡罩塔)干燥流程:此流程设备体积小,台数少,流程简单,投资及操作费用低。其缺点时压力降较大,适应氯气负荷波动范围小。⑶氯气的净化

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