氯气处理(最终版).ppt

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