离子膜车间氯氢处理规程

PAGEPAGE18Q/HSHJ04.122-2005离子膜车间氯氢工段岗位操作规程2012.7.1发布2012.7.1实施1、产品概述1.1产品的物理、化学性质1.1.1氯气氯气是由饱和食盐水经直流电电解而得，分子式为CL2，分子量为70.906。1.1.1.1物理性质氯在常温时呈黄绿色气体，有毒有较强的刺激性气味，对人体呼吸道、粘膜有强刺激作用，在0℃，0.1Mpa条件下，每立方米氯气重3.214千克氯气是一种易液化的气体，绝对压力为0.1Mpa的纯氯气液化温度随压力的增大而升高，氯气在绝对压力0.1MPa,－9.6℃时能与水生成Cl2•8H2O的水合物，呈结晶状态存在，其生成热为76.74kj/mol［Cl２氯气能在水中溶解，但溶解度不大，温度越高，氯气在水中的溶解度就愈小，常压下氯气在水中的溶解度见表1。表1常压下氯气在水中的溶解度温度℃溶解于1升水中的氯气（升）100克水中溶解氯气的克数（克）04.611.46103.1480.9972202.2990.7293301.7990.5723401.4500.459501.2160.3925601.0250.3925700.8620.2793800.6830.2227900.3900.12710000电解槽产生的Ｃl２被水蒸汽饱和，温度愈低，湿氯气中的水蒸汽分压愈小，即含水量愈少，如90℃水蒸气分压525.8mmHg柱，含水量为：571g/kg，15℃水蒸气分压12.8mmHg柱，含水量1.1.1氯气的化学性质是非常活泼的，在不同温度下，可以与很多种元素或化合物起反应，所以氯在自然界以游离态存在者极少，但干燥氯气的化学性质不太活泼，不易与金属起反应（金属钛除外）。氯气溶于水中，生成次氯酸和盐酸Cl2+H2O→HClO+HClHclO→HCl+[O]放出的初生态氧是强氧化剂，对金属腐蚀性极强在氯气中燃烧生成氯化氢Cl2+H2→2HCl+44kcal/mol氯气和氢气的混合物经光照、明火、高温和撞击均可发生爆炸，其爆炸极限为氯中含氢5—87.5%。氯气和氨反应可生成氯化氨8NH3+3Cl2—6NH4Cl+N2+348.4kcal/mol1.1.2氢气氢气是由饱和食盐水溶液经过直流电电解而得，分子式：H2，分子量：2.016。1.1.2.1在通常情况下，氢气是一种无色、无味、无毒的气体，它是所有气体中最轻的，在标准状态下，每升重0.0899克。氢气在水中的溶解度很小，在标准状态时，100体积的水中仅能溶解2体积氢气，在常压下，氢气的沸点为-252.7℃，凝固点为-259.21.1.2.2化学性质a、氢气极易自然，也易助燃，在常温下与氧化合极缓和，但在800以上或点火时，则放出蓝色的火焰，并发生爆炸生成水，同时放出大量的热。2H2O+O2—2H2O氢气在氯气中燃烧放出大量热生成氯化氢H2+Cl2—2HClb、氢气与空气混合极易发生爆炸，其爆炸极限为含氢气4.1—74.2%。c、氢气不但能和游离态的氧起反应，而且能和某些氧化物里的氧起反应。例如：在电解槽阴极室，次氯酸钠在阴极上产生的氢原子作用，被还原为氯化钠。NaClO+2[H]—NaCl+2H2ONaClO3+6[H]—NaCl+=3H2O1.2产品标准1.2.1氯气1氯气纯度≥98%2水份（重量%）≤150ppm3氯中含氢（体积%）≤0.4%氢气序号指标名称指标要求1氢气纯度（体积%）≥98%2氢中含氧（体积%）≤0.4%3氢中含水（重量%）≤0.06%1.3产品用途1.3.1氯气氯气可用于制造盐酸、漂粉、漂粉精、液氯、次氯酸钠、三氯化铁等无机氯化物，还可用于制造聚氯乙烯、合成橡胶、农药等。氯气在矿石精炼等工业上也得到广泛应用，我厂用于生产液氯、氯化氢、盐酸、次氯酸钠。1.3.2氢气氢气除可作为盐酸、合成氨、某些有机体中间体的加氢、辛醇、硬化油脂等的主要原料外，还可以作为金属冶炼的还原剂，切割、焊接金属及电子工业半导体材料高纯硅的提纯等，液态氢还可以做火箭或导弹的高能燃料，我厂用于生产氯化氢和盐酸。2、原辅材料规格编号名称规格1氢气纯度（%）≥99%2氯气纯度（%）≥98%3工业循环水PH值=74浓硫酸浓度≥98%5冷冻水03、生产的目的及原理3.1氯气处理的目的由电解来的氯气温度很高，约在80℃—903.1.2氢气处理的目的由电解来的湿氯气湿度很高，约在80—90℃3.2生产原理3.2.1氯气处理的原理从电解来的湿氯气温度很高，含有约20%的水份，被水蒸汽所饱和，湿氯气所带的饱和水蒸汽量与温度有关，温度越高，所带的水蒸汽量也越高（参看表3.2.1）温度（℃）水蒸汽分压（Kpa）水蒸汽含量（g/m3）1千克氯气中水蒸汽含量（g）101.22659.43.1202.333117.35.9304.239630.010.8407.399351.219.85012.332183.134.96019.918013061.67031.15691891128047.34192932199070.0943419571因此采取冷却措施降低湿氯气温度，减小饱和水蒸汽的分压，就可降低湿氯气的含水量。假如，从电解来的湿氯气是80℃，则每千克氯气含有219克水，若温度降低至15℃，这时每千克氯气中含4.33克水，所以，每千克湿氯气从80℃冷却到15冷却后的氯气温度越低，则含水量越少，但也不能把温度降得太低，因为若低于9.6℃时，将形成氯的水合物结晶Cl2·8H2生产上需要氯气含水不超过150ppm，单用冷却措施还达不到这个要求，为此次用浓硫酸干燥方法进一步吸收氯气冷却后剩下的少量水份。由于硫酸具有：（1）硫酸不与氯气发生反应，氯在硫酸中的溶解度极小；（2）硫酸的脱水效率高；（3）价廉易得；（4）浓硫酸对钢铁设备不腐蚀；（5）稀硫酸可回收利用，故浓硫酸是一种较理想的氯气干燥剂。浓硫酸具有强烈的吸水性，当它和含水的物质相遇时，就会把该物质中的水份吸收出来，生成一系列硫酸的水合物（如H2SO4·H２O，H2SO4•2H2O，H2SO4•4H2O） 达到脱水的目的，因此，我们选用硫酸作为干燥剂来吸收氯气中剩余水份，从而达到指标要求。硫酸的吸水性与浓度、温度有关。大气压下，25℃时，留在95.1%硫酸表面1升空气中水蒸汽的毫克数为0.3，留在100%硫酸表面1升空气中水蒸汽的毫克数为0.003，要保证干燥塔的硫酸浓度及温度，才能保证氯气的干燥效果。氯气干燥采用填料塔和泡罩串联的方式，使氯气和硫酸充分接触，填料塔用酸浓度为78—3.2.2氢气处理的原理从电解来的氢气温度很高，含有盐雾、碱雾和大量的水份，湿氢气所带的饱和水蒸汽与温度有关，温度越高，所带的水蒸汽量也越高。输送氢气我们采用的是液环式压缩机，液环介质是软化水，叶轮的旋转，形成液环，叶片之间形成大小不等的气室，达到抽吸和压缩的目的。由于压缩机械对氢气及液体的作用，产生大量热量，使氢气温度上升。因此，泵后采用冷冻水冷却的办法降低氢气温度，减少带水量。4、生产工艺流程4.1工艺流程图（附后）4.2工艺流程简述4.2.1氯气处理电解来的80-90℃的高温氯气由底部进入氯水洗涤塔T501用生产水通过泵进入T501，使氯气温度降到40—45℃，（生成的氯水通过冷却，到电解工段真空脱氯），然后再从顶部进入钛管冷却器E501，氯气走管内，用冷却水冷却，使温度降至12—15℃，然后经氯水捕集器N501除去夹带液滴，然后氯气从底部进填料塔T502，78—90%的硫酸由泵P502A/B加压，经硫酸冷却器E503冷却后从上部进入填料塔，由分布器分布在填料表面，与从底部上来的氯气进行传质，吸收Cl2中的水份。氯气由下部进入泡罩塔T503。98%的硫酸由泵P509从硫酸储槽V511打入硫酸高位槽V504，然后从上部加入泡罩塔，硫酸与从下部上来的氯气充分接触，进一步吸收其中的水份，后再经过酸雾捕集器N502A、N502B，干燥后经透平机C501A4.2.2氢气处理由电解来的80—90℃的高温湿氢气经过氢气冷却器，温度降至40—45℃之间，然后进入氢气泵C—551A/B/C加压至0.06—0.1Mpa，再经过最终冷却器E533降温后，经水变捕集器N5、岗位生产控制指标5.1氢气纯度≥98%（合成分析为准）5.2Cl2钛冷却器温度12—155.3Cl2纯度≥98%，含H2≤0.4%5.4干燥硫酸浓度：填料塔78—90%泡罩塔≥98％5.5压力（泵后）：氯气≤0.25Mpa氢气≤0.2Mpa5.6Cl2含水≤150ppm6、岗位操作法6.1开车前准备工作6.1.1检查动力电和照明电以及工艺水是否正常6.1.2与电解和合成联系6.1.3检查各阀门的开关是否灵活、严密；压力表、压力计是否灵活准确，阀门是否处于关启位置6.1.4同冷冻岗位联系，保证开车时供给水6.1.5检查氢气泵循环水贮槽软化水量是否够用，如不够用，进行补充6.1.6检查各酸槽是否够用，不够补充6.1.7盘动并点试氢气泵、氯气泵、酸泵和软化水泵，检查其是否正常（转向、声音、电流等），盘根或机械密封是否漏水、漏酸，应处于完好状态。6.1.8检查灭火器，防毒面具是否齐全、好用。6.1.9整个Cl2系统是否有不严密或松动，漏气6.1.10用N2置换氯气、氢气管线（初开车时）6.1.11与DCS联系检查氯动阀是否正常6.1.12检查碱液吸收塔、循环碱罐是否注入碱液。6.2开车操作6.2.1氯气系统开车操作接到开车通知后，与冷冻岗位联系送水，打开需用的各冷却水阀及有关回水阀，使其通水，打开泵机开启，浓硫酸泵，使酸循环，启动碱泵、氯水泵、引风机，循环水泵，调节规定压力。待电工到现场后，检查准备工作无差错后，启动透平机，然后开进口阀，调节氯气回流阀，使电解压力达到要求，随电流升高调节泵的抽气量，保证电解要求。6.2.2氢气系统开车操作接到开氢气泵通知后，通知合成要开H2排空阀，首先开启软化水泵阀门，使软化水回流。检查氢气泵分离器液面，待电工到现场后，点开氢气泵，待泵运转正常后，缓慢开启出口阀，关闭氢气回流阀，逐渐开启进口阀，根据抽力调整泵进口阀及氢气回流阀，注意氢气泵电流变化，检查泵后压力，与电解及时联系调整抽力，使运行达到正常。6.2.3氯气、氢气抽力自控系统运行法6.2.3.1开停车及大幅度升降电流情况下，自控系统不能运行，应采用原手动操作法进行操作。待系统抽力稳定并满足电解要求后，方可逐步投运自动调节系统。6.2.3.2投运方法a、具备6.2.3.1条件后，需要投运自空系统，首先检查仪表电源是否送上，气源阀是否打开，气压是否正常，报警系统是否正常，使调节器在手动位置，电解内抽力满足要求且稳定，检查压力指示仪与调节器上测量值指针指示是否正常且稳定。b、观察气动调节阀是否正常启闭，最后调节手动，使气动调节阀关闭和，调节自动调节器手动使设定值指针测量指针重合，然后调节器打自动，打开气动调节前后的隔断阀。c、手动调节阀门逐步关小，并保持一定开度，使气动调节阀开度在30—70%之间，然后停止手动调节，系统抽力完全进入自动控制状态。6.2.3.3自动控制系统的停运a、逐步打开手动调节阀门，这时气动调节阀开度逐渐减小。b、当气动调节阀完全关闭时，关闭气动调节阀前后隔断阀，调节器手动，恢复使用手动调节旁路阀调节抽力。c、长时间停车时要关闭压力指示仪的开关及气源阀门。6.2.3.4参加以上方法检查和操作氯水自动阀、事故氯气自动阀、氢气放空阀、钛冷自控阀。6.2.3.5正常停车操作人员经常与电解保持联系。b、到原有设定值不能满足电解要求时，可调整自动调节手动，改变设定值，使其满足电解要求。6.2.3.6异常情况处理及注意事项a、若抽力大或小报警时，气动调节阀已全开或全闭，而且电解房内抽力亦偏大或偏小，则说明自动调节抽力已不能满足要求，可调节手动旁路阀，使抽力满足要求，气动调节阀开度在30－70％，然后查找抽力变化原因并处理．b、若报警后采用，6.2.3Ac、若出现抽力过小报警，而压力指示与实际相符，并且电解室内抽力正常，则是电解电流偏低所致，可以消除报警后仍用自动控制．d、出现其他情况，自动调节不能满足要求时，均可立即采用手动旁路阀进行操作，并查找处理问题．6.3正常操作6.3.1经常与电解联系，调整氯气、氢气抽力．6.3.2经常检查钛冷进出口冷却水温度，流量及进出口氯气湿度，进行适当调节，保证符合生产控制点要求．6.3.3经常检查泡罩塔和填料塔的下酸量，检查硫酸浓度，使其符合工艺指标要求．6.3.4经常检查透平机泵的运转情况．6.3.5经常检查透平机各个仪表，透平机总的压力．6.3.6经常检查软化水泵和氢气泵的运转情况6.3.7经常检查氢气水封、氢气冷凝储罐、及时调整水液面定期排水．6.3.8经常检查泵后氢气压力6.3.9经常检查泡罩塔、填料塔的情况，控制废酸浓度在78－80％，以保证干燥效果，定期排酸至废酸槽6.3.10检查浓硫酸高位槽液面，及时供酸6.3.11检查碱液及收塔浓度，定期排给一次盐水．6.3.12认真及时填写生产原始记录，设备巡回检查记录，安全自检记录和设备润滑记录．6.3.13氢气泵的倒泵操作．a、与调度、电解、合成联系，并叫电工到现场检查有关电器；b、检查备用泵的水液面，盘动数转；c、检查各阀门是否灵活，严密好用，该开的开，该关的关，泵上回流阀应呈打开状态；d、调整分离器液位，之后点开备用泵，待泵运转正常后，缓慢打开出口阀门，关闭回流阀，观察抽力和液面，逐渐打开进口阀，调整好电解氢气抽力．e、按电解对好的抽力，逐渐关闭原运转进口阀，开戾回流阀，关闭出口阀，停下该泵，关闭加水阀门，使倒泵后生产转入正常操作．6.4停车操作6.4.1停车计划6.4.1.1接通知后，进行停车准备，通知合成H2排空，Cl2送往碱液吸收塔，根据电解抽力按顺序停泵．6.4.1.2停泵操作程序氢气泵：关闭泵入口阀，开启回流阀，关闭出口阀，停泵后关闭水阀．置换系统内H2及CL2，分析合格后，可按上述程序停车．6.4.2.1电解突然停直流电A、立即给合成发紧急停电＼停炉信号．B、调节H2、CL2抽力，打开回流阀，关小氢气泵及氯气泵进口阀．C、向厂调度报告查明情况后方可按停车程序进行停车．6.4.2.2动力电突然停电A、立即向合成发出紧急停电＼停炉信号．B、H2泵及CL2泵、酸泵、软化水泵等各种运行泵作紧急停车处理并向厂调度报告．6.5异常现象及处理6.5.1氢气部分序号不正常现象原因处理方法1抽力大1、泵出口压力低2、回流量3、电解降电流1、泵入口阀关小2、开大调节阀3、关小泵进口2抽力小1、回流量大2、泵出口压力高3、泵前设备管路堵4、循环水量小5、泵入口开的小或堵6、H2纯度低7、管路有水或结冰8、加水管堵塞1、关小调节阀2、与合成联系降压力3、检查疏通4、调节水量5、开大泵入口阀或疏通6、找漏堵漏7、检查放积水8、疏通3H2压力不稳定1、使用气量不稳定2、输送管路或设备堵3、泵循环水量不正常4、电流波动1、与合成联系解决2、检查放积水3、调节水加入量4、与调度联系4H2纯度低1、电解槽出口漏气或抽力大2、管路设备漏气3、泵盘根漏气1、与电解联系堵漏或调节抽力2、检查堵漏3、压盘根或填盘根5H2泵运转不正常1、加水量太大2、管路设备漏气3、泵内有杂音4、轴承坏1、与调度联系，关小加水2、疏通3、检修4、停泵检修6电机电流波动1、泵的负荷不均，水不稳2、泵的间隙不均3、电机绝缘不好4、泵内水垢厚，负荷大5、泵轴窜动6、泵内水太多1、与调度、电工联系、调整加水2、检修3、电工检修4、倒泵检修5、检修6、关小加水阀排分离器水7泵全跳闸电源、电器故障立即向整流，合成发紧急信号，作紧急停车处理8H2压力或电流突然降低1、直流电停2、降电流3、电解室内发生故障1、氯氢工序与调度联系了解停点时间，若超过一小时应停泵2、开大回流阀，关小入口阀3、与调度联系，了解电解情况9电解室内H2管着火1、雷击2、静电打火或室内明火1、不停电、视情况泵抽力不能太大，扑灭后调正常；2、迅速关闭泵出口、入口阀拉下电机开关，通知电解将H2排空10氢气抽力不稳1、氢气泵内水太多2、电流不稳3、泵前管道、设备有积水4、氢气泵有机械故障1、关小加水阀，排水至规定处2、与调度和整流联系3、排放积水4、找维修处理11紧急信号1、整流信号2、合成信号3、接到调度紧急停车通知1、立即向合成发信号，氯氢工序作紧急停车2、立即向整流发信号，氯氢工序作紧急停车12单泵跳闸1、电器故障2、机械故障倒泵后检查修理6.5.2氯气及干燥部分序号不正常现象原因处理方法1填料塔压力管液面波动填料塔积酸关小进酸阀，疏通放出积酸2泡罩塔前压力管液面波动管路设备有积水排放管路设备的积水3氯气平衡阀失调1、电解电流突然升高，超过泵的输送能力；2、泵后压力太高；3、低于10℃1、与调度、整流联系，调节电流；2、与合成、液氯联系降压；3、调节冷却水流量4冷却器氯气出口温度高1、进水量小2、断水1、自控阀出现故障2、通知调度，立即送水5氯气温度低1、抽力大、漏气；2、透平机密封漏气1、减少抽力，堵漏；2、找维修工修理6氯气抽力很大管路堵或结冰疏通管路7氯气干燥不好，含水量高1、泡罩塔加酸量小2、酸浓度低1、加大酸量2、换新酸8抽力大1、回流量小2、电流降低1、开大调节阀2、关小泵入口9抽力小1、回流量大2、泵入口阀开的小或堵3、电流有升高4、泵出口压力高5、CL2纯度低6、泵抽力小7、干燥塔或管路阀门堵塞1、关小调节阀2、开大入口阀或疏通3、开大泵入口阀4、与合成联系降压5