次氯酸钠设计项目说明指导书.doc

年产3000T次氯酸钠设计阐明书

次氯酸钠又称漂白液(水)，分子式为NaCIO，相对分子质量为74.442。工业制备次氯酸钠有效氯10-20%，电解食欲水产生次氯酸钠有效氯在1-5%左右。在水溶液中不太稳定，受温度、pH等各种因素影响，因而普通在低温、碱性溶液中保存。它生产工艺简朴、价格低廉，在水中以HCIO和CIO两种形态存在，并且HC10极不稳定，容易分解出氧气，因此次氯酸钠是一种高效氧化剂和含氯消毒剂。由于次氯酸钠溶液氧化能力强、作用快、效果好，且对环境无任何污染，因而次氯酸钠广泛应用于造纸、纺织等许多方面圈。
第一章、总论

第一节、产品技术指标

一、外观：淡黄色透明液体
二、有效氯含量：≥15%
三、游离碱含量：≤0.5%
四、比重：1.238-1.250
五、稳定性：热分解和见光易分解
第二节、工艺流程方框图
氯气
液碱
水
氯化钠
次氯酸钠

第三节、生产能力
一、单池生产能力：10T。
二、单池生产周期：8h。
第四节、原材料消耗T/T产品
一、氯气 0.1656
二、21%液碱 0.8712

第六节、人员定额
一、管理人员：3人
二、 生产工人：9人（其中操作2人/班，3班6人，维修3人）。
第七节、投资概算
一、设备投资： 150万
二、安装费： 30万
三、电力及配套设施 10万
四、基本设施 70万
五、其他 20万
六、流动资金 220万
七、共计 500万
第八节、效益分析
一、原料消耗
1）液氯 0.1656 × = 331.2元/吨
2）液碱 0.8712 × 500 = 435.6元/吨
小计 766.8元/吨
二、电力消耗： 0.800 × 500 = 400元/吨
三、管理费：（人工费400运费200维修费200） 800元/吨
四、包装： 60元/吨
五、税及附加费： 800元/吨
六、成本共计 12025元/吨
七、产品售价： 15000元/吨
八、可变利润： 2935元/吨

第二章、工艺计算

第一节、基本数据

一、HCl：1、密度： 1.371 kg/m3=37.56mol/m3=0.027 m3/mol（ 60℃,780mmHg）；
2、比热：0.2kcal/kg℃。
3、熔解热：126kcal/kg溶液（30%）；57kcal/kg溶液（12%）。
二、氯气：1、密度：2.837kg/m3=39.96mol/m3=0.025m3/mol（ 40℃,780mmHg）；
2、比热：0.1152kcal/kg℃。
3、汽化压力：0.2MPa（表压）
4、汽化温度：-20℃
5、汽化热：66kcal/kg。
三、副产盐酸：浓度30%。
四、氯苯：1、液体密度 1.10kg/L；
2、饱和蒸汽压
温度℃
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
蒸汽压kP
1.3
1.2
3.3
5.3
8.0
12.0
20.0
26.6
39.9
53.33
73.2
3、沸点 132.2℃
4、汽化热 79.19kcal/kg；
5、比热 0.32kcal/kg℃；
五、氯化反映热：352kcal/kgCl2
六、冷却水：
1、冷凝器：进口15℃，出口18℃
2、反映釜：进口60℃，出口100℃
七、氯化起始反映温度：80℃
八、氯化投料量：HDPE 150kg
液氯 500kg
氯苯 150kg
九、捏合机：温度120℃，压力20kP
十、一级真空：温度60℃，压力10kP
十一、二级真空：温度20℃，压力5kP
十二、时间按排：共计12h
1）、加料 60min
2）、升温 60min
3）、反映 450min
4）、吹氮 30min
5）、放料清理 15min
6）、加稳定剂、脱溶剂 60min
7）、出料 15min
8）、粉碎包装 30 min

第二节、物料衡算

一、氯化釜：
1、进料：1）、固液相
名称
重量kg
重量%
mol
mol%
体积m3
聚乙烯
150.0000
50.0000

163.0435
氯苯
150.0000
50.0000

136.3636
小计
300.0000
100.0000

299.4071
2）、气相：氯气：速度0—70kg/h，总加氯量500kg
氯气
500.000

2、出料：1）、液相（间歇）：
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯化聚乙烯
386.1549
72.9405

275.8250
氯苯
143.2560
27.0595

130.2327
小计
529.4109
100.0000

406.0577
2）、气相（持续出料合计）：110℃；速度138.1849kg/h，密度2.4341kg/m3
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
855.6339
77.39934
7605.6347
52.6316
239037.3409
氯化氢
249.8451
22.6006
6845.0712
47.3684
215133.6058
小计
1105.4790
100.0000
14450.7059
100.0000
454170.9467
二、回流冷凝器
1、进料：（持续出料合计）110℃；速度283.3371kg/h，密度2.8373kg/m3
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
855.6339
77.39934
7605.6347
52.6316
239037.3409
氯化氢
249.8451
22.6006
6845.0712
47.3684
215133.6058
小计
1105.4790
100.0000
14450.7059
100.0000
454170.9467
2、出料： 1）、气相（持续进料合计）：20℃；速度32.5109kg/h，密度1.5596kg/m3
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
10.2424
3.9381
91.0434
1.3126
2189.0092
氯化氢
249.8451
96.0619
6845.0712
98.6874
164580.0170
小计
260.0875
100.0000
6936.1146
100.0000
166769.0262
2）、液相（持续出料合计）：20℃；速度250.8262kg/h，密度1.16kg/m3
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
845.3915

228.02378
三、氯苯吸附器
1、进料：气相
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
10.2424
3.9381
91.0434
1.3126
2189.0092
氯化氢
249.8451
96.0619
6845.0712
98.6874
164580.0170
小计
260.0875
100.0000
6936.1146
100.0000
166769.0262
2、出料：气相
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
1.0000
0.3987
8.8889
0.1297
213.7210
氯化氢
249.8451
99.6014
6845.0712
99.8703
164580.0170
小计
250.8451
100.0000
6853.9601
100.0000
164793.7380
四、氯苯吸附器
1、进料：气相
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
1.0000
0.3987
8.8889
0.1297
213.7210
氯化氢
249.8451
99.6014
6845.0712
99.8703
164580.0170
小计
250.8451
100.0000
6853.9601
100.0000
164793.7380
2、出料：气相
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
0.1000
0.0400
0.8889
0.0130
21.3723
氯化氢
249.8451
99.9600
6845.0712
99.9870
164580.0170
小计
249.9451
100.0000
6845.9601
100.0000
164601.3893
四、盐酸吸取塔：
1、进料：1）、温度20℃；密度1.5185kg/m3
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积m3
水
531.1333
68.0000

氯化氢
249.9451
32.0000

小计
781.0784
100.0000

五、脱溶剂：
1、进料
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯化聚乙烯
386.1549
72.6660

275.8250
环氧树脂
2.0000
0.3764

2.0000
氯苯
143.2560
26.9576

130.2327
小计
531.4109
100.0000

408.0577
2、出料
1）、液相
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯化聚乙烯
386.1549
97.4950

275.8250
环氧树脂
2.0000
0.5050

2.0000
氯苯
7.9215
2.0000

1.8182
小计
396.0764
100.0000

279.6432
2）、气相
名称
重量kg
重量%
Mol
mol%
体积L
氯苯
135.3345
100.0000
1104.7714
100.0000
35628.4146

第二节、热量衡算

一、氯化釜：
1、反映温度：最低80℃；最高110℃，按计算110℃
2、氯化反映热：Q=352×60= 21120kcal/h
3、排出气体带出热量Q=11974.9368kcal/h；
其中：氯化氢249.8451×（110-20）×0.2/8 = 562.1515kcal/h
氯苯冷凝热845.3915×79.2/8 =8369.3759kcal/h
氯苯降温热845.3915×（110-20）×0.32/8 =3043.4094 kcal/h
4、传热面积：4.5m2
5、反映釜放热：21120-11974.9368=9145.0632kcal/h
6、传热系数：K=9145.0632/4.5/24.85=81.8<100
7、反映釜冷却消耗水量：228kg/h
二、回流冷凝器：
1、冷却水进口温度15℃，出口温度18℃并流
2、冷却热11974.9368kcal/h
3、聚四氟乙烯换热器K=80 kcal/ M2h
4、换热面积为：11974.9368/80/22=6.8039M2
5、冷却水消耗：3991.6456 M3/h
三、氯化氢吸取塔：
1、氯化氢熔解热：126×249.9451/8×9= 35429.7179kcal/h
2、加水量：531.1333/8×9=597.5250kg/h
3、副产盐酸：781.0784/8×9=878.7132 kg/h
4、绝热吸取温度升高35429.7179/878.7132=40.32℃，可以绝热吸取
四、溶剂回收系统
1、捏合机
1）、氯苯汽化热：135.3345×79.19=10717.1391kcal/h
2）、加热功率：10717.1391×4.18/3600=12.44kw取18kw
2、一级真空系统
3、二级真空系统

第三章、设备计算及选型

一、氯气汽化器：
取汽化温度-5℃，K=1000kcal/m2h℃，汽化速度1000kg/h，
则汽化热为1000×66=66000 kcal/h
传热面积A=3.3m2；
取钢瓶单个液氯排放速度为360kg/h，需四个钢瓶同步加氯。
外径89mm无缝钢管，长度为13.3米，取夹套换热器单管长度3m，9根
汽化水进口温度16℃出口温度8℃，汽化水消耗量8250 kg/h
二、 氯气总管及缓冲罐：
取氯气流速10m/s，压力0.15Mpa，管道内径0.0789m=80mm
缓冲罐容积1000L，直径800
三、流量计：取氯气流量为70kg/h，密度为3.2kg/m3，体积流量21m3/h；
故取流量计流量范畴2.5-25m3/h
四、氯化釜：
1、设备型号：K—1000L搪玻璃反映釜
2、搅拌功率：11kw
3、搅拌机转速：120转/分
4、实际使用传热面积：4.5m2
五、回流冷凝器：用聚四氟乙烯换热器传热面积10M2
六、氯苯吸附器
1、气体流量20.8461M3/h
2、取吸附器内气体流速为0.1m/s
3、吸附器直径0.2715m取400mm
4、吸附时间15s
5、吸附器高度1.5m，容积188L，可装填堆积密度0.5聚乙烯90kg。
七、氯苯吸附塔
1、单釜气体流量20.6M3/h，九台釜合计流量185.4 M3/h
2、取吸附器内气体流速为0.1m/s
3、吸附器直径0.809m取800mm
4、吸附时间15s
5、吸附器高度1.5m，容积750L，可装填堆积密度0.5活性炭350kg。
八、氯化氢吸取塔：
1、单釜气体氯化氢32kg/h，九台釜合计流量288kg/h
2、外形尺寸：D=325mm，H=1400mm，内径300mm；材质PVC
3、配套供水能力597.5250kg/h
七、尾气喷射泵：（氯气循环用）选用北京玻璃仪器厂产低负压喷射泵19—021型1#
九、循环水槽：
1、外形尺寸：D=630mm，H=1400mm，内径600mm；材质PVC
2、冷却盘管：长度60m，面积3.7m2，总容积：420L
十、真空溶剂回收系统：
1、真空捏合机500L，加热功率18kw
2、一级真空系统：
1）、排出蒸汽流量：35.6284=36M3/h
2）、循环泵：3kw磁力驱动聚四氟乙烯
3）、配套循环罐1000L
3、二级真空系统：
1）、排出蒸汽流量：35.6284=36M3/h
2）、循环泵：3kw磁力驱动聚四氟乙烯
3）、配套循环罐1000L
4）、配套聚四氟乙烯换热器冷却面积5358.5695/100/5=21.434278M2