《离子膜烧碱毕业设计》-毕业论文.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 46 前 言 毕业设计是国家高等工科学校极其重要且必不可少的教学工作之一，是提高和检验学生学习质量的重要手段。其主要目的是全面巩固已学过的基本理论知识，提高实践及创新能力。本文在简要介绍烧碱生产的方法基础上，重点对二次盐水精制和脱氯进行了介绍，并在此基础上进行物料衡算和能量横算，进而确定出主要工艺设备的型号、尺寸及数量，最后绘制出带控制点的工艺流程图、设备平面布置图、管路布置图及主要设备一览表等。 通过此次设计，全面培养和检查了我们综合运用所学知识提高理论联系实际的能力和素质，巩固和加深了基础知识和基本技能训练。通过进行化工专业知识的初步设计的学习和训练，从而将所学的知识由感性认识提高到理性认识，为以后工作奠定基础． 由于自身能力所限，设计中的疏漏在所难免，敬请各位老师能给予批评和指正！ 第一章 概 述 1.1氯碱工业简述 氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及此衍生系列产品的基本化学工业，其产品广泛用于国民经济各个部门，对国民经济和国防建设具有重要的作用。随着国民经济的快速发展，氯碱工业及其相关产品涉及国民经济和人民生活的诸多领域，除应用于化学工业本身外，在轻工、纺织、石油化工、有色冶金和公用事业等领域也均有很大用途。氯碱工业的主要产品如烧碱、氯气、氢气还被广泛应用于医药、冶金、电力、国防、军工、建材和食品加工等工业部门，耗碱和耗氯产品，已达数千种。为此，拟在呼和浩特市新建40Kt /a烧碱的氯碱厂，以满足周边市场的需求。 1.2设计项目概况 本次设计是年产40kt/a离子膜制碱项目。建厂地址选在呼和浩特市，年平均气温t=6.2℃。在生产过程中产生的液碱可以直接销售，也可浓缩为片碱产品；副产品氯气和氢气主要合成氯化氢气体供PVC生产聚氯乙稀及产高纯酸，剩余的氯气生产液氯。 1.2.1烧碱的物化性质 1、化学式：NaOH 2、分子量：39.999 3、比重：2.13（20℃）。在熔融状态下，当温度为340～500℃时其重度为1.8～1.9g/cm3。烧碱溶液的比重随浓度的提高而增加。 4、外观：纯净的烧碱为白色，呈羽毛状，为不透明固体结晶。一般工业品含有少量氯化钠和碳酸钠，呈白色稍带浅色光泽固体结晶。 5、溶解度：易溶于水，15℃时为26.4克分子/升。在水中的溶解度随溶液的温度升高而增加，亦能溶于醇类、乙醚中。 6、溶解热：10.10千卡/克分子（溶于200克分子水中）。烧碱溶于水时释放热量，浓度越高释放的热量越大，这种热量称为溶解热。如果把浓度的的烧碱浓缩、脱水需要吸收热量，这个热量称为脱水热。不同浓度时的脱水热也不同。 7、生成热：101.99千卡/克分子 8、熔点（凝固点）：318.4℃时能制得熔融的几乎不含水的烧碱，不同浓度的烧碱溶液具有不同的凝固点。在工业生产中，由于固碱中含有少量氯化钠和少量水，因此其凝固点在320℃左右[1]。 9、沸点：1390不同浓度的烧碱溶液具有不同的沸点。同时溶液的沸点随着溶液面上的蒸汽压的降低而下降。 10、比热：0.378千卡/千克℃（19～100℃时的平均值）。烧碱溶液的比热随着溶液浓度的提高而下降，同时升高溶液温度，比热也有所下降。 11、熔融热：0.495千卡/千克℃（熔融319℃） 12、汽化热：31.6千卡/克分子 13、导热系数：0.87千卡/米·小时℃（熔融400℃） 14、固体烧碱吸湿性很强，放置空气中能吸收大气中的水分变成液碱，这种现象成为潮解。 15、烧碱及其水溶液对动物和植物组织（如皮肤、织物、纸张等）有机物质有强烈的腐蚀作用。因之易潮解故固体烧碱必须贮于密闭的铁罐或塑料的包装袋中。 1.2.2烧碱的主要用途 烧碱是国民经济各部门用途极广的基本化工原料。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。 1.3原盐及盐水溶液的性质 1.3.1原盐概述 ① 原盐的来源 世界上的盐大部分存在于海水中，海洋中氯化钠的浓度平均为33-36 g/L。由于地壳变化，海洋的一部分分离内陆海，经过亿万年的自然蒸发，形成盐湖(如大盐湖和死海)和盐池。其沉积在地下的就成为岩盐(矿盐)。因此原盐有海盐；湖盐；井盐和矿盐四种。 ② 各国的原盐组成 原盐的质量因产地和生产方法的不同，质量不一。就NaCl而言，湖盐质量最佳，NaCl含量96-99%；井矿盐次之，NaCl含量93-98%；我国原盐的组成见表1-1： 表1-1中国原盐组成[2] 品种 产地 NaCl Ca2+ Mg2+ H2O 水不溶物 海 盐 河北长芦 94.47 0