CN107869651B - 液氯与氯气共线生产与使用工艺及其设备 - Google Patents

液氯与氯气共线生产与使用工艺及其设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液氯与氯气共线生产与使用工艺及其设备，具有氯气加压液化装置、液氯储存装置、热交换装置、液氯气化装置、储气罐、三氯化磷生产装置。液氯出口联通液氯入口，高纯氯气出口联通高纯氯气入口，氯气原料出口联通氯气原料入口。另有安全出口A、安全出口B均联通初级氯气入口，进入下一个循环。该发明将氯气液化消耗冷量与液氯汽化需要热量结合起来使用，能量充分利用，并为三氯化磷生产提供更为纯净的氯气。

Description

液氯与氯气共线生产与使用工艺及其设备
技术领域
本发明涉及氯碱工业生产中的节能降耗技术。
背景技术
国内在氯气液化、液氯汽化节能利用方面的现状：
由原化工部组织编写的《氯碱生产技术》一书提到的液氯热交换器可节约能源消耗量40%，单位面积汽化量大，但是流程比较复杂，而且存在三氯化氮积聚风险，需要定期排污，既会损耗一定量的液氯，而且排污过程易发安全事故。
国内某氯碱厂将低压氯气液化所释放出的热量通过制冷介质氟利昂提供给液氯汽化使用。以及专利申请号为2013102240749的发明公开了一种液氯汽化的新方法。利用三氯化磷或者三氯氧磷生产过程中产生的冷却水来加热氯气使之汽化。本发明充分利用了能源，给本发明有益的启示，但是对氯气资源的利用办法和其好处未能公开。
发明内容
发明目的：
提供一种充分利用氯气液化和气化的能量、为三氯化磷生产供应优质原料的液氯与氯气共线生产与使用工艺及其设备。
技术方案：
本发明的液氯与氯气共线生产，其设备具有氯气加压液化装置（具有初级氯气入口、液氯出口、安全出口A；外壁另具有冷却水水路，辅助提供液化需要的冷量）、液氯储存装置（液氯入口、液氯出口）、热交换装置（能够将氯气液化产生的热量吸收并释放用做氯气气化需要的热量）、液氯气化装置（具有液氯入口、高纯氯气出口；外壁另有水汽循环水路，辅助提供气化需要的热量）、储气罐（具有高纯氯气入口、氯气原料出口、安全出口B）、三氯化磷生产装置（具有氯气原料入口）。
液氯出口联通液氯入口，液氯出口联通液氯入口，高纯氯气出口联通高纯氯气入口，氯气原料出口联通氯气原料入口。
安全出口A供未完全液化的氯气流出，保证氯气加压液化装置中压力安全。安全出口B供超压后的氯气释放出来，保证储气罐中压力安全。安全出口A、安全出口B均联通初级氯气入口，进入下一个循环，而不能直接进入三氯化磷生产装置，因为其中的氯气可能掺杂了空气，纯度达不到要求三氯化磷合成需要的纯度。
所述的热交换装置可以采用热交换媒介，进行吸热和放热两种热交换过程，使得热量可以储存或者输送后进行热交换释放，满足生产线较长时的热交换要求。
本发明工艺过程：
外来的压缩氯气气源进入液化器，大部分被液化，少量未被液化的氯气经过第一气液分离器分离出来后流去分配台，大部分被液化的部分进入液氯储罐。
需要使用时，液氯储罐流出液氯进入过热器加热，少部分经过第二气液分离器，气化部分回流至液化器入口，其余液化部分回流至液氯储罐。过热器加热后的大部分经过气化器被气化为几乎纯净的氯气，进入氯气缓冲罐，最后送去三氯化磷合成装置使用。
本发明中，通过热交换，少量未能液化的氯气或者少量未能汽化的液氯，依靠各自外壁的热交换管路辅助作业，保证液氯全汽化需要。
本发明还可以连接节能汽化装置，连接在过热器与氯气缓冲罐之间，节能汽化与过热器循环连接，供热量循环交换使用，进行节能控制。优选氯气加压液化装置初级氯气入口的压力为0.5MPa左右，液氯气化装置的高纯氯气出口的氯气压力在0.15 MPa左右，这样氯气液化产生的热量基本等同液氯汽化的冷量（即气化需要的热量），此时能达到最佳的能源利用和节能效果。
未液化的氯气经过尾气分配台，送去合成盐酸。
如***压力高导致安全阀起跳，或者***检修时将***氯气抽出，经管道去淡氯气吸收塔，用碱液吸收氯气。
有益效果：
本发明经济及安全效益。
氯碱生产中氯气液化消耗冷量，液氯汽化需要热量，该技术将这两个过程结合起来使能量充分利用，将达到节能降耗目的。
申请人企业有液氯产量12.6万吨/年（15.75吨/小时，按8000小时计算）。经压缩后0.5Mpa左右的氯气在液化器和溴化锂机组6℃的冷冻水进行热交换，液氯进液氯贮槽。另因下游产品三氯化磷生产工艺要求高纯度氯气，因此必须通过液氯汽化才能达到要求，采用热水加热干式汽化工艺路线，汽化量为12吨/小时。两者结合起来，达到下列效果：
全过程为液氯干式汽化，无液氯在汽化装置中积存（节能器、热水汽化器）。充分利用节能汽化器能力。装置运行后，每年节约费用（原用于液氯汽化的热能及提供氯气液化的冷量费用）约600万。
附图说明
附图1是本发明的液化及汽化工艺流程示意图；
图中，1-液化器；2-第一气液分离器；3-液氯储罐；4-第二气液分离器；5-过热器；6-气化器；7-氯气缓冲罐；8-三氯化磷合成装置；9-尾气分配台。
具体实施方式
如图1所示的液氯与氯气共线生产与使用设备，具有氯气加压液化装置、液氯储存装置、热交换装置、液氯气化装置、储气罐、三氯化磷生产装置；
氯气加压液化装置具有初级氯气入口、液氯出口、安全出口A，外壁另具有冷却水水路，；液氯储存装置具有液氯入口、液氯出口；液氯气化装置具有液氯入口、高纯氯气出口，外壁另有水汽循环水路；储气罐具有高纯氯气入口、氯气原料出口、安全出口B；三氯化磷生产装置具有氯气原料入口；
液氯出口联通液氯入口，液氯出口联通液氯入口，高纯氯气出口联通高纯氯气入口，氯气原料出口联通氯气原料入口。
安全出口A供未完全液化的氯气流出，安全出口B供超压后的氯气释放出来，安全出口A、安全出口B均联通初级氯气入口，进入下一个循环。
外来的压缩氯气气源进入液化器，大部分被液化，进入液氯储罐；
需要使用时，液氯储罐流出液氯进入过热器加热，过热器加热后的大部分经过气化器被气化为几乎纯净的氯气，进入氯气缓冲罐，最后送去三氯化磷合成装置使用。

Claims (1)

1.一种液氯与氯气共线生产与使用设备，其特征在于：具有氯气加压液化装置、液氯储存装置、热交换装置、液氯气化装置、储气罐、三氯化磷生产装置；
氯气加压液化装置具有初级氯气入口、液氯出口、安全出口A，外壁另具有冷却水水路，辅助提供液化需要的冷量；液氯储存装置具有液氯入口、液氯出口；液氯气化装置具有液氯入口、高纯氯气出口，外壁另有水汽循环水路；储气罐具有高纯氯气入口、氯气原料出口、安全出口B；三氯化磷生产装置具有氯气原料入口；
液氯出口联通液氯入口，高纯氯气出口联通高纯氯气入口，氯气原料出口联通氯气原料入口；
安全出口A供未完全液化的氯气流出，安全出口B供超压后的氯气释放出来，安全出口A、安全出口B均联通初级氯气入口，进入下一个循环；
还连接有节能汽化装置，连接在过热器与氯气缓冲罐之间，节能汽化与过热器循环连接，供热量循环交换使用；
外来的压缩氯气气源进入液化器，大部分被液化，少量未被液化的氯气经过第一气液分离器分离出来后流去分配台，大部分被液化的部分进入液氯储罐；
需要使用时，液氯储罐流出液氯进入过热器加热，少部分经过第二气液分离器，气化部分回流至液化器入口，其余液化部分回流至液氯储罐；
过热器加热后的大部分经过气化器被气化为几乎纯净的氯气，进入氯气缓冲罐，最后送去三氯化磷合成装置使用；
未液化的氯气经过尾气分配台，送去合成盐酸；
少量未能液化的氯气或者少量未能汽化的液氯，依靠各自外壁的热交换管路辅助作业；
氯气加压液化装置初级氯气入口的压力为0.5MPa左右，液氯气化装置的高纯氯气出口的氯气压力在0.15MPa左右。
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