【正文】 程度上升，特別是質(zhì)量好的離子膜堿需求會大增，因此預(yù)計離子膜燒堿的價格會比隔膜堿要高。 本工程離子膜燒堿定價：1350元/噸（折100%NaoH），液氯定價：1200元/噸，氫氣定價：4800元/噸。第三篇 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 株洲化工廠現(xiàn)有燒堿生產(chǎn)規(guī)模10萬噸/年， 其中金屬陽極隔膜法燒堿6萬噸/年，石墨陽極隔膜法燒堿4萬噸/年。單就生產(chǎn)能力而言，雖然達(dá)到了一定的生產(chǎn)經(jīng)濟規(guī)模，但是由于生產(chǎn)裝備落后，企業(yè)經(jīng)濟效益仍不夠好。4成噸/年石墨陽極電解裝置的電槽等主要設(shè)備和生產(chǎn)工藝技術(shù)均已非常陳舊，致使生產(chǎn)不僅成本、能耗高，廢水造成環(huán)境污染嚴(yán)重而且產(chǎn)品質(zhì)量低，使用領(lǐng)域受到很大限制，滿足不了用戶的需求。為了迅速而徹底地改變生產(chǎn)技術(shù)落后狀況，提高經(jīng)濟效益和社會效益，適應(yīng)本地區(qū)用戶對高純度燒堿的需求，淘汰石墨陽極隔膜法燒堿，改建離子膜法燒堿確屬勢在必行。離子膜法燒堿是化工部“九五”七大工程之一，計劃在“九五”期間全面停止水銀法燒堿生產(chǎn)，淘汰絕大部分石墨陽極法燒堿生產(chǎn)裝置，大力發(fā)展離子膜法燒堿，至2000年離子膜法燒堿比重由占“八五”末的10%發(fā)展到25%，發(fā)展42%以上液堿及93%以上固堿。氯堿行業(yè)的氯平衡產(chǎn)品，基于含氯、耗氯的精細(xì)化工產(chǎn)品，特別是附加值高的有機氯產(chǎn)品，其市場前門廣闊，應(yīng)作主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品。淘汰4萬噸/年石墨陽極燒堿改建4萬噸/年離子膜法燒堿裝置，主要原材料、生產(chǎn)裝置及公用工程的配套能力基本持平，同時氯平衡維持不變，完全符合氯堿安全生產(chǎn)要求。 （１）裝置能力 32%液堿（按100%NaOH計）40000噸/年 聯(lián)產(chǎn)氯氣（按100%CL2計） 36400噸/年（賣給老廠，現(xiàn)有5萬噸/年能力，實產(chǎn)不到3萬噸/年，能力富余不需增加投資） 聯(lián)產(chǎn)氫氣（按100%H2計） 1000噸/年（賣給老廠）（２） 生產(chǎn)量 32%液堿（按100%NaOH計）40000噸/年 （1）離子膜燒堿質(zhì)量指標(biāo)：（GB/T1119989）產(chǎn)品級別指標(biāo)指標(biāo)名稱優(yōu)級一級合格Ⅰ型Ⅱ型Ⅰ型Ⅱ型氫氧化鈉≥%碳酸鈉≤%氯化鈉≤%二氧化鐵≤%氯化鈣≤%三氧化鋁≤%二氧化硅≤%硫酸鹽≤%以Na2SO3計 (2)隔膜法液體燒堿指標(biāo)：GB20984 生產(chǎn)方法 級別指標(biāo)指標(biāo)名稱隔膜法測定方法一級二級氫氧化鈉%≥碳酸鈉%≤氯化鈉%≤三氧化二鐵%≤(3)隔膜法固堿質(zhì)量指標(biāo)：GB20984 生產(chǎn)方法 級別指標(biāo)指標(biāo)名稱隔膜法測定方法一級二級氫氧化鈉%≥GB4348J84碳酸鈉%≤GB4348J84氯化鈉%≤GB4348J84三氧化二鐵%≤GB4348J84 (4)離子膜法片堿質(zhì)量指標(biāo)： NaoH≥98% Na2Co3≤% NacL≤%（氯氣平衡表）序號產(chǎn)品名稱產(chǎn)量（t/a）耗氯量備注1燒堿100000離子膜堿4萬t/a2氯氣（干）8875034耗氯產(chǎn)品PVC500003700056合成鹽酸液氯600005000018600502507氯油12500162508次氯酸鈉1000018009水合肼50001000010耗氯合計128900 %，符合化工部設(shè)計規(guī)范要求。 主生產(chǎn)裝置崗位操作人員班次為四班三運轉(zhuǎn)，成品貯運及包裝等崗位可根據(jù)需要靈活安排班次，一般為常日班。 ：8000小時。第四篇 工藝技術(shù)方案 燒堿生產(chǎn)方法分為苛化法、電解法二種。電解法制取燒堿，國內(nèi)外可供選擇的生產(chǎn)方法有三種：水銀法、隔膜法、離子膜法?？粱ㄊ茉霞儔A的限制，國內(nèi)外生產(chǎn)燒堿均以電解法為主。 水銀法電解工藝汞害嚴(yán)重，逐漸被淘汰或更換。隔膜法電解制燒堿，其產(chǎn)量一直占我國總產(chǎn)量的大部分。但該法電解出來的燒堿濃度低，并帶有大量的氯化鈉，而一值不能直接作產(chǎn)品使用，尚需經(jīng)過蒸發(fā)、濃縮、除鹽后可作為產(chǎn)品銷售。同時，因其含鹽量高，只能用于一般的紡織、造紙等工業(yè)，不能用于人造纖維等需要高純堿的工業(yè)。 離子膜制燒堿是當(dāng)今世界上氯堿工業(yè)最新制堿技術(shù)。離子膜電解槽制出的堿液，具有濃度高、含鹽低、質(zhì)量高、能耗少、無汞害、無石棉絨污染，成本低等特點，因此，離子膜法制燒堿工業(yè)已成為世界氯堿工業(yè)的發(fā)展方向。離子膜法制取燒堿與隔膜法，水銀法比較其優(yōu)點如下： 生產(chǎn)高純度燒堿，符合化纖用堿要求，離子膜堿的氯化鈉及氯酸鹽含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于隔膜堿，見表41。 離子膜燒堿能耗比水銀法、隔膜法都低，可直接生產(chǎn)30%以上的高純堿，總能耗比隔膜法低25%左右，比水銀法低15%，見表42。 水銀法有汞害，隔膜法有石棉絨的污染，如果是石墨陽極電解還有鉛污染，而離子膜法電解制燒堿則無上述的污染。 離子膜法制燒堿，生產(chǎn)穩(wěn)定性比隔膜法、水銀法都高。而且可隨電力負(fù)荷的變化而調(diào)整其產(chǎn)量；亦可適應(yīng)較大的電流負(fù)荷波動范圍，而隔膜法生產(chǎn)只能在電力均衡的條件下進(jìn)行，否則產(chǎn)量與質(zhì)量均難以保證。 離子膜法電解裝置占約為隔膜法或水銀法的一半左右。 離子膜電解槽使用壽命長，運行安全可靠，生產(chǎn)運行穩(wěn)定，裝置自控水平高。表41隔膜堿與離子膜堿質(zhì)量比較表指標(biāo)項目隔 膜 法離 子 膜 法30%NaOH42%NaOH30%NaOH42%NaOHNaCL≤%52Na2Co3≤%Fe2O3≤%NaCLO3≤%表42 離子膜堿與水銀堿、隔膜堿每噸燒堿的能耗比較（折100%）能 耗生產(chǎn)方法單位離 子 膜 法水 銀 法隔 膜 法工業(yè)電KWh215033002480動力電KWh457090蒸汽折電KWh02001100總能耗KWh219535703670 綜上所述，本著節(jié)約能源，降低消耗，減輕環(huán)境污染，提高企業(yè)的競爭能力、經(jīng)濟效益和社會效益的原則，本工程以建設(shè)離子膜法裝置為宜。 本工程是以離子膜燒堿取代石墨陽極制堿，改造工作主要是在鹽水精制和電解工序進(jìn)行。氯氫處理，蒸發(fā)及固堿工序均利用原裝置，本報告不再介紹其生產(chǎn)工藝過程。 來自化鹽桶的堿性飽和粗鹽水經(jīng)加入二氯化鋇除去硫酸根后分一部分加入次氯酸鈉（或未經(jīng)脫氯的淡鹽水），在反應(yīng)桶（帶攪拌）中，控制粗鹽水中游離氯為13PPM，破壞其中的有機物。之后泵送加壓溶氣罐，將壓縮空氣溶入其中；經(jīng)文丘里管在鹽水中加三氯化鐵絮凝劑；之后進(jìn)入予處理槽，（由現(xiàn)有鹽泥處理裝置處理），清液經(jīng)折流槽，加入純堿液再經(jīng)反應(yīng)桶（帶攪拌）進(jìn)入中間加料槽由泵送入戈爾膜過濾器。 戈爾膜過濾器其結(jié)構(gòu)與管式過濾器相同。其核心是薄膜濾芯，它是在支撐籠骨上復(fù)以彭體聚四氟乙烯膜復(fù)合層。其濾芯具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和極低的磨擦系數(shù)，濾膜薄而多孔，孔徑小于1微米，可實現(xiàn)低壓過渡及低壓反沖洗，濾液質(zhì)量穩(wěn)定。戈爾膜過濾器實行脈沖式運行，過濾與反沖洗交替進(jìn)行，循環(huán)往復(fù)，接近于連續(xù)運行。濾渣累積到一定量時從底部排入鹽泥槽。戈爾膜過濾裝置設(shè)計為PLC控制并可與DCS系統(tǒng)通訊，操作方便、運行可靠，濾液可直接送螯合樹脂塔。 經(jīng)戈爾膜過濾器過濾后的精鹽水流入中間槽，泵送樹脂塔加料槽。在加料槽中加入亞硫酸鈉除去鹽水中游離氯和氯酸鹽。泵送經(jīng)鹽水加熱器升至65177。50C進(jìn)入離子交換柱。 離子交換系統(tǒng)由三個（也可以兩個）組成。每個交換柱都具有100%的交換能力，三個或兩個交換柱串連運行。樹脂床充填以苯乙烯和二乙烯苯共聚物為骨架帶氨基磷酸功能團的螯合樹脂。該功能團能與許多金屬離子形成絡(luò)合物，其親合力順序為：Mg2＞Ca2+＞Sr2+＞Ba2+ 精鹽水經(jīng)布水器向上向下流經(jīng)樹脂床被螯合樹脂純化,經(jīng)樹脂處理后的純鹽水經(jīng)樹脂捕集器后進(jìn)入純鹽水貯槽。 離子交換樹脂其交換能力有一定限制，在達(dá)到樹脂穿透點之間（通常達(dá)交換容器的80%），就必須再生處理以恢復(fù)其交換能力。 離子交換柱運行步驟通常為：（1）鹽水倒空及置換。（2）純水或純水加空氣反洗。（3）用4%HCL再生。（4）純水漂洗。（5）用4%NaOH轉(zhuǎn)型。（6）純鹽水漂洗。（7）投入再使用。 通常每個交換柱24小時再生一次，再生之后串入流程后部運行。 再生用鹽酸必須是食品級高純鹽酸，用去離子水在再生酸槽中配制為4%的再生鹽酸作一次性使用，也有配制為1015%濃度的再生鹽酸供多次使用。再生用堿也必須是高純堿。用去離子水在再生堿槽中配制為4%再生堿，供一次性使用。 再生廢液排入地槽送出界區(qū)集中處理。 離子交換系統(tǒng)控制可采用PLC式DCS。 純鹽水是離子膜電解槽的進(jìn)料鹽水。有泵送電槽方式和高位槽供料兩種。后者供料壓力恒定，并有足夠貯存體積以應(yīng)付突發(fā)事故，所造成的系統(tǒng)停車。籍重力自流置換電槽陽極室內(nèi)的被氯氣飽和的陽極液,并將氯氣驅(qū)趕出電解槽以保護(hù)陽極涂層和離子交換膜。用純鹽水泵將純鹽水由純鹽水槽經(jīng)純鹽水加熱器升到80177。 膜電解 (1)來自高位槽的純鹽水經(jīng)每臺電解槽的鹽水轉(zhuǎn)子流量計計量后進(jìn)入電槽陽極室，來自堿循環(huán)系統(tǒng)的31%（WT）的淡堿液經(jīng)每臺電解槽的堿流量計計量后進(jìn)入電槽陰極室。在陰極同陽極之間用一張離子交換膜分隔。在電流的作用下，陽極室的氯離子在陽極上失去電子被氧化，生成氯氣，從陽極上析出進(jìn)入氯氣總管。而陰極室的氫離子在陰極上獲得電子被還原，生成氫氣，從陰極上析出，進(jìn)入氫氣總管。在電場的作用丁鈉離子以水合離子形式穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室，生成產(chǎn)品氫氧化鈉（32%WT）從陰極液管排出。由于膜的選擇性，氯離子無法透過膜進(jìn)入陰極室。故產(chǎn)品堿的品質(zhì)很高。同樣由于膜的選擇性氫氧根離子不能透過膜進(jìn)入陽極室,故氯氣純度很高。 (2)電槽室氯氣總管的控制壓力為2100mmH2O；氫氣總管控制壓力為2225mmH2O。氯氫壓差為125mmH2O由一套壓差控制儀自動調(diào)節(jié)。 (3)電槽室總管的氯氣進(jìn)入 一個氯氣液封罐，液封罐的液封壓力為2200mmH2O，當(dāng)總管氯氣壓力超過該值時從總管逸出，排入事故氯處理系統(tǒng)。電槽室總管的氫氣進(jìn)入一個氫氣液封罐，液封罐的液封壓力為2325 mmH2O。當(dāng)總管氫氣壓力超過該值時，氫氣從總管氯氣壓力超過該值時，氫氣從總管逸出經(jīng)液封罐上的阻火器排入大氣。 (4)總管氯氣經(jīng)減壓調(diào)節(jié)閥后減壓至微負(fù)壓送往氯處理工序，而總管氫氣經(jīng)減壓調(diào)節(jié)閥減壓至微正壓，送往氫處理工序。 (1)堿液循環(huán) 濃度為32%WT的產(chǎn)品堿液由電槽室總管自流進(jìn)堿循環(huán)槽，從堿液中逸出的氫氣從循環(huán)槽頂部排出，進(jìn)入氫氣總管。堿液經(jīng)燒堿循環(huán)泵分為兩部份：一部分作為產(chǎn)品堿經(jīng)產(chǎn)品堿冷卻器冷卻至100C送出界區(qū)另一部分加入去離子水稀釋至