【正文】 少為 萬 t。 隨著國內(nèi)氯堿行業(yè)電費的下調(diào)，降低燒堿生產(chǎn)成本，有望使我國燒堿出口量逐步增加。 離子膜燒堿銷售形勢，市場前景預(yù)測 該離子膜燒堿裝置上馬后，生產(chǎn)出的離子膜燒堿質(zhì)量好，成 本低，產(chǎn)引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 9 品性能大大優(yōu)于隔膜法燒堿，因此可以預(yù)計其國內(nèi)、國際市場競爭力會大大提高，銷售形勢比現(xiàn)在肯定會有好轉(zhuǎn)，進(jìn)入國際市場前景也會一片光明。 燒堿價格分析與預(yù)測 近年我國燒堿市場不景氣，分析其原因為： (1)供需不平衡，近年國內(nèi)新建和技改的燒堿裝置紛紛投產(chǎn)，使得生產(chǎn)能力大于實際產(chǎn)量，而每年又只有 26 萬 t 左右出口，市場呈供大于求局面，使價格下滑。 (2)下游產(chǎn)品耗量下降。 1996 年以來，國家加大環(huán)保工作力度，強(qiáng)制關(guān)閉了一些不符合環(huán)保要求的小造紙廠，還有皮革、印染，農(nóng)藥用堿大 戶減少了燒堿的消耗量，加劇了供大于求局面，使產(chǎn)品價格下滑。 (3)燒堿裝置開工率低。成本升高，效益降低。如 1999 年燒堿生產(chǎn)能力為 770 萬 t/a ，產(chǎn)量卻只有 557 萬 t/a ，開工率不足 80%。 但是，從國際行情看，西歐、北美等地區(qū)因?qū)ξ廴敬蟮哪承┞犬a(chǎn)品限產(chǎn)。燒堿產(chǎn)量減產(chǎn)，而燒堿需求量還會有不同程度上升，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 產(chǎn)品方案的選擇與比較 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(jì)規(guī)模，但是由于生產(chǎn)裝備落后，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益仍不夠好。引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 10 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(jì)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 20xx 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(jī)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。 產(chǎn)品品種及生產(chǎn)規(guī)模 離子膜燒堿 （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 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 11 32%液堿（按 100%NaOH 計） 40000 噸 /年 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量指標(biāo) （ 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≤ % 配套氯產(chǎn)品品種與規(guī)模（氯氣平衡表） 序號 產(chǎn)品名稱 產(chǎn)量（ t/a） 耗氯量 備注 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 12 1 燒堿 100000 離子膜堿 4 萬 t/a 2 氯氣（干） 88750 3 4 耗氯產(chǎn)品 PVC 50000 37000 5 6 合成鹽酸 液氯 60000 50000 18600 50250 7 氯油 12500 16250 8 次氯酸鈉 10000 1800 9 水合肼 5000 10000 10 耗氯合計 128900 耗氯裝置的富余率為 %，符合化工部設(shè)計規(guī)范要求。 生產(chǎn)制度 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。 年操作時間： 8000 小時。 第四篇 工藝技術(shù)方案 生產(chǎn)工藝技術(shù)路線方案的選擇 電解工藝技術(shù)路線的選擇 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)。 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 13 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，裝置自控引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 14 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%NaOH 42%NaOH 30%NaOH 42%NaOH NaCL≤ % 5 2 Na2Co3≤ % 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 KWh 2150 3300 2480 動力電 KWh 45 70 90 蒸汽折電 KWh 0 200 1100 總能耗 KWh 2195 3570 3670 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(jì)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。 工藝流程說明 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。 鹽水一次精制予處理 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(jī)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，將鹽水中的鎂和固形物除去 .予處理槽的浮泥和底流進(jìn)入鹽泥槽（由現(xiàn)引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 15 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。 鹽水二次精制 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(tuán)的螯合樹脂。該功能團(tuán)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。 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 16 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。 純鹽水貯存 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。 50C