【正文】 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 １ 沈陽化工股份有限公司企業(yè)標準 氯堿工藝技術(shù)規(guī)程 Q/ 1 范圍 本標準規(guī)定了燒堿及其聯(lián)產(chǎn)品氯、氫的規(guī)格、性質(zhì)，原料的規(guī)格、生產(chǎn)原理、工藝流程、技術(shù)操作條件。同時規(guī)定了燒堿及其聯(lián)產(chǎn)品氯、氫的安全生產(chǎn)基本原則、產(chǎn)品的消耗定額、主要設備性能等。 本標準適用于隔膜法、離子膜法食鹽水溶液電解，氯、氫處理，電解液三效順流和三效逆流蒸發(fā)制取 30%及 42%隔膜液堿以及降膜法制取 45%離子膜液堿和熔鹽加熱法生產(chǎn) 98%離子膜片堿。 2 引用標準 下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構(gòu)成為本標 準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準的最新版本的可能性。 GB209— 93 工業(yè)用氫氧化鈉 GB210－ 92 工業(yè)碳酸鈉 GB/TI1199－ 1989 離子交換膜法氫氧化鈉 Q/－ 1999 離子交換膜法氫氧化鈉 Q/— 1999 工業(yè)硫酸 Q/— 1997 工業(yè)氯化鋇 Q/— 1999 工業(yè)無水亞硫酸鈉 Q/— 1997 工業(yè)用原鹽 Q/－ 1998 氯堿 分廠控制分析標準 Q/－ 1999 高純鹽酸 半成品及聯(lián)產(chǎn)品說明 產(chǎn)品、半成品及聯(lián)產(chǎn)品規(guī)格 產(chǎn)品規(guī)格 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ２ a）離子膜液體燒堿： 32%液堿 按 GB/T11199 規(guī)定執(zhí)行 45%液堿 按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行 b）離子膜片狀燒堿：按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行 半成品規(guī)格 a）中和鹽水 NaCl：≥ ； Mg2++Ca2+：≤ mg/l； SO42：監(jiān)測； NaOH： ~ g/l b）離子膜進槽鹽水 NaCl： ~ g/l； Ca2+＋ Mg2+≤ ； Sr2+：≤ PPb； Al3+：≤ PPb Ba2+：≤ PPb； Si：≤ PPm； Mn2+：≤ PPb； Fe2+：≤ PPm； ：≤ PPm c）離子膜流出堿 NaOH： ~%； NaCl：≤ %； NaClO3：≤ %； Fe2O3：≤ % 聯(lián)產(chǎn)品規(guī)格 a）氯氣 含氯量：≥ %（ V）；含氧量：≤ %（ V）；含氫量：≤ %（ V） 含水量：≤ 60106（ Wt） b）氫氣 含氫量：≥ %（ V）；其它氣體：≤ %（ V） 產(chǎn)品、半成品及聯(lián)產(chǎn)品性質(zhì) 產(chǎn)品性質(zhì) 30%、 42%隔膜液體燒堿的性質(zhì) 燒堿分子式 NaOH，分子量 40，化學名稱氫氧化鈉，俗名火堿。 a）組分 42%液堿含氫氧化鈉 42%，含水、氯化鈉、氯酸鈉等雜質(zhì) 56%， 30%液堿含氫氧化鈉 30%以上，其它雜質(zhì)含量 70%以下。 b）外觀 常溫下 為白色粘稠狀液體，由于雜質(zhì)含量的不同呈微黃透明。 c）重度 42%液堿 20℃時被氯化鈉飽和的燒堿水溶液的重度為 1460Kg/m3，產(chǎn)品的實際重度為 1468~1480 Kg/m3。 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ３ d）凝固點及沸點 42%液堿凝固點為 14~15℃；大氣壓下沸點為 133~135℃。 e）在水中的溶解度 在 20℃時， 100g水中溶解 109gNaOH。 f）稀釋熱與溶解熱，見（表一） 表一 NaOH的稀釋熱（濃縮熱） 摩爾 3 7 25 kJ/mol10 g）化學性質(zhì) 30%、 42%燒堿的化學性 質(zhì)由氫氧化鈉的性質(zhì)決定。 （ 1）可與無機酸反應生成鹽，也可以與弱酸性氣體反應，其代表性的反應如下： NaOH+HCl→ NaCl+H2O 2NaOH+H2S→ Na2S+2 H2O 2 NaOH+SO2→ Na2SO3+ H2O （ 2）與金屬鹽、兩性金屬和兩性氫氧化物反應，產(chǎn)生復分解反應或使其溶解于過剩溶液中： 2 NaOH+Mg SO4→ Mg(OH)2+ Na2SO4 3 NaOH+ Al(OH)3 → Na3AlO3+3H2O （ 3）與有機酸反應生成可溶性的鹽，另外，亦可發(fā)生脫氯化氫的反應： C3H5(OOBR)3+3 NaOH→C3H5(OH)3+3RCOONa ClC3H6OH+ NaOH→C3H6 O+ NaCl+ H2O （ 4）腐蝕性 燒堿能與脂肪酸發(fā)生反應，故對人體具有強烈的腐蝕作用。在常溫下，對鐵材料腐，蝕性不強，但高溫、濃堿可使鋼鐵發(fā)生“堿脆”。 （ 5）燒堿溶液系強電解質(zhì)，具有導電性。 32%、 45%離子膜液體燒堿性質(zhì) 燒堿分子式 NaOH，分子量 40，化學名稱氫氧化鈉，俗名火堿。 a）組分 32%液堿含氫氧化鈉 32%，含水、氯化鈉、氯酸鈉等雜質(zhì) 68%， 45%液堿含氫氧化鈉 45%以上，其它雜質(zhì)含量 55%以下。 b）外觀 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ４ 32%、 45%離子膜燒堿在常溫下為無色透明粘稠狀液體， 98%片堿在常溫下為白色片狀固體。 c）密度 32%離子膜液堿 20℃時的密度為 1340~1350Kg/m3， 45%離子膜燒堿的實際密度為1490~1510 Kg/m3。 d）凝固點及沸點 45%離子膜燒堿的凝固點為 8~9℃；大氣壓下沸點為 136~137℃。 32%離子膜燒堿的凝固點為 5~6℃；大氣壓下沸點為 118~119℃。 e）化學性質(zhì) 與 g） 隔膜燒堿的化學性質(zhì)相同。 98% 離子膜片狀燒堿的性質(zhì) 98%離子膜片狀燒堿除具有 32%、 45%離子膜液體燒堿的全部性質(zhì)外，還具有： a）吸水潮解性 b）能吸收二氧化碳氣體 NaOH+CO2→NaHCO3 半成品的性質(zhì) a）離子膜流出堿 離子膜陰極液即是 32%離子膜液體燒堿，性質(zhì)同離子膜液體燒堿性質(zhì)。 聯(lián)產(chǎn)品的性質(zhì) a）氯氣 化學名稱：氯氣，分子式： Cl2，分子量為 。 外觀呈黃綠色，并有強烈的刺激性，比重為 （空氣為 1），密度為 （ 0℃， ），液 化溫度 ℃（ ），氯氣易溶于水，酒精和四氯化碳等溶液中。 氯氣易于某些氣體（氫、氨、乙炔等）混合形成具有爆炸性的氣體混合物。 氯氣對植物有很大的破壞作用。濕氯氣對金屬有強烈的腐蝕作用。氯氣對人體的作用隨濃度不同有很大差異，詳見（表二）： 氯為鹵族元素，化學性質(zhì)非?；顫?，能與大多數(shù)元素化合，也能與許多化合物反應。 （ 1）氯氣與金屬的反應 2Ag+Cl2→2AgCL 表二 氯氣對人體的作用 空氣中氯氣含量（ mg/m3） 對人體的作用 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ５ 0 1~2 4 28 35~50 900 可以長時間 工作 從事清凈工作 6 小時 不能堅持工作 10~20 分鐘即中毒 ~1 小時死亡 12 分鐘內(nèi)死亡 （ 2）氯氣與無機化合物的反應 2 NaOH+ Cl2→NaClO+ NaCl+ H2O （ 3）氯氣與有機化合物的反應 C6H6+ Cl2→C6H6Cl6 （ 4）氯氣與水作用 Cl2+ H2O←→ HCl+HClO （ 5）氯氣與氫氣反應 Cl2+H2→2 HCl+ kJ （ 6）氯氣與氨反應 8 NH3+3 Cl2→ 6 NH4CL+N2+ kJ 4 NH3+3Cl2→ 3 NH4Cl+NCL3+ kJ 生成之三氯化氮（ NCl3）易分解爆炸。 b）氫氣 化學名稱：氫氣，分子式： H2，分子量為： 。 氫氣為無色無味的氣體，比重 （空氣為 1），密度為 Kg/m3（ 0℃，）， 氫氣與空氣、氯氣混合一定程度具有爆炸性，此外，氫氣具有強還原性。 產(chǎn)品、半成品及聯(lián)產(chǎn)品的用途 燒堿的用途 燒堿是基礎的化工原料，用途廣泛，主要應用以下工業(yè)： 基本化學工業(yè)：例如金屬鈉的制取，以及重鉻酸鈉、碳酸錳、保險粉等產(chǎn)品制造。 化學農(nóng)藥工業(yè)：例如 五氯酚鈉， 160 1059 等產(chǎn)品生產(chǎn)。 醫(yī)藥工業(yè)：例如磺氨藥類、青鏈霉素、維生素乙、丙生產(chǎn)以及精致魚肝油等。 石油工業(yè)：例如潤滑油、洗滌柴油等生產(chǎn)。 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ６ 冶金工業(yè)：例如煉鋼、電解鉍等。 造紙和紡織工業(yè)：例如凸版紙制造、印染布等。 有機化學工業(yè)：例如有機酸、有機纖維有機樹脂的生產(chǎn)等。 氯氣的用途 用于殺菌消毒：例如液氯、漂白粉用于上、下水污染源等殺菌消毒。 用于漂白與制漿：例如液氯用于紙漿、棉纖維及化學纖維的漂白、氯化紙漿的生產(chǎn)等。 用于冶金工業(yè)：例如鎂的冶煉及精制，鈦、鋯、釩、鈮、鉬、銅、鎢的生 產(chǎn)。 用于制造無機氯化物：例如鹽酸、三氯化碳、三氯化鋁等。 用于制造有機氯化物及有機化合物：例如二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烯、氯乙醇、聚氯乙烯、氯丁橡膠等。 氫氣的用途 用作還原劑：例如將金屬氧化物、氯化物還原生產(chǎn)純金屬。 用作合成鹽酸或氯化氫氣體供其它生產(chǎn)。 用作油脂硬化加氫及燃料等。 產(chǎn)品、半成品及聯(lián)產(chǎn)品的檢驗方法 離子膜燒堿 32%離子膜燒堿按 GB/T11199 進行檢驗、標志、包裝、運輸、儲存。 45 離子膜液堿、 98%離子膜片堿按 Q/ 進行檢驗 、標志、包裝、運輸、儲存。 半產(chǎn)品及聯(lián)產(chǎn)品檢驗方法按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行。 原料規(guī)格 原料技術(shù)標準 a）原鹽 按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行。 b）碳酸鈉 按 GB210 規(guī)定執(zhí)行（Ⅲ類）。 c）工業(yè)鹽酸 按 GB320 規(guī)定執(zhí)行。 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ７ d）高純度鹽酸 按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行。 e）硫酸 按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行。 f）氯化鋇 按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行。 g）亞硫酸鈉 按 Q/ 規(guī)定執(zhí)行。 h）熔鹽 化學組成： KNO3： 53%（ Wt）； NaNO2： 40%（ Wt）； NaNO3： 7%（ Wt） 原始狀態(tài)：熔點 142~143℃，但隨熔鹽的衰變其熔點會繼續(xù)上升，平均分子量 ，比熱 ℃，溶解熱 20 kcal/kg。 原料的理化性質(zhì) 食鹽，化學名稱氯化鈉，分子式為 NaCL，假比重為 ~，生成熱為，溶解熱為 KJ/mol，熔點 804℃，沸點 1439℃，平均比熱為℃（ 0~100），熔融熱為 ，汽化熱為 。 純的氯化鈉很少潮解，但食鹽中含有氯化鈣，氯化鎂等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)能吸收空氣中的水份而使食鹽潮解結(jié)塊，給食鹽的儲運帶來一定的困難。 溫度對食鹽在水中的溶解度影響不大，但是高溫能加快食鹽的溶解速度。見（表三） 表三 氯化鈉在水中的溶解度 溫度（℃） 氯化鈉在水中的溶解度 重量 % g/l 14 6 0 10 20 30 40 50 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ８ 60 70 80 90 100 原料質(zhì)量對生產(chǎn)的影響 電解法生產(chǎn)燒堿，原鹽的費用僅次于電費，占燒堿成本的第二位，因此，原鹽質(zhì)量直接影響燒堿成本。 此外，原鹽質(zhì)量對生產(chǎn)工藝也有較大影響： a）影響原鹽運輸費用： 使用含雜質(zhì)原鹽，則增加原鹽實物消耗量，從而增加原鹽的運輸費用和成本。 b）影響化鹽速度和鹽水 NaCL飽和度 原鹽含雜質(zhì)高，則化鹽速度降低，鹽水中 NaCL不易達到飽和程度，從而降低化鹽設備的生產(chǎn)強度。 c）影響精制劑的消耗量 原鹽中 Ca2+ Mg2+ SO42含量高，則精制劑 NaOH、 Na2CO BaCL2（或冷凍法除 SO42的冷量）耗量增加，從而又增加了生產(chǎn)成本。 d）影響澄清能力 原鹽中的 Mg2+ / Ca2+比值直接影響澄清率。例如 Mg2+ / Ca2+= 時，澄清速率為， Mg2+ / Ca2+= 時，澄清速率為 。 e）影響隔膜電槽性能 精鹽水 Mg2+、 Ca2+、 SO42形成難溶物 Mg（ OH） CaCO Ba SO4 等堵塞電槽隔膜，使隔膜電壓降升高，并降低電槽隔膜壽命。 另外，精鹽水中 SO42達到一定濃度，可能在陽極上放電產(chǎn)生氧氣，降低電流效率和氯氣純度，可能使鈦基材鈍化。 原料的檢驗方法 按相應的標準規(guī)定執(zhí)行。 生產(chǎn)原理 化鹽的基本原理 Q/SHG。 J04。 01－ 2020 ９ 溫度對食鹽在水中的溶解度影響不大，但提高溫度可加快食鹽的溶解速度，故此采用熱法化鹽，化鹽溫度一般控制在 55℃左右。 原鹽由皮帶運輸機、皮帶電子稱計量，自化鹽桶頂部不斷加入桶內(nèi)，配制的淡鹽水通過化鹽泵自化鹽桶底部經(jīng)分液裝置不斷加入，通過鹽層不斷 溶解原鹽，自化鹽桶頂部流出，則得到飽和 NaCL的粗鹽水。此化鹽方法，稱為逆流接觸溶解法。鹽層和化鹽溫度自控。 一次鹽水精制的基本原理 精制就是采用化學或物理方法，除掉粗鹽水中的 Mg2+、 Ca2+、 SO42等對電解有害的雜質(zhì)。 采用燒堿 — 純堿法除掉鹽水中的 Mg2+、 Ca2+。其化學反應如下： Mg2++2 NaOH