【文章內(nèi)容簡介】 國的環(huán)境造成了一定的污染。 2 燒堿的概念及生產(chǎn)工藝流程 5 離子交換膜法電解制堿的主要生產(chǎn)流程 精制的飽和食鹽水進(jìn)入陽極 室；純水（加入一定量的 NaOH 溶液）加入陰極室，通電后 H2O 在陰極表面放電生成 H2， Na+則穿過離子膜由陽極室進(jìn)入陰極室，此時(shí)陰極室導(dǎo)入的陰極液中含有 NaOH； Cl－則在陽極表面放電生成Cl2。電解后的淡鹽水則從陽極室導(dǎo)出，經(jīng)添加食鹽增加濃度后可循環(huán)利用。 陰極室注入純水而非 NaCl 溶液的原因是陰極室發(fā)生反應(yīng)為 2H++2e－ =H2↑；而 Na+則可透過離子膜到達(dá)陰極室生成 NaOH 溶液，但在電解開始時(shí)，為增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，同時(shí)又不引入新雜質(zhì)，陰極室水中往往加入一定量 NaOH 溶液。 主要原料 氯堿工 業(yè)的主要原料：飽和食鹽水，但由于粗鹽水中含有泥沙、 Ca2+、 Mg2+、Fe3+、 SO 等雜質(zhì)，遠(yuǎn)不能達(dá)到電解要求，因此必須經(jīng)過提純精制。 離子膜燒堿裝置的工藝設(shè)計(jì) 一次鹽水 一次澄清鹽水的制備是氯堿生產(chǎn)工藝至關(guān)重要的工段，精制效果的好壞直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。傳統(tǒng)性的一次鹽水精制工藝，采用配水、化鹽、加精制劑反應(yīng)、澄清、砂濾，然后再經(jīng)炭素?zé)Y(jié)管過濾器過濾。近幾年新建氯堿裝置一次鹽水工藝大都采用膜過濾技術(shù)制取精制鹽水，該工藝路線省去了砂濾器、炭素?zé)Y(jié)管過濾器。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，經(jīng)膜過濾分離方法制得的 一次鹽水質(zhì)量指標(biāo)、設(shè)備投資等都比傳統(tǒng)工藝?yán)硐?。所以一次精制鹽水工藝采用膜過濾器過濾工藝。 二次鹽水精制 離子膜法電解槽使用的高度選擇性離子交換膜要求入槽鹽水的鈣、鎂離子含量低于 20wtppb，普通的化學(xué)精制法只能使鹽水中的鈣、鎂離子含量降到10wtppb 左右。若使鈣、鎂離子含量降到 20wtppb 的水平，必須用螯合樹脂處理。 二次鹽水精制的主要工藝設(shè)備是螯合樹脂塔，分二塔式和三塔式流程。塔的運(yùn)行與再生處理及其周期性切換程序控制，可由程序控制器 PLC 實(shí)現(xiàn)， PLC 6 與集散控制系統(tǒng) DCS 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊； 也可以直接由 DCS 實(shí)現(xiàn)控制。伍迪公司采用的就是二塔式，其他公司采用三塔式流程。 電解工藝 現(xiàn)在能夠提供離子膜電解槽的專利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化機(jī)等廠家，這幾家公司的技術(shù)都是成熟的。槽型為復(fù)極式自然循環(huán)離子膜電解槽。 淡鹽水脫氯 淡鹽水脫氯有兩種工藝路線：一種采用空 氣吹除法，該法脫氯效果欠佳，從淡鹽水中分離出來的廢氯氣純度低，無法匯入濕氯氣總管送氯氣處理工序，只能由燒堿液循環(huán)吸收，制成次氯酸鈉溶液。另一種采用真空脫氯法，該法脫氯效果較好，通過蒸汽噴射器或真空泵提供的真空系統(tǒng)將含氯淡鹽水中的游離氯抽出分離后進(jìn)入濕氯氣總管。建議采用真空法淡鹽水脫氯工藝技術(shù)。 氯氫處理 氯氣處理 由電解槽出來的濕氯氣，溫度高并伴有大量的水蒸氣和雜質(zhì)，具有較強(qiáng)的腐蝕性，必須經(jīng)過冷卻、干燥和凈化處理 。 氯氣處理系統(tǒng)分為冷卻、干 燥、輸送三部分。 冷卻選用填料式洗滌塔，能夠較好地除 去濕氯氣帶出的鹽霧，填料 7 采用 CPVC 花環(huán)。氯氣冷凝下來的氯水回收送淡鹽水脫氯工序。 對(duì)于干燥部分，在實(shí)踐應(yīng)用中已采用過多種干燥塔型和不同的組合方式，比較典型的有： a、一段泡沫塔、二段泡沫塔 b、一段填料塔、二段泡沫塔 c、一段填料塔、二段泡罩塔。 國內(nèi)采用最多的是填料塔和泡沫塔組合，這是兩種典型的塔 。 泡沫塔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、塔板數(shù)多；缺點(diǎn)是操作彈性小、不便于增加硫酸循環(huán)量，操作彈性僅為 15%，塔板阻力降大，一般 100200mmH2O，而且開孔的加工精度、酸泥沉積等因素易影響其操作穩(wěn)定性。 填料塔操作彈性大 ，易操作，壓降小，但投資大，有效塔板數(shù)少 。 泡罩塔的特點(diǎn)介于泡沫塔與填料塔制堿，塔板數(shù)多，壓降與泡沫塔相當(dāng)，操作彈性比較大 。 經(jīng)過對(duì)以往經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)、比較，應(yīng)選擇二段干燥；一段為填料干燥塔，二段采用泡罩干燥塔。目前氯氣輸送設(shè)備有兩種形式 ： 一種是液環(huán)泵，另一種是離心式壓縮機(jī)。液環(huán)泵對(duì)氯氣含水量要求不苛刻，但動(dòng)力消耗大，輸送量小，出口氯氣壓力低，適用于生產(chǎn)規(guī)模在 5 萬噸 /年燒堿能力以下的氯氣輸送； 離心式壓縮機(jī)具有輸送量大、排氣壓力較高、運(yùn)轉(zhuǎn)平衡、得以改善工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。該設(shè)備能量消耗與同氣量液環(huán)泵相比節(jié)電 50%，但要求 氯氣中含水量 100wtppm，適用 5 萬噸 /年燒堿規(guī)模以上的裝置輸送氯氣。 氫氣處理 由電解槽出來的氫氣溫度高、含水量大、且含堿霧，故必須進(jìn)行冷卻。冷卻系統(tǒng)分直接冷卻和間接冷卻兩種，建議選擇氫氣洗滌塔直接洗滌冷卻降溫、列管換熱器間 接冷卻，水環(huán)式氫氣壓縮機(jī)輸送。 廢氯氣處理 廢氯氣處理接納開、停車時(shí)的低濃度氯氣和事故狀態(tài)下氯氣系統(tǒng)的泄壓氯氣，可采用燒堿液吸收或石灰乳吸收，石灰乳吸收效果差，設(shè)備龐大，需連接攪拌，動(dòng)力消耗高，操作環(huán)境惡劣。建議選擇燒堿液循環(huán)、冷卻、吸收廢氯氣，制成次氯 酸鈉溶液。 氯氣液化 通常根據(jù)氯氣壓縮機(jī)壓力的不同，將氯氣液化方式分為高壓法、中壓法和低壓法三種。高壓法消耗冷凍量少，不需要制冷機(jī)，能耗低。 8 離子膜燒堿優(yōu)點(diǎn) :(1)燒堿質(zhì)量高成品燒堿含 R。,}39。 30} 50 mg/ kg,可滿足化纖、制藥等行業(yè)對(duì)高純燒堿的質(zhì)量要求。 ( 2)能耗低國外離了膜法氯堿生產(chǎn)，噸堿綜合能耗 (蒸汽消耗折算計(jì)入電耗中 )為 2250kW h，比隔膜法的平均 3200 k W h節(jié)省 950 kW h} ( 3)投資省離了膜法氯堿生產(chǎn)比水銀法制堿節(jié)省投資 10%一15%， 比石棉隔膜法制堿節(jié)省投資 15%一 25%。 ( 4)無污染離了膜法氯堿生產(chǎn)沒有廢物，不存在水銀法制堿的汞污染和隔膜法制堿的石棉廢物等污染問題。 ( 5)氯氣純度高通常氯氣純度 99%，是很好的有機(jī)氯生產(chǎn)原料。 ( 6)氫氣純度高通常氫氣純度 99%，可直接用于要求高純氫的場(chǎng)合。隨 著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，大量的新材料、新工藝、新方法在離了膜結(jié)構(gòu)、 電解槽設(shè)計(jì)和電解工藝等方面應(yīng)用，給離了膜法氯堿生產(chǎn)注入了新的活力。 3 氯堿化工 行業(yè)的現(xiàn)狀 目前氯堿 產(chǎn)量 近年來，我國的氯堿工 業(yè)無論是在產(chǎn)量、質(zhì)量還是品種上都得到了迅猛的發(fā)展。生產(chǎn)力的不斷增加和擴(kuò)大，燒堿的產(chǎn)量也在不斷成倍的增加。到 1990 年，燒堿的產(chǎn)量就高達(dá) 330 多萬噸，僅次于美國和日本等氯堿行業(yè)的技術(shù)和產(chǎn)量，位居世界第三位。到 1995 年，我國燒堿的產(chǎn)量就已經(jīng)達(dá)到將近 500 萬 t。到 2020年就達(dá)到了 550 萬 t 左右的產(chǎn)量。其生產(chǎn)產(chǎn)量的發(fā)展是巨大的。到了 2020 年生產(chǎn)的燒堿產(chǎn)量高達(dá) 800 多萬 t，成為了歷史的最高值。到 2020 年，全國燒堿產(chǎn)量為 2 萬 t，開工率達(dá)到 69%。 氯堿生產(chǎn)的能力 目前我國大大小小的 氯堿企業(yè)就有 270 多家。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，我國氯堿生產(chǎn)廠家也在擴(kuò)大規(guī)模，加大生產(chǎn)力度。從 1990 年的燒堿擴(kuò)建高潮，到 2020 年達(dá)到 2086 多萬噸的燒堿生產(chǎn)數(shù)量，幾乎使燒堿市場(chǎng)趨于飽和的狀態(tài)。但是