【文章內(nèi)容簡介】 。隔膜電解槽是隔膜法電解食鹽溶液制取氯氣、氫氣、燒堿的主要設(shè)備，是我國發(fā)展比較成熟的一種技術(shù)。隔膜電解槽示意圖如圖2131所示，電解槽主要由槽蓋、陰極箱、陽極組合件三大部分組成。 金屬陽極電解槽的槽蓋多數(shù)采用鋼板焊接制成，內(nèi)襯橡膠防腐蝕層。在槽蓋的頂部有氯氣出口孔，側(cè)面有鹽水注入口，槽蓋前側(cè)面裝有液面計便于掌握電解槽內(nèi)鹽水液位高低。槽蓋上還裝有氯氣壓力表和取樣孔。陰極箱是由陰極鐵絲網(wǎng)袋`鋼板外殼和陰極導(dǎo)電鋼板組合成一個完整的陰極導(dǎo)電系統(tǒng)。在陰極箱的外殼下端有電解液導(dǎo)出管，上方有氫氣出口管。金屬陽極電解槽陽極組合件是由鈦鋼銅三板疊合組成，上層2mm鈦板作為防腐 蝕層，中層20mm鋼板作支撐層,下層16mm銅板作為陽極導(dǎo)電板．涂有釕層的鈦陽極片通過銅螺絲、銅螺母聯(lián)接固定在下層陽極銅導(dǎo)電板上,電流由此導(dǎo)入。槽蓋與陰極箱、阻極箱與陽極組合件之間可用“陶泥瀝清軟封料”外圍麻繩進(jìn)行密封以免鹽水泄漏,也可采用橡膠墊片加絕緣螺栓聯(lián)接密封。圖 2121 隔膜電解槽碳素纖維管過濾器二次鹽水精制廣泛采用螯合樹脂，螯合樹脂只能除去鹽水中的鈣鎂離子，而不能去掉鹽水中的懸浮物，如果懸浮物隨鹽水進(jìn)入螯合樹脂塔，將會堵塞樹脂的微孔，甚至使樹脂呈因狀物，嚴(yán)重時有結(jié)塊現(xiàn)象，從而降低樹脂處理鹽水的能力。因此鹽水進(jìn)入螯合樹脂塔前需要過濾，為了使螯合樹脂塔處于良好的工作狀態(tài)。一般要求鹽水中的懸浮物在1ppm以下，如使用傳統(tǒng)的砂濾器往往不能符合要求。故采用碳素纖維管過濾器和葉片過濾器。碳素纖維管過濾器結(jié)構(gòu)如圖2132，是由很多根碳素纖維管構(gòu)成，每根碳素纖維管外都包有一層α纖維素，在一次鹽水通過α纖維素進(jìn)入碳素纖維管內(nèi)的過程中，一次鹽水中的固體懸浮物被α纖維素攔截下來，起到凈化鹽水的作用。圖 2132 碳素纖維管過濾器螯合樹脂塔進(jìn)離子膜電解槽的鹽水質(zhì)量要求其鈣鎂含量在20ppb以下，因此在一次鹽水的基礎(chǔ)上必須進(jìn)行二次精制。其精制方法是采用螯合樹脂塔螯合樹脂塔里含有一種螯合樹脂，它具有COONa，這個基團(tuán)可以和鹽水中的Ca2+、Mg2+進(jìn)行陽離子交換，通過這種方法將鹽水中的Ca2+、Mg2+雜質(zhì)除掉。當(dāng)這種離子交換達(dá)到飽和的時候，可以再生。再生方法是先加入高純酸（鹽酸），再加NaOH溶液，即可將吸附的Ca2+、Mg2+替換為Na+。該廠中使用3臺螯合樹脂塔串聯(lián)使用，二次鹽水進(jìn)入塔前要先加熱到65℃離子交換膜電解槽離子交換膜電解槽主要由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導(dǎo)電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。右圖表示的是一個單元槽的示意圖。電解槽的陽極用金屬鈦網(wǎng)制成，為了延長電極使用壽命和提高電解效率，鈦陽極網(wǎng)上涂有鈦、釕等氧化物涂層；陰極由碳鋼網(wǎng)制成，上面涂有鎳涂層；陽離子交換膜把電解槽隔成陰極室和陽極室。陽離子交換膜有一種特殊的性質(zhì)，即它只允許陽離子通過，而阻止陰離子和氣體通過。 電解工段主要工藝技術(shù)參數(shù)隔膜電解主要工藝技術(shù)參數(shù)表 2131 隔膜電解工段的主要工藝參數(shù)一覽表序號控制工序取樣地點控制項目控制指標(biāo)控制次數(shù)分析方法操作工1司泵崗位預(yù)熱器NaCl溫度75~85℃8次/班溫度儀表操作工2看槽崗位單槽槽溫8595℃1次/周溫度計分析工單槽堿液濃度90~150g/L1次/周中和法分析工單槽鹽水液面紅線177。10mm經(jīng)常觀察操作工單槽液面合格率≥98%抽查觀察工段長單槽氯氣純度≥96%1次/周吸收分析工單槽氯含氫≤1%1次/周燃燒分析工單槽氯含氧≤3%1次/周吸收分析工總管氫氣純素≥95%1次/4小時吸收分析工總管氫含氧≤%1次/4小時燃燒分析工總管氯含氧≤%1次/日吸收分析工總管氫氣純度≥99%抽查燃燒分析工總管氯氣壓力100~350Pa經(jīng)常觀察操作工總管氫氣壓力100~400Pa經(jīng)常觀察操作工電槽單槽陰極效率≥95%1次/日中和分析工電槽槽電壓1次/周電壓電管組電槽接觸電壓(18A/dm3)35Mv1次/日毫伏表操作工儀表柜對地電壓偏差177。30V經(jīng)常觀察操作工3堿液集中槽集中槽NaOH含量120~140g/L2次/班中和操作工離子膜電解主要工藝技術(shù)參數(shù)表 2132 離子膜電解工段的主要參數(shù)一覽表項目指標(biāo)監(jiān)控點NaCl～精鹽水槽NaSO4＜ mol/L精鹽水槽NaClO3＜ mol/L精鹽水槽Sr≤樹脂塔Ba≤ ppm樹脂塔SiO2≤5 ppm樹脂塔Al＜ ppm樹脂塔Fe＜ ppm樹脂塔Ni＜ ppm樹脂塔過濾鹽水SS≤1 ppm過濾器鹽水PH9177。過濾鹽水槽高純酸濃度20177。%高純酸槽陽極PH2～7電解槽陽極液NaOH32～33%電解槽陽極含NaClO3≤ mol/L電解槽進(jìn)槽鹽水Ph2～3電解槽陰極液含NaCl≤40 ppm電解槽陰極液含F(xiàn)e≤1 ppm電解槽出塔AvCl2≤30 ppm脫氯塔出口脫氯鹽水PH8～AICA1602循環(huán)堿溫度87177。5℃循環(huán)堿槽循環(huán)堿流量177。4立方米/小時流量計 片堿工段作用是對電解工段送來的堿液進(jìn)行加工，以得到合格的產(chǎn)品。隔膜電解所得11%堿液經(jīng)蒸發(fā)濃縮得到30%堿液，作為產(chǎn)品出售；離子膜電解工段所得32%的堿液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、干燥得到98%或99%的片堿，提供給相應(yīng)買家。本次認(rèn)知實習(xí)著重了解了片堿工藝，因此，接下來對片堿工藝作著重介紹。 將電解工段生產(chǎn)的32％氫氧化鈉的電解液,經(jīng)預(yù)熱后，送入三效蒸發(fā)器。以蒸汽加熱除去電解液中部分水分,經(jīng)過一效蒸發(fā)后，含氫氧化鈉48％，經(jīng)過二效蒸發(fā)后含氫氧化鈉56％，最后經(jīng)過三效蒸發(fā)后將電解液深縮到含氫氧化鈉98％或99％以上，其次再由片堿機(jī)生產(chǎn)固堿，同時將在深縮過程中的結(jié)晶鹽分離?；涑苫厥整}水返回化鹽工段。重新循環(huán)使用。 從電解工段過來的含32％的氫氧化鈉由H2燃燒預(yù)熱后送入一效蒸發(fā)器濃縮為含48％的氫氧化鈉，然后送入二效蒸發(fā)器濃縮為含56％的氫氧化鈉，再送入三效蒸發(fā)器濃縮為含99％或98％的氫氧化鈉。通過三效后，再經(jīng)過片堿機(jī)，最后到成品堿。1．一效降膜蒸發(fā)器，使用常壓水蒸汽，加熱溫度為90℃左右，內(nèi)不凝性氣體通過表面冷凝器放空，NaOH溶液經(jīng)一效蒸發(fā)后濃度變?yōu)?8%；，使用高壓水蒸氣，加熱溫度為150℃，蒸發(fā)出來的水蒸氣作為一效蒸發(fā)的供熱介質(zhì)，NaOH溶液經(jīng)二效蒸發(fā)后濃度變?yōu)?6%；，三效中的堿的溫度為340℃，因此溫度較高，故使用熔鹽作為供熱介質(zhì)，蒸出來的蒸汽作為一效蒸發(fā)的供熱介質(zhì)，NaOH溶液經(jīng)三效蒸發(fā)后濃度變?yōu)?8%以上； H1：熔鹽加熱爐 B2:H2加熱爐 因為H2燃燒溫度很高,作為熔鹽的加熱介質(zhì)在熔鹽加熱爐中加熱,使熔鹽達(dá)到一定的溫度,然后熔鹽與三效中的堿換熱后,冷卻的熔鹽再由泵壓至上部,再由H2燃燒供熱,循環(huán)使用。，二效蒸發(fā)后的蒸汽在此處冷凝；%堿貯槽，根據(jù)不同濃度原料堿的需要，此處可得到50%液堿，可降低成本；,在片堿機(jī)中冷卻形成NaOH固體,稱重,罐裝,輸送至倉庫。表2141片堿工段主要工藝技術(shù)參數(shù)項目指標(biāo)蒸汽壓力一效~二效~三效~真空度三效冷堿溫度50℃蒸堿濃度冬季(4季度)410～425 g／L夏季(3季度)415～435g／L蒸發(fā)回收鹽水含NaOH≤／L含NaCl250～280 g／L離心機(jī)油泵壓力～成品堿含NaOH～％含NaCl≤％含Na2C03≤％　含F(xiàn)e203% 2012年5月2日到2012年5月4日，我們在安徽天辰化工股份有限公司進(jìn)行認(rèn)知實習(xí)，分別對乙炔工段、氯乙烯工段、聚合工段和糊樹脂干燥工段進(jìn)行了實地了解和學(xué)習(xí)，其中聚合工段和糊樹脂干燥在同一天完成的，因此對這兩個工段認(rèn)識不夠深切，希望老師能夠諒解，接下來對所實習(xí)的四個工段作具體的介紹該工段是糊樹脂生產(chǎn)的最后一個工段，聚合工段送來的聚氯乙烯經(jīng)霧化干燥、研磨的、包裝等工序得到聚氯乙烯樹脂產(chǎn)品。濕PVC樹枝干燥過程可分為兩個階段：恒速干燥階段和降速干燥階段。除去表面水分時，干燥速率較快且?guī)缀跏呛闼?，這一過程稱為恒速干燥階段；而出去孔隙內(nèi)的水分時，由于隨著粉料內(nèi)部含水量的減少，水分由物料內(nèi)部向表面擴(kuò)散的速度逐步下降，因而干燥速率也越來越慢，這一過程稱為降速干燥階段。這兩個階段是以臨界含濕量劃分的，樹脂含水量在臨界值以上的恒速干燥階段的干燥速率主要是由顆粒表面氣化速率控制，僅決定于外部的干燥條件，這一過程瞬間就可完成，可采用氣流干燥實現(xiàn)。樹脂含水在臨界以下的降速干燥階段其干燥速率主要由顆粒內(nèi)部擴(kuò)散速率控制。聚氯乙烯漿料經(jīng)離心機(jī)脫水后，緊密型樹脂含濕量一般小于20%，而疏松型樹脂，含濕則在2028%之間。濕樹脂從濕物料貯斗到螺旋輸送器，螺旋輸送進(jìn)入氣流干燥器（聚氯乙烯生產(chǎn)的氣流干燥速度，一般設(shè)計在1421m/s之間，停留時間在兩秒鐘左右即可使物料的表面水分脫除）與熱風(fēng)進(jìn)行交換，脫除樹脂的表面水份，一般可干燥到7%以下的濕含量，進(jìn)入旋風(fēng)干燥器，再使樹脂得到深度干燥合格；干燥后的樹脂，由空氣稀相氣力輸送和冷卻，經(jīng)旋風(fēng)分離器入篩分機(jī)，篩分后的成品入壓料槽，送到物料貯倉。 霧化器如圖2211所示為霧化器示意圖，霧化器采用電子超頻震蕩（，超過人的聽覺范圍，對人體及動物無傷害），糊狀聚氯乙烯產(chǎn)品通入霧化器，通過霧化片的高頻諧振，分散成霧狀的小顆粒，以致進(jìn)一步干燥。圖2211霧化器示意圖 袋濾器袋式過濾器，結(jié)構(gòu)新穎合理、密封性好、流通能力強(qiáng)、操作簡便，應(yīng)用范圍廣泛、適應(yīng)性強(qiáng)。濾袋側(cè)漏機(jī)率小，過濾精度能準(zhǔn)確地保證，更換濾袋快捷，基本無物料消耗，操作成本降低。旋風(fēng)分離器工作原理，含塵氣體從入口導(dǎo)入，形成旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉(zhuǎn)到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內(nèi)旋流并經(jīng)過排氣管排出。 旋風(fēng)分離器適用于凈化大于13微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、耐高溫、設(shè)備費用和阻力較高（80～160毫米水柱）。表2211干燥工段主要操作工藝參數(shù)種子釜的數(shù)量2臺聚合釜的數(shù)量6臺種子釜的容積25m3聚合釜的容積50 m3現(xiàn)產(chǎn)量6萬噸/年新廠區(qū)20萬噸/年干燥用的蒸汽進(jìn)口：180oC 2MPa 出口：70 oC霧化器葉輪轉(zhuǎn)速≥10000r/min膠乳霧化后顆粒20um聚合工段，主要是利用從單體貯槽送來的氯乙烯單體在加入緩沖劑、分散劑、引發(fā)劑、終止劑、消泡劑、阻聚劑、緊急終止劑、熱穩(wěn)定劑、鏈調(diào)節(jié)劑等后，經(jīng)種子引發(fā)聚合，制得糊狀聚氯乙烯。氯乙烯聚合反應(yīng)機(jī)理氯乙烯自由基聚合主要由鏈引發(fā)，增大，歧化終止。向單體轉(zhuǎn)移四步基元反應(yīng)組成，其反應(yīng)式如下：引發(fā)劑分解K d I －2R Rd ≡－d[I]/dt =Kd [I]鏈引發(fā)K1 R + M →RM Ri ≡－d[M]/dt = 2+Kd[I]鏈增長KP RM X + M→R + M X+1 RP ≡－d[M]/dt = KP[M][M] RMX + RM →RMX + M ≡[M][M]歧化終止Kt RMx + RMy →RMx + RMy Rt =2Kt[M]2：(1) 轉(zhuǎn)化率x＜%只存在均相單體一相，其中溶有微量PVC；(2) 轉(zhuǎn)化率x ≈ %~70%，單體相與聚氯乙烯富相并存，兩相的組成不變，%PVC，后者含70%PVC，但隨著轉(zhuǎn)化率的提高單體相的量逐漸減少，聚氯乙烯富相的量相應(yīng)漸增。(3) x = 70%單體相消失