一二次盐水精制的流程及叙述.doc

内蒙古工业大学本科科研训练论文 PAGE  PAGE 17 离子膜法制碱是当今氯碱工业中崛起的新技术,离子膜烧碱不仅质量好,能耗低,而且从根本上解决了由石棉隔膜法制碱造成的石棉绒对水质的污染和对操作人员健康的影响。它可用于棉纺、化纤、医药、造纸和食品工业,近年来,对烧碱的需求明显上升,特别是纺织业,在加入WTO后渐渐复苏,对烧碱及其联产品氯气的需求迅速增加。离子膜法制碱技术具有国际先进水平,被国家确定为化工重点发展的七大工程之一。同时符合国家提倡的企业“做大、做强、做优”及“高新技术产业化、传统产业高新技术化、优化企业产品结构”的产业政策,通过采用新技术、新工艺,提高产品质量,降低原料消耗,减少“三废”排放,实现清洁生产和循环经济[7]。 1　生产方法 1. 1　工艺路线的选择[2] 目前世界上生产烧碱的方法有4种:隔膜法、水银法、离子膜法、苛化法。隔膜法、水银法和离子膜法都是通过电解盐水生产烧碱;而苛化法则是以石灰和纯碱为原料制取烧碱。苛化法目前仅在少数地区采用,我国苛化法烧碱仅占总产量的1. 5%左右。水银法烧碱含盐量低,产品浓度高,质量好,但是该法对环境污染严重,其汞害对人体有很大危害,联合国环境保护组织已要求逐步取代该法。隔膜法在国内外均广泛采用,该法早期为石墨阳极电解槽,在组装电槽中会产生大量铅和沥青烟雾,在操作中会生成石棉绒碱性污水和石棉绒粉尘,同时该法能耗非常大,因此从20世纪70年代国内外开始用金属阳极电槽取代石墨阳极电槽。目前发达国家已完全淘汰石墨阳极电解槽。我国的石墨阳极装置每年尚有约20多万t的产量,国家已将其列入淘汰类工业生产能力。与石墨法相比,金属阳极隔膜法在技术上有了很大的提高,但能耗依然较高,产品质量较差,同时仍存在一定的石棉绒污染问题。离子膜法是20世纪80年代发展的新技术,能耗低,产品质量高,且无有害物质的污染,是较理想的烧碱生产方法。与金属阳极隔膜法相比,离子膜法具有以下优点: (1) 工艺流程简单。由于离子膜法电解液浓度高,因此不需要蒸发工段即可获得30%以上的产品。 (2) 能耗低。由于不需要蒸发工段,大大减少了蒸汽的消耗,??时电解工段的电耗和循环水耗也大幅度降低,一般离子膜法比隔膜法总能耗低30%以上。 (3) 污染程度低。离子膜法生产装置排出的废液、废气均能做到回收利用,达标排放,对环境几乎没有污染。 (4) 产品纯度高。离子膜碱为高纯度产品,可满足纺织化纤行业对高纯碱的要求。 (5) 装置占地少。离子膜法装置占地较隔膜法装置要少40% ～50%。 (6) 生产稳定,安全性高。离子膜法生产弹性较大,电槽能适应电流负荷的较大幅度变化,迅速调节生产负荷;同时离子膜法开停车安全方便,操作维修简单,劳动强度低。 20世纪80年代,我国离子膜烧碱装置全部采用引进的技术;20世纪90年代,具有自主知识产权的国产化离子膜法电解槽已逐步推广,但采用引进技术的装置仍居多数;进入21世纪,复极式电解槽急速发展,数量大大超过单极式电解槽,尤其是近几年在氯碱行业一统天下,在新建或改扩建离子膜烧碱装置时,选择高电流密度、自然循环复极式离子膜法电解槽已成为绝大多数氯碱企业的共识。国内北京化工机械厂于1994年研制成功复极式离子膜电解槽,2000年北京化工机械厂又研制成功单极式离子膜电解槽。目前国内采用国产化技术建设的电解装置已有30多套,总能力近80 万t·a - 1。在我国与离子膜电解槽配套的部件也已基本实现了国产化,实现了离子膜法烧碱生产装备的成套供货。离子膜法烧碱的电解技术分为复极式和单极式两种,从国内引进的各公司技术和国产化技术来看,无论是单极槽还是复极槽在技术上都是先进可靠的,各具优势。 1. 2　生产工艺流程 离子膜烧碱生产工艺流程示意图见图[2]。 　　原盐首先送盐水工段,在盐水工段首先除硫酸根,再通过干盐饱和,加入氢氧化钠、碳酸钠、氯化铁,经过预处理器及膜过滤器,用盐酸中和变成一次精盐水。一次精盐水送入螯合树脂塔进行二次精制,精制出的二次精盐水调配后送到离子膜电解槽。电解出两股物料,阳极液经过分离,氯气送至氯氢处理总管,淡盐水通过消除游离氯后送至盐水工段;阴极液经过分离,湿氢气送至氢气处理工序,碱液至碱液循环缸,一部分32%液碱冷却后送至酸碱站,另一部分进电解槽参加循环。湿氯气用泵抽入氯氢处理工序,经过洗涤、冷却干燥后送至液氯工段,一部分氯气送至氯气用户,一部分氯气冷却后变成液氯,液氯用于包装或气化后送至成品氯用户,未被液化的尾氯送至盐酸工段做盐酸。湿氢气用泵抽入氯氢处理工序,经过洗涤、冷却送至氢气用户。液氯工段产生的尾酸与氯氢处理工序送来的氢气在盐酸工段合成生产高纯盐酸或合成工业盐酸。高纯盐酸返送至离子膜电槽工序。 2　市场分析 2. 1　国际市场[1] 自20世纪90年代