氯碱生产技术.docx

氯碱生产技术 概述 氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及由其衍生系列化工产品的基本化学工业。 其产品广泛用丁?国民经济各部门，如造纸、纺织、医药、农药、冶金、有色金属工 业以及石油化工等部门；对国民经济和国防建设具有重耍的作用。 氯碱生产技术是由氯化钠溶液经电解，从阳极产生氯气、阴极得到氢气同吋联 产氢氧化钠。为防止电解产物相混，中间用隔膜隔开。如图1。 立式隔膜电解槽示意图 图1立式隔膜电解槽示意图 电解槽的阳极和直流电源的正极相联，阴极与负极相联，当电路接通后，电流 由正极流向阳极，经NaCl水溶液由阴极返回直流电源的负极，形成电流冋路。同时 在电极和溶液界面上，分别进行CT离子的氧化反应和H2O分子（或H+离子）的还 原反应。阳极：2Cr-2e-Cl2 t ；阴极：2H2O+2e~-20H_+H2 t ,结果获得氯气、 氢气和在阴极室生成的NaOH溶液。食盐水溶液的电解反应：2NaCl + 2 H2O-C12 t +H2 t +2Na0Ho±项反应不能自发进行，必须外界输入电能用电解的方法强制进行, 这种有电子参加的化学反应，称为电化学反应，从氯化钠水溶液制CbNaOH和H2 的反应，是由电能转变为化学能的过程，称为电解过程。 工业上采用电化学法生产氯气和烧碱始T* 1890年，我国第一家氯碱厂是上海 天原电化厂，1930年正式投产，冃前全世界有500多家氯碱公司，总生产能力烧碱 6200万吨/年以上，我国电解法烧碱生产企业有250家，生产能力近900万吨/年，仅 次于美国，居世界第二位。 ⑴我国烧碱产品品种主要有30%、42%、45%、50%的液碱，96%、99%的固 碱、片碱及粒碱等。 ⑵电解槽的结构与材料，我国冃前约70%氯碱金业采用隔膜法金属阳极电解 槽,而能耗较低的离子膜法电解技术由于一次投资较大（离子膜依靠进口）仅占30%, 但其优质低耗，吨碱节电300度以上，是今后氯碱行业发展的方向。 ⑶我国烧碱消费构成情况： 表一 消费领域 2000 年 2005年（预测） 轻工：纸浆、合成洗涤剂、味精、饮料等 30.0 26.7 化T：有机产品、无机产品、农药等 30.0 33.0 纺织工业：粘胶纤维、印染布、棉织品 19.1 17.9 医药丁?业 6.5 5.2 冶金 6.3 6.7 石油：开采炼制 2.5 3.2 水处理 3.5 3.3 军T 0.1 2.0 其它 2.0 2.0 ⑷用氯产品消费构成情况： 表二 消费领域 2000 年 2005年（预测） 顽烂品：m m am氯化瞬 41.7 38.0 有机氯产品：VC、VDC、甲烷氯化物 29.1 33.0 CB、水合脐、TDI染料等 12.0 11.0 医药、农药中间体、水处理 16.2 17.5 其它 1.0 0.5 氯碱生产的主要化王原料为氯化钠，同时需供给大容量的直流电源，进行电化 学反应而得产品。由于丁业食盐含有钙、镁、硫酸盐等杂质，对电极反应和隔膜的 使用寿命影响较大，故必须进行精制处理，同时产生的氯气、氢气含饱和水蒸汽必 须经过冷却、干燥处理，才可输送、使用；电解液含NaOH较低，隔膜法电解所得碱 液含氯化钠较高（饱和），必须蒸发浓缩并除盐才可得到合格的产品。因此，氯碱企 业必须具备⑴供配电整流T段；⑵化盐精制工段；⑶电解T段；⑷氯氢处理工段； ⑸蒸发工段，我公司现有氯产品为合成盐酸、液氯、漂白液，分别介绍于下： 盐水精制工段 1、 任务：通过同体盐的溶化（或卤水重饱和），杂质成分沉淀及除去不溶物的 沉降，精制盐水的过滤与中和等工艺过程，供应符合电解槽需要的高纯度饱和盐水。 2、 原盐概况：原盐有海盐（海洋中NaCl浓度平均为33-36%）,湖盐、井盐和 矿盐四种。我国原盐组成见下表： 表三 品种 产地 NaCl % Ca12 % Mg12 % SO4-2 % 水不 溶物％ 水分 % 海盐 河北长芦 94.47 0.17 0.13 0.38 0.14 2.4 山东青岛 94.21 0.21 0.11 0.62 0.15 3.7 江苏淮北 93.03 0.12 0.20 0.75 0.04 4.07 海南莺歌 93.95 0.17 0.07 0.36 0.97 4.10 湖盐 内麴 99.05 0.07 0.02 0.21 0.43 0.105 青海茶卡 97.56 0.27 0.05 0.67 0.41 0.48 井矿盐 四川自贡 97.94 0.18 0.04 0.35 0.14 0.70 湖北应城 94.60 0」0 0.03 湘澧盐矿年产精盐50万吨，主要成分如下：NaCl 97% , SO4_20.45%, Ca，20.04%, Mg+20.02%o 提供我厂精卤主要成分：NaC12285g/l, SO4_25g/l,鞍总量W20mg/l。 3