化工领域分析--氯碱工业.pdfVIP

（1）氯碱工业

产品

1.32%氢氧化钠

2.50%氢氧化钠

3.固体氢氧化钠（片碱）

4.高纯盐酸（含有35%~38%HCl）

5.工业盐酸（含有31%HCl）

6.次氯酸钠（工业级(以有效氯计)一级13%;二级10%）

7.氯气、液氯（液态氯气）

8.PVC（聚氯乙烯树脂，氯碱工业一般都伴随PVC树脂）

9.氢气

工业氢：（GB/T3634-1995）

H2≥99.90%（优等品）；

H2≥99.50%（一等品）；

H2≥99.00%（合格品）

纯氢：（GB/T7445-1995）

H2≥99.99%；

高纯氢：（GB/T7445-1995）

H2≥99.999%；

超高纯氢：（GB/T7445-1995）

H2≥99.9999%；

氯碱工业特点

1、能源消耗大：主要是用电量大。氯碱生产的耗电量仅次于电解法生产铝，

电能是氯碱工业的重要原料之一。在美国，氯碱工业用电量占总发电量的2%，

1988年中国氯碱工业生产的耗电量占年总发电量的1.5%。因此，电力供应状况

和电价对氯碱产品的生产成本影响极大，各国始终的把降低能耗作为电解法的核

心问题。通过运用先进设备，提高电解槽的电能效率和碱液蒸发热能的利用率，

来降低烧碱的电耗和蒸汽消耗。因此，开辟节约能源新途径，具有重要意义。

2、氯与碱的平衡：电解食盐水溶液时，按固定质量比例（1:0.85）同时产出

烧碱和氯气两种产品。在一般情况下，发展中国家在工业发展初期用氯量比较小，

由于氯气不宜长途运输，所以总是以氯气的需要量来决定烧碱的产量，因此往往

会出现烧碱短缺的现象。在石油化工和基本有机原料发展较快的国家地区，氯的

用量就较大，因此就出现烧碱过剩。

3、腐蚀和污染：氯产品如烧碱、盐酸等均具有强腐蚀性，在生产过程中使

用的原料如石棉、汞和所产生的含氯废气都可能对环境造成污染

制碱方法

①隔膜电解法

隔膜电解法：以多孔隔膜将阳极室和阴极室分隔，避免了两级产物的混合。

阳极：碳，人造石墨，金属阳极

隔膜材料：石棉水泥，石棉纸，真空吸附石棉纤维隔膜，改性隔膜。

典型的隔膜电解槽：HookerH-4电槽，MDC型电槽

■原理

■工业之间的简单生产流程

■生产流程

■C30-Ⅲ型金属阳极隔膜电解槽

②水银电解法

水银电解法：在氯碱电解槽中不采用隔膜，而改用水银作阴极材料，使析氯

反应和生成NaCl的反应分别在电极槽和解汞槽中进行，从根本上避免了两种产

物的混合，直接获得高浓度、高纯度的烧碱。

缺点：生产过程中水银的流失。

世界：水银法工厂始建于1897年。

中国：1952年锦西化工厂建成了国内第一套水银电解装置，目前产量最大

的为天津化工厂。

③离子膜电解法

离子膜电解法：使用对离子具有选择透过性的离子交换膜，如全氟阳离子交

换膜，只允许钠离子由阳极区进入阴极区，不允许OH-,Cl-和水分子通过，不仅

使两极产物隔离，避免了导致电流效率下降的各种副反应，且从阴极区直接获得

高纯度的烧碱。

优点：产品质量高、能耗低，可免除石棉和水银产生的公害。

缺点：投资大、技术要求高，短期尚难取代原有的两种工艺。

■原理

■生产流程

离子交换膜电解法与隔膜电解法的区别

增加了二次盐水精制工序

需向电解槽的阴极区加入纯水

由电解槽阳极区引出的稀盐水可再度使用

阴极室输出的液碱可直接作为商品

各国氯碱产业分析

■中国

中国氯碱工业发展简述

我国氯碱工业的发展可以追溯到1929年，著名爱国实业家吴蕴初先生在上海创

办了国内第一家氯碱企业——天原电化厂，从此揭开国内氯碱工业从无到有的篇

章。同其它国家相比，我国氯碱工业起步相对滞后，晚于欧美、日本等国家和地

区。但是在氯碱工作人员的不懈努力下，中国现已拥有全球规模最大的氯碱化工

产业集群。建国前的20年当中，我国只有10个氯碱厂（点），烧碱最高年产

量仅为1.5万吨，氯产品只有液氯、漂白粉、盐酸、三氯化铁等简单几种，然而

这在当时已实属不易。建国后，国民经济需求的不断扩大带动着氯碱企业规模的

壮大。从第一个五年计划开始，烧碱产量便以20%左右的速度增长。

新中国建立前的氯碱厂规模