黑龙江昊华化工有限公司 黑龙江 齐齐哈尔 161041
摘要：随着工业化进程在不断推进 , 氯碱生产厂家对工艺的先进行和可靠性越来越重视 , 为了尽可能提高生产效率 , 增加企业的效益 , 很多厂家引进了很多先进的设备和工艺流程。但值得注意的是 , 在选择设备和工艺流程时要充分考虑企业自身的实际情况 , 这样才能够切实提高生产效率。
关键词：氯碱化工；设计；工艺流程；选择
引言我们要重视氯碱化工生产工艺与设备管理的现状，并制定出相应的完善措施，尽量提高生产工艺与设备管理质量，来保证氯碱化 工的生产安全。
1氯碱化工生产工艺分析
1.1制碱原理方面
氯碱化工生产工艺的制碱原理为：通过电解氯化钠溶液的方式， 获取氢气、氯气以及一定量的烧碱。虽然这一电解制碱过程能够为化 工企业带来一定的经济效益，但与此同时，在上述电解过程中，氯气 与氢气均容易发生反应，当遇明火时，极易引发爆炸，威胁化工企业 员工的生命安全.
1.2离子交换膜法方面
第一，阴极。在氯碱化工企业中，阴极部分由表面涂有金属镍的碳钢网制作而成，在生产过程中，该部分产生氢气；第二，阳极。该部分由表面涂有钌氧化物或钛氧化物的金属钛网制作而成。阴极、阳极表面的涂层均具有提升电解效率、增加电极使用寿命的作用。在生产过程中，该部分产生氯气。第三，离子交换膜。这里以阳离子交换膜为例，在氯碱化工生产中，溶液中的气体、氢氧根离子、氯离子无法顺利通过该交换膜，而仅有钠离子能够穿过阳离子交换膜。阳离子交换膜的使用除了可以实现制碱目的外，还能有效避免阴阳两极的氯气与氢气结合，产生爆炸事故，同时预防氢氧化钠溶液与氯气接触， 发生化学反应生成次氯酸钠，导致烧碱产量降低。运用上述方法所获得的碱液浓度较低，且其中含有较多尚未发生电解反应的氯化钠。因此，经过初步电解反应后，氯碱化工企业还需通过对产物的分离、浓缩， 方可获得固态的烧碱。
2氯碱化工设计中工艺流程
2.1盐水一次精制的工艺流程
2.1.1盐水一次精制的传统工艺
传统工艺流程在国内外氯碱工业的使用历史悠久，且至今还在沿用这种传统的工艺。其一次盐水工序生产过程相对稳定，设备运行稳定， 对设备检查维修的投入较少，且普通操作人员进行培训之后即可熟练操作。但是生产所需要的设备和装置大，占地面积相应的也会比较大； 一次盐水工艺自动化程度低，一旦系统出现异常，那么技术人员需要花费较长的时间才能够找出故障点，会阻碍生产的进度；而砂滤器会产生二氧化硅造成二次污染；另外，一次盐水的固形物含量偏高，后序处理难度大。
2.1.2膜法过滤工艺
（1）戈尔膜盐水精制工艺特点。①脉冲式过滤。达到过滤时间 之后，过滤器自动进入反冲状态，通过反向静压差使得滤饼脱落、沉 降，经过一定的时间之后再开始下一个过滤周期；②高流量一次净化。 其具有超强的过滤能力，是普通过滤器的 5 到 10 倍，并且无需再配置固液分离设备；③低压反冲不仅能够确保设备的正常运行，同时最大 限度避免对其造成损害；④因为膜非常薄，可以将其看作表面过滤， 即使滤程有轻微的堵塞用酸即可溶解，因此造成机械损伤的可能性微乎其微。
（2）凯膜盐水精制工艺特点。①工艺简单，流程短。盐水中的悬浮物低于 1mg/L，可以满足离子膜电解生产装置中电解槽的使用，同时无需再进行别的操作，可以直接进入离子交换树脂塔进行二次盐水精制；
②固液分离一次完成，无需再配备过滤装置，且过滤能力高，过滤精度 稳定，无需再进行改造，节约了大量的人力、财力的投入；③装置和设 备小，并且对一些环节进行了精简，不需要清理澄清桶，大幅度减少了 操作人员的工作量；④对原盐质量的要求降低了，进而降低原材料的采 购成本，保证了盐水的质量，膜管的使用期限得到了延长，同时这个设 备因为经过相应的防腐处理，对液体酸碱度的要求更宽松。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2钾碱蒸发的工艺流程
2.2.1顺流流程
顺流流程指的是进入蒸发器的电解液与加热蒸汽的方向相同，假
如一套多效蒸发设备，电解液流向的特点是电解液的浓度会越来越高， 蒸汽压力会越来越低。根据串联蒸发器数量的不同，顺流流程又可以 分为顺流双效、顺流三效部分强制循环等多种形式。
2.2.2逆流流程
逆流流程主要通过降膜浓缩器来实现，降膜浓缩器采用熔盐作为 载热体，在系统中循环使用。由助燃空气鼓风机送来的助燃空气经助 燃空气预热器预热后，与作为燃料的天然气一并送入天然气燃烧系统 燃烧，并在熔盐加热器中，通过辐射和对流将熔盐加热到大约 420℃ 送至降膜浓缩器浓缩碱液，而冷却后的熔盐自流入熔盐槽，再经熔盐 泵送回熔盐加热器循环使用。
2.2.3流程讨论
（1）效数评价。我们假定从蒸发过程中的没有热量损失、料液温度与加热蒸汽温度一致，那么可以知道，多效蒸发比单效蒸发更具优势， 但是从经济性、生产成本的角度来说，并不是效数越多越好，因为这会导致成本的激增，同时也会对生产提出了更高的要求。所以，根据当前氯碱工业的生产水平，三效和四效是比较合理的选择。
（2）顺流与逆流流程的比较。在逆流流程第三效为真空效，电解 液无需预热即可进效，同时浓效又为闪蒸效，可以提高电解液的浓度， 第二效的盐泥的氢氧化钾（KOH）浓度很高，经过第三效排出之后可以大幅减少产品的损失，所以逆流流程的耗能低。逆流蒸发增加强制循环 泵之后，生产强度得到了大幅度的提高，研究表明，其生产强度甚至会 比逆流流程高大约 20%，由此看来，逆流流程更具优越性。随着工业化进程在不断推进，氯碱生产厂家对工艺的先进行和可靠性越来越重视， 为了尽可能提高生产效率，增加企业的效益，很多厂家引进了很多先进 的设备和工艺流程。但值得注意的是，在选择设备和工艺流程时要充分 考虑企业自身的实际情况，这样才能够切实提高生产效率。
2.3氯化钾溶液电解的工艺流程
2.3.1盐水二次精制工艺
自一次盐水工序的精盐水进入过滤盐水槽，用蒸汽加热至 65℃后， 进入离子交换树脂塔除钙、镁离子至小于 20ppb；失去交换能力的螯合树脂要用酸、碱及纯水每 72 小时自动再生一次。
2.3.2电解工艺
经树脂塔处理后的盐水送入盐水高位槽，自流进入各电解槽。在 电解槽阳极室生成的淡盐水流进阳极液槽，然后经阳极液泵送到脱氯 单元。在电解槽阳极室生成的氯气送氯处理工序。电槽阴极室产生的 碱液一部分送各用碱工艺点；一部分碱液经阴极液冷却器调整温度后， 通过加入纯水来控制碱液浓度循环回到电解槽；其余则送往蒸发工序。 在电解槽阴极室生成的氢气送往氢气处理工序。
2.3.3淡盐水脱氯工艺
阳极液槽的淡盐水经阳极液泵送至脱氯塔，在真空下将溶解在盐水中的游离氯脱出，脱氯后的淡盐水仍含游离氯约 20~30mg/l，加入 32% 碱液调节 pH 后，与 K2SO3 溶液反应进一步除去游离氯，脱氯完全后的淡盐水由脱氯盐水泵送至一次盐水工序。由脱氯塔脱出的氯气 经脱氯冷凝器冷却、分离水分后由脱氯真空泵送至氯气总管。脱氯冷 凝器冷凝下来的氯水自流回阳极液槽。
结束语氯碱工业是最基本的化学工业之一，是中国现代化之母， 其产品不仅应用于化学工业，同时还广泛应用于石油化学工业、纺织 工业和公共事业等多个领域中。在实际的电解法制钾碱的生产中，对 选择科学合理的工艺流程可以有效提高生产效益。
参考文献
[1]. 金 川 化 工 全 力 推 进 氯 碱 产 业 达 产 达 标 [J]. 聚 氯 乙
烯,2019,47(03):48.
[2]赵振霞 . 氯碱化工清洁生产工艺与改进研究 [J]. 中国石油和化工标准与质量,2019,39(06):199-200.
[3]蒋建校 , 巴青山 , 邵继军 . 氯碱化工设计中工艺流程的选择 [J]. 化工管理,2016(23):233.
论文作者:王琛
论文发表刊物:《建设者》2019年21期
论文发表时间:2020/3/11
标签：盐水论文; 工艺流程论文; 氯碱论文; 阳极论文; 氯气论文; 电解槽论文; 逆流论文; 《建设者》2019年21期论文;