氯堿生產(chǎn)工藝方法研究

蔣 奎

（天津樂金渤海化學(xué)有限公司，天津 300450)

氯堿生產(chǎn)工藝方法研究

蔣 奎

（天津樂金渤?；瘜W(xué)有限公司，天津 300450)

主要對氯堿工業(yè)的生產(chǎn)方法進(jìn)行了介紹，并且比較了隔膜法與離子膜法的區(qū)別，在此基礎(chǔ)上對電解工段的生產(chǎn)過程進(jìn)行了研究，具有較為重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。

氯堿生產(chǎn)；工藝方法；實(shí)驗(yàn)

氯堿工業(yè)是我國化工行業(yè)的基礎(chǔ)行業(yè)，從目前的發(fā)展趨勢和發(fā)展情況來看，當(dāng)前的燒堿行業(yè)的生產(chǎn)和加工方法非常多，主要包括各種水銀法以及離子膜法，當(dāng)前的這些方法主要是應(yīng)用在飽和的食鹽水當(dāng)中，并且還可以產(chǎn)生不同的氯氣和氫氣，在國內(nèi)的一些工廠中，依然采用這種方法來生成燒堿。因此，文章針對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行詳細(xì)的研究，并且利用原料鹽水來產(chǎn)生各種電解反應(yīng)，這樣可以提高整個(gè)燒堿制品的質(zhì)量，在目前的生產(chǎn)過程中，對每種生產(chǎn)方式進(jìn)行對比，并且結(jié)合不同的生產(chǎn)方式提出有效的措施和建議。

1 隔膜法和離子膜法的簡介

1.1 隔膜法

商品堿在1893年依靠應(yīng)用隔膜成功的進(jìn)行研制，當(dāng)前的方法主要是利用空滲透膜的方法來進(jìn)行生產(chǎn)，并且在生產(chǎn)的過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生效率極低的情況，在這種情況之下要想保證整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量應(yīng)使用石棉膜，但石棉膜會(huì)對環(huán)境造成較大的損害。

1.2 離子膜法

離子膜法可通過選擇不同的離子來作為隔離層而進(jìn)行電解，當(dāng)前的電解方法最為明顯的優(yōu)勢就是整個(gè)產(chǎn)品不會(huì)出現(xiàn)污染物，因此這種生產(chǎn)過程較為穩(wěn)固，并且整個(gè)槽的結(jié)構(gòu)相對較為簡單。但該生產(chǎn)方式的缺點(diǎn)也非常明顯，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，不同的槽口之間的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)也在提高，因此整個(gè)成本在顯著的減少，當(dāng)前的氯堿工業(yè)當(dāng)中的生產(chǎn)范圍和成本范圍也在發(fā)生變化

2 隔膜法和離子膜法的比較

在當(dāng)前精準(zhǔn)鹽水電解槽當(dāng)中氯化鈉的質(zhì)量濃度要求是控制在315～320g/L，各種隔膜法還能夠生產(chǎn)許多硫酸根離子，這些硫酸根離子會(huì)出現(xiàn)各種累積的現(xiàn)象，隨著鹽水標(biāo)準(zhǔn)的不斷降低，針對當(dāng)前的一些鹵水情況，可以利用其來進(jìn)行制堿，并且這種設(shè)備能夠充分發(fā)揮優(yōu)點(diǎn)，在大多數(shù)情況之下可以延長其使用壽命，充分發(fā)揮其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)功能，并且還能夠降低整個(gè)鹽水當(dāng)中的鈣鎂離子和硫酸根離子，這些懸浮的顆粒離子的生產(chǎn)方式和方法也比較特別，目前的氯堿工業(yè)當(dāng)中的精制鹽水的生產(chǎn)方式有：①循環(huán)使用鹽水進(jìn)行溶解鹽，因?yàn)樗蠳aOH，在鹽溶解的時(shí)候會(huì)和里面含有的Mg2＋反應(yīng)生產(chǎn)Mg（OH）2絮狀物；②加碳酸鈉進(jìn)行沉淀；③反應(yīng)結(jié)束以后，澄清精鹽水；④澄清鹽水進(jìn)入砂濾器過濾以后開始電解，又經(jīng)鹽水精制過濾工藝革新，提升了鹽水質(zhì)量。

自從2000年美國的科爾企業(yè)進(jìn)行ZYLON薄膜過濾器試用（江蘇某集團(tuán)公司生產(chǎn)），并且在一次鹽水精制實(shí)驗(yàn)成功。目前許多公司開始持續(xù)對此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究和轉(zhuǎn)化，當(dāng)前的鹽水精制生產(chǎn)過程當(dāng)中也存在著許多問題，最為主要的問題就是原鹽材料會(huì)影響到整個(gè)鹽水的精制過程，這樣會(huì)在某種情況下導(dǎo)致二次污染的產(chǎn)生，并且當(dāng)前的鹽水精制程度的提高也會(huì)在整個(gè)離子膜當(dāng)中產(chǎn)生各種燒堿。當(dāng)前的離子膜的方法在鹽水當(dāng)中也會(huì)產(chǎn)生一些氯酸根或者是硫酸根，這些都會(huì)在較高的溫度之下來對氯酸跟離子進(jìn)行清除，并且在較高溫度的環(huán)境和條件之下來清除整個(gè)氯酸根離子。

3 電解工段

3.1 隔膜法

當(dāng)前隔膜電解槽在化工生產(chǎn)過程當(dāng)中較為廣泛，這種大規(guī)模的電解槽只是在KD-55的擴(kuò)展陽極槽當(dāng)中進(jìn)行電解和生產(chǎn)，并且整個(gè)過程屬于金屬陽極的電解槽。隔膜材料的重點(diǎn)特點(diǎn)就是能夠促進(jìn)整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程的加速，并且還能夠使得反應(yīng)過程變得可逆。根據(jù)當(dāng)前隔膜槽材質(zhì)的不同，整個(gè)過程當(dāng)中的薄膜會(huì)保持平整，不會(huì)有搭橋情況的產(chǎn)生，這樣才會(huì)在整個(gè)過程當(dāng)中保證表面的光滑平整。

3.2 離子膜

通過使用離子膜來進(jìn)行電解槽工藝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定是非常有效果的，首先需要對整個(gè)鹽水的生產(chǎn)過程進(jìn)行過濾，這種過濾能夠確保第二次精制的發(fā)生，并且通過離子膜的方法來對整個(gè)過程進(jìn)行電解，電解完畢之后能夠保證生產(chǎn)過程的順利繼續(xù)。利用這種氯堿工業(yè)所產(chǎn)生的離子膜設(shè)備能夠成功的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且在國家方針的指導(dǎo)之下，還可進(jìn)一步對整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行推廣，這樣的離子膜的生產(chǎn)方式能夠使得整個(gè)隔膜的燒堿程度降低1/3，且這兩種生產(chǎn)方式還可最大程度的降低整個(gè)過程當(dāng)中的能量損耗。

3.3 蒸發(fā)工段

在蒸發(fā)的過程當(dāng)中，燒堿都是通過各種隔膜工藝來進(jìn)行電解的，這種隔膜方式的電解會(huì)使得NaOH進(jìn)行充分電解，并且在電解的過程中產(chǎn)生許多鹽，這些鹽可以對整個(gè)蒸發(fā)過程進(jìn)行加速，并且還可以確保電解液的濃度和純度。通過使用離子膜的方式來對燒堿進(jìn)行分解可以確保當(dāng)中OH-的濃度在32%左右，這樣其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)相當(dāng)?shù)母撸⑶移滟|(zhì)量水平要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的隔膜燒堿法。

4 結(jié)束語

綜上所述，傳統(tǒng)的離子膜的生產(chǎn)方法能夠很好的對傳統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃及逆行改進(jìn)，且能最大限度地降低生產(chǎn)成本。為了使得當(dāng)前的隔膜堿在整個(gè)市場當(dāng)中占有一定的地位，通過降低損耗以及堿液濃度的方法可提高整個(gè)生產(chǎn)自動(dòng)化的程度，且也能對環(huán)境的污染情況進(jìn)行詳細(xì)的分析和了解。目前的燒堿被認(rèn)為是世界上最為先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，這種成熟的國產(chǎn)化技術(shù)能夠在將來被替代。

[1] 孫勤.我國隔膜法燒堿的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].氯堿工業(yè)，2015，（6）：24-27.

Study on the Process of Chlor-alkali Production

Jiang Kui

In this paper，the production methods of chlor-alkali industry are introduced，and the difference between membrane method and ion-exchange membrane method is compared.On this basis，the production process of electrolysis section is studied.The research of this paper has more important theoretical significance and Practical value.

chlor-alkali production；process method；experiment

TQ114

A

1003–6490（2017）11–0114–01

2017–09–02

蔣奎（1982—），男，四川安岳人，助理工程師，主要研究方向?yàn)槁葔A工藝。