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化工厂生产工艺
化工厂生产工艺简介
化工厂生产的产品主要包括氯化钾、溴素、氯化镁、硫酸镁、副产氯化钾钠、工业盐(二效盐、分离盐)、高温盐等。
氯化钾、氯化镁、硫酸镁为主导产品,联产溴素、副产工业盐等系列产品。
一、各产品的性质、用途和质量标准
㈠、氯化钾
分子式:
KCl,分子量:
74.55,纯品为白色立方晶体。
比重:
1.984,熔点:
770℃。
有吸潮性,易结块,易溶于水。
氯化钾是重要的工业原料,可制碳酸钾、氢氧化钾、硫酸钾、氯酸钾等,在医药上用作利尿剂、缺钾剂等,在农业上氯化钾是重要肥料之一。
氯化钾质量标准执行GB/T7118—2008标准,见下表
工业氯化钾技术指标
指标名称
化学指标
优级
一级
二级
氯化钾%≥
93.0
90.0
88.0
氯化钠%≤
1.75
2.60
3.60
钙、镁离子总量%≤
0.27
0.38
0.45
硫酸根%≤
0.20
0.35
0.65
水不溶物%≤
0.05
0.10
0.15
水分%≤
4.73
6.57
7.15
注:
氯化钾优级、一级、二级相当于氧化钾分别为58.8,56.9,55.6
在生产氯化钾中,光卤石分解采用控速分解技术,所用控速结晶器副产含少量氯化钾和较多氯化钠的副产物,化工厂将其进行分离出来作为一种产品,这就是氯化钾钠产品。
氯化钾钠质量标准执行Q/12HG6576-2012标准
氯化钾钠技术指标
项目名称
指标
20
30
40
氯化钾%≥
15.00
25.00
35.00
氯化钠%
50-70
45-65
40-60
水分%≤
20.00
15.00
13.00
根据用户需要,化工厂有时生产光卤石(KCl·MgCl2·6H2O)、合同钾(含氯化钾≥85%)、60%氯化钾和高温盐等产品。
光卤石大致组成为:
KCl18-22%、MgCl230-33%、NaCl5-8%、MgSO40.4-1.0%
高温盐大致组成为:
KCl1.5-2.5%、MgCl23-8%、NaCl25-40%、MgSO430-40%
㈡、溴素
分子式:
Br2,分子量:
159.81,为深红棕色发烟液体,在室温下挥发,生成红棕色蒸气。
溴蒸气为空气重量的5.515倍。
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿、二硫化碳等有机溶剂,溶液呈褐色,也易溶于盐酸、氢溴酸和溴化物溶液中。
溴蒸气强烈地刺激眼睛及呼吸器官,能引起流泪、咳嗽、喉痛、头晕、头痛和鼻出血,浓度较高时还会引起窒息和支气管炎,溴素溅到皮肤上,能引起严重灼伤。
溴几乎能与所有元素起反应,生成相应的化合物。
除贵金属外,溴能与所有金属化合,放出大量的热。
溴是制取溴的有机、无机化合物的主要原料,广泛用于医药、染料、农药、阻燃剂等行业。
质量标准执行QB2021—94标准
工业溴技术指标
项目名称
指标
优级
一级
二级
溴(Br2)%≥
99.7
99.0
98.5
氯(Cl2)%≤
0.05
0.15
0.25
不挥发物%≤
0.05
0.10
0.15
㈢、氯化镁
分子式:
MgCl2·6H2O,分子量:
203.30,纯品为无色单斜结晶,工业品往往呈黄褐色,含氯化镁约46-48%,还含有硫酸镁、氯化钠、氯化钾等杂质,有苦涩味。
易溶于水和乙醇,在湿度较大时,容易潮解。
工业氯化镁主要用于建筑、冶金、煤炭等行业。
在建筑工业中,是生产镁水泥原料,在冬季施工时用作防冻剂;在冶金工业中,用作耐火材料和砌炉壁的粘合剂;在食品工业中是蛋白质的凝固剂,生产豆制品。
此外,还可用作公路防尘剂、融雪剂等。
质量标准执行QB/T2605—2003标准
工业氯化镁技术指标
项目名称
指标
白色氯化镁
普通氯化镁
氯化镁含量%≥
46.00
44.50
钙离子(以Ca2+计)%≤
0.15
—
硫酸根(以SO42-计)%≤
1.00
2.80
碱金属氯化物(以Cl-计)%≤
0.50
0.90
水不溶物%≤
0.10
—
色度(号度)≤
50#
—
㈣、硫酸镁
化工厂生产的是一水硫酸镁,分子式:
MgSO4·H2O,分子量:
138.30,易溶于水,是白色或灰白色粉末状晶体,2013年后将改产为颗粒状产品。
一水硫酸镁是一种重要的双营养元素(硫、镁)化学肥料,东南亚和我国南方大面积酸性红土壤需要大量硫酸镁肥料。
质量标准执行Q/12HG6111-2012标准
硫酸镁技术指标
项目名称
指标
优级
一级
二级
水分%≤
2.00
3.50
5.00
硫酸镁(以MgO计)%≥
25.50
25.00
24.00
硫化物(以S计)%≥
0.60
0.90
1.20
㈤、二效盐
主要成分是氯化钠,粒径约0.25mm的白色晶体,含有的杂质盐主要是氯化镁、硫酸镁等
质量标准执行Q/12HG6578-2012标准
二效盐技术指标
项目名称
指标
优级
一级
二级
氯化钠(以NaCl计)%≥
92.00
89.00
86.00
水分%≤
7.00
8.00
10.00
㈥、分离盐
主要成分是氯化钠,粒径约0.25mm的白色晶体,含有的杂质盐主要是硫酸镁、氯化镁等
质量标准执行Q/12HG6577-2012标准
分离盐技术指标
项目名称
指标
优级
一级
二级
氯化钠(以NaCl计)%≥
85.00
83.00
80.00
水分%≤
9.00
10.00
14.00
二、生产规模万吨/年
氯化钾
氯化镁
硫酸镁
溴素
分离盐
二效盐
设计产能
0.7
5.0
1.0
0.8
1.4
1.4
已达产能
1.0
10.0
2.3
0.5
2.0
2.0
三、各产品工艺流程简述
海水晒盐后甩出的母液(制盐场称老卤),经化工厂复晒滩复晒,蒸发掉一部分水分,析出部分氯化钠和硫酸镁后,赶制为比重30°Be′以上卤水,是为生产氯化钾的原料卤水,化工厂称苦卤。
化工厂生产工艺流程见“海水制盐母液综合利用生产工艺流程方框图”
海水晒盐后的母液
苦卤
二效盐浆
二效清液
氯气
浓厚卤
溴蒸汽蒸发完成液
高温盐浆
制
溴澄清液
母
液
粗盐浆
粗溴水光卤石镁乳
海水制盐母液综合利用生产工艺流程方框图
㈠、二效盐
在氯化钾生产中,苦卤首先经苦卤预热器预热后进入二效蒸发罐加热蒸发,在蒸发出苦卤中水分的同时,结晶析出固体氯化钠,该固体氯化钠在二效排盐罐内增浓后排出二效盐浆,二效盐浆经离心机分离得到固体氯化钠即为二效盐产品。
二效盐浆的甩后液回二效蒸发罐继续蒸发。
㈡、氯化钾
化工厂采用兑卤法生产氯化钾,生产工艺主要分为兑卤、蒸发、保温沉降、冷却结晶、分解洗涤五个生产工序。
分述如下。
1、兑卤
在苦卤中按一定比例掺兑生产氯化钾后的母液(浓厚卤,习惯上又称老卤)的过程称为兑卤。
化工厂的兑卤过程是在一效蒸发罐内进行的(一效兑卤)。
从二效排盐罐顶出的清液(二效清液)经效间预热器预热后进入一效蒸发罐,光卤石母液(浓厚卤)按苦卤的一定比例打入一效蒸发罐内与二效清液进行掺兑,完成兑卤过程
2、蒸发
兑卤后的混合卤水在一效蒸发罐内继续加热蒸发,直至蒸发终止沸点。
在蒸发出混合卤中水分的同时,结晶析出固体氯化钠和一水硫酸镁,得到一效蒸发完成液。
一效蒸发完成液经负压降温器降温后排至保温沉降器。
苦卤、混合卤在二效和一效蒸发罐内的蒸发过程为蒸发工序。
3、保温沉降
一效蒸发完成液在保温沉降器分离出高温盐浆后得到澄清液。
在高温盐浆中加入复生盐浆和苦卤洗涤高温盐浆,然后进入过滤机进行固液分离,固体为制取硫酸镁和分离盐的原料——高温盐,液体为回收液,送入复生卤沉降器进行沉降分离,复生卤进入二效蒸发,复生盐浆打入高温盐浆中。
4、冷却
澄清液经真空结晶器一步冷却和风冷塔二步冷却后,结晶析出光卤石,然后料液进入光卤石沉降器。
5、分解洗涤
冷却后的料液在光卤石沉降器内沉降分离得到光卤石浆和浓厚卤。
将光卤石浆打入光卤石离心机进行固液分离,得到光卤石和光卤石甩后液。
甩后液打入光卤石沉降器。
在光卤石中加入分解液调浆后打入控速结晶器。
光卤石在控速结晶器内加水分解得到粗钾浆和分解液,带有氯化钾钠细小颗粒的分解液溢流到氯化钾钠沉降器,沉降增浓后经离心机分离得到氯化钾钠产品,溢流出的分解液去往复生卤沉降器,粗钾浆经离心分离得到粗钾。
粗钾在搅拌槽内加水洗涤,再经离心机分离,得到氯化钾成品。
洗涤液中夹带的细小颗粒固体物,经沉降器增浓后,再用卧式刮刀离心机分离出固体物,一般含氯化钾≥85%,作为合同钾出售。
分解液去往复生卤沉降器。
分解洗涤,制得产品氯化钾。
光卤石母液(浓厚卤)用作生产溴素的原料。
㈢、溴素
溴素车间是以生产氯化钾过程中析出光卤石后的母液(浓厚卤)为原料。
生产工艺包括卤水预热、氯气氧化、水蒸汽蒸馏、冷凝分离、吸收及精馏等工序。
光卤石母液(浓厚卤)经预热进入蒸馏塔,在蒸馏塔内通入氯气、蒸汽进行氧化、蒸馏得到溴蒸汽,冷凝溴蒸汽并进行溴、水分离得到粗溴,粗溴经精馏得到溴素成品。
精馏尾气经回收塔用浓厚卤和水吸收溴、氯后排空。
㈣氯化镁
制溴母液经蒸发浓缩、冷却成型(滚筒制片)即制得氯化镁产品。
工艺流程主要包括卤水预热、蒸发浓缩、保温沉降和冷却成型等工序。
㈤、硫酸镁
硫酸镁车间是利用氯化钾生产过程中副产的高温盐进行分离,首先用循环液将固体高温盐调制成高温盐浆料,再用锥兰离心机和沉降式离心机将高温盐料浆分离成镁乳及粗盐浆,镁乳经压滤得到固体镁饼,干燥镁饼得到硫酸镁。
对粗盐浆进行洗涤分离后得到分离盐产品。
在干燥过程中使用热风炉加热,干燥后的尾气经水浴除尘治理达标后排放。
四、原材料、燃料和动力的供应
化工厂年需30°Be′苦卤:
50万m3,氯气:
200吨,井水:
20万m3/年,蒸汽30万吨,电力800余万Kwh。
蒸发完成液
澄清液
高温盐浆
冷却完成液
浓厚卤
回收液去复生卤沉降器
光卤石浆去分解洗涤
保温沉降、冷却工艺流程方框图
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