烧碱生产实用实用工艺及流程.docx
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烧碱生产实用实用工艺及流程
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烧碱(学名氢氧化钠)是可溶性的强碱。
纯碱(学名碳酸钠)实际上是个盐,由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性,再由于它和烧碱有某些相似的性质,所以它与烧碱并列,在工业上叫做“两碱”。
烧碱和纯碱都易溶于水,呈强碱性,都能提供Na+离子。
这些性质使它们被广泛地用于制肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。
普通肥皂是高级脂肪酸的钠盐,一般是用油脂在略为过量的烧碱作用下进行皂化而制得的。
如果直接用脂肪酸作原料,也可以用纯碱来代替烧碱制肥皂。
印染、纺织工业上,也要用大量碱液去除棉纱、羊毛等上面的油脂。
生产人造纤维也需要烧碱或纯碱。
例如,制粘胶纤维首先要用18~20%烧碱溶液(或纯碱溶液)去浸渍纤维素,使它成为碱纤维素,然后将碱纤维素干燥、粉碎,再加
最后用稀碱液把磺酸盐溶解,便得到粘胶液。
再经过滤、抽真空(去气泡),就可用以抽丝了。
精制石油也要用烧碱。
为了除去石油馏分中的胶质,一般在石油馏分中加浓硫酸以使胶质成为酸渣而析出。
经过酸洗后,石油里还含有酚、环烷酸等酸性杂质以及多余的硫酸,必须用烧碱溶液洗涤,再经水洗,才能得到精制的石油产品。
在造纸工业中,首先要用化学方法处理,将含有纤维素的原料(如木材)与化学药剂蒸煮制成纸浆。
所谓碱法制浆就是用烧碱或纯碱溶液作为蒸煮液来除去原料中的木质素、碳水化合物和树脂等,并中和其中的有机酸,这样就把纤维素分离出来。
在冶金工业中,往往要把矿石中的有效成分转变成可溶性的钠盐,以便除去其中不溶性的杂质,因此,常需要加入纯碱(它又是助熔剂),有时也用烧碱。
例如,在铝的冶炼过程中,所用的冰晶石的制备和铝土矿的处理,都要用到纯碱和烧碱。
又如冶炼钨时,也是首先将精矿和纯碱焙烧成可溶的钨酸钠后,再经酸析、脱水、还原等过程而制得粉末状钨的。
在化学工业中,制金属钠、电解水都要用烧碱。
许多无机盐的生产,特别是制备一些钠盐(如硼砂、硅酸钠、磷酸钠、重铬酸钠、亚硫酸钠等等)都要用到烧碱或纯碱。
合成染料、药物以及有机中间体等也要用到烧碱或纯碱。
烧碱生产工艺
片碱即片状烧碱,是氢氧化钠的一种别名,氢氧化钠在工业上被称作工业碱、烧碱、苛性碱等,按存在形态可分为液碱、片碱、固碱、粒碱。
其中片碱、固碱、粒碱是固体氢氧化钠的三种形态。
如下图,依次是片碱固碱粒碱:
1.碱液从32%浓缩至61%,这个阶段在降膜蒸发器中进行。
加热源采用中压蒸汽及二次蒸汽,并在真空下蒸发。
2.61%碱液再通过降膜浓缩器,以熔融盐为热载体,在常压下将碱液浓缩成熔融碱,再经片碱机制成片状固碱(传说中的熔盐法)。
质量分数为32%的离子膜法烧碱经Ⅰ效蒸发器(真空、二次蒸汽)浓缩到47%,经碱泵并与Ⅱ效蒸发器的蒸汽冷凝水换热后,进入Ⅱ效蒸发器进一步浓缩至61%,并由碱泵将61%碱打入最终浓缩器,用熔盐加热浓缩至98%~99%,再经片碱机制成片状固体烧碱。
自电厂来的1MPa的饱和蒸汽进入Ⅰ效蒸发器,冷凝液与Ⅰ效碱换热后进入循环水池,作为软水的补充,Ⅱ效产生的二次蒸汽与终浓缩产生的二次蒸汽进入Ⅰ效蒸发器作为热源,蒸发32%碱液。
415~430℃的熔盐由熔盐泵送入熔盐炉经加热后进入最终浓缩器,作为热源将碱蒸发至98%~99%,并最终回至熔盐罐,循环使用。
熔盐炉系统是一个密闭循环加热的系统,通过燃炉上方点火头用天然气加热内外盘管使熔盐升温,熔盐通过泵周而复始地在系统中循环,由于和外界隔离,最大限度地减少了熔盐的分解变质。
在生产中初次加热熔盐应注意以下几点。
(1)熔盐熔点在143℃左右,所有熔盐管线应有蒸汽伴热,最好同时采用电伴热,以防止熔盐在管线中凝固。
(2)在熔盐梯度升温过程中,要仔细检查熔盐阀的伴热,熔盐在整个系统中进行大循环时,尤其注意小循环回流阀不能关死,必须回转一圈,以防止熔盐阀结死。
(3)由于熔盐为混合物,密度不很均匀,而且初次加热熔化,熔盐中的水分含量较高,因此在熔盐循环过程中,要充分关注泵的电流,如果泵电流波动较大,而且持续时间较长,应立即停泵检查,找出问题原因。
正常情况下,泵的电流会有波动,但波动的范围不大,随着熔盐温度的升高,泵电流会逐渐降低且趋于平稳。
片碱为基本化工原料,广泛用于造纸、合成洗涤及肥皂、粘胶纤维、人造丝及绵织品等轻纺工业方面,农药、染料、橡胶和化学工业方面、石油钻探,精炼石油油脂和提炼焦油的石油工业,以及国防工业、机械工业、木材加工、冶金工业,医药工业及城市建设等方面。
还用于制造化学品、纸张、肥皂和洗涤剂、人造丝和玻璃纸,加工铝矾土制氧化铝,还用于纺织品的丝光处,水处理等。
离子膜烧碱工艺流程图解析离子膜烧碱生产工艺来源:
【中国化工网】2010-6-4字体大小:
[大中小]-
当化学反应涉及酸碱等物质时,ph值往往是反应过程中一个主要的工艺变量。
离子膜烧碱研究报告显示:
量溶液的ph值时,在实验室一般采用酸碱指示法,在工业过程中,则采用电位滴定法。
在用离子膜电解生产烧碱的过程中,尤其是在盐水淡化之前,在制作离子膜烧碱时,ph值的测量是很重要的。
离子膜烧碱工艺流程图解析离子膜烧碱生产工艺
1、离子膜电解工艺流程
以原盐为原料,从离子膜电解槽流出的淡盐水经过脱氯塔,脱去氯气,进入盐水饱和槽制成饱和盐水;而后在反应器中再加入naoh、na2co3及baci2等;从反应器出来的盐水进入澄清槽澄清。
但是从澄清槽出来的一次盐水还有一些悬浮物,这对盐水二次精制的螯合树脂塔将产生不良影响(一般要求盐水中的悬浮物少于1mg/l)。
因此,盐水需要经过过滤,再经过螯合树脂塔,除去其中的钙、镁等金属离子,加到离子膜电解槽的阳极室;与此同时,纯水和液碱一同进入阴极室。
通入直流电后,在阳极室产生氯气和淡盐水,经过分离器分离。
氯气输送到氯气总管;淡盐水中naci含量一般为200-220g/l,经脱氯塔去盐水饱和槽。
在电解槽的阴极室产生氢气和30-35%的液碱,同样也经过分离器。
氢气输送到氢气总管;30-35%的液碱可以作为商品出售,也可以送到蒸发装置,使之浓缩到50%。
a、过滤盐水的ph值控制及orp测量
为了保证进电解槽盐水ph值的稳定,有的工艺采用在过滤盐水中加入一定量盐酸的方法,将过滤盐水的ph值控制在100.5。
盐水orp的值反应盐水中游离氯的含量。
为了防止游离氯进入螯合树脂塔,在过滤盐水管路中,设置了orp检测装置。
根据orp的高低,决定亚硫酸钠的加入量。
b、淡盐水ph值控制及orp测量
电解过程中产生的淡盐水,含有一定数量的游离氯。
这部分游离氯对设备、管道的腐蚀非常严重,必须清除。
根据次氯酸在低ph值情况下,有利于向氯气脱析方向转变这一特性,在淡盐水中加入一定量盐酸,使它的ph值控制在1.25~1.5之间,以利于去除游离氯。
淡盐水经真空脱氯或空气吹除,再加亚硫酸钠,以进一步去除游离氯。
2、ph值测量的重要性
本装置的物料分析主要有酸度(ph值)、氧化还原电位(orp)、浓度以及钙、镁离子含量。
这些参数在生产过程中起着非常重要的作用。
比如,精盐水的酸碱度。
以及钙、镁离子的浓度,直接关系到离子膜的工作状态和寿命,也是产量和产品成本核算的重要依据。
为此,一定要保证各台分析仪的测量精确度及可靠性。
3、应用难点
上海氯碱化工有限公司电化厂四车间离子膜电解生产烧碱中,淡盐水要根据其ph值加亚硫酸钠,因此该ph值的测量和控制对产量与质量的提高具有很重要的意义。
该装置共有两台ph计:
脱氯前为301信号,脱氯后为303信号。
原2套ph计在引进时采用某日本厂商的产品,由于ph电极的性能不能满足生产工艺的实际需要,从开车起一直不能投入使用,故弃置不用,只能靠车间分析室不断取样得到数据。
这样做,不但时效性差,而且分析误差大,不能对亚硫酸钠进行自动加料控制。
而人工加料控制不但劳动强度大,而且ph值难以得到稳定的控制,影响了产品的质量。
过去ph电极用得不好的原因有:
(1)301信号测量点由于cio4-离子含量较高,达700-800mg/l。
由于cio4-离子会和kci反应生成不溶性的化合物,而氯化银电极会进一步与溴化物、碘化物、氰化物特别是硫化物反应,生成胱氨酸或半胱氨酸。
由于硫化银在隔膜上会生成黑色沉淀,由此导致响应时间增加和电极电位的重复性变差(直接导致ph测量误差),同时也使隔膜阻抗增加好几倍。
(2)测量点ph值很低,一般在1.9左右,由于ph值在2以下和12以上时均难以测量,因此测量误差大。
在强酸介质中,由凝胶层吸收的酸分子导致凝胶层中氢离子活度的增加。
故在很低的ph值下,会产生酸度误差,即产生虚假的高ph值。
(3)测量点温度较高,一般在90c左右。
这不仅对ph电极提出了极大的挑战(因为90c的高温会大大缩短ph电极的寿命),而且,如果取样后在分析室测ph值,由于同样的介质在不同温度下的ph值是不同的,用分析室测得的ph值来控制流程中亚硫酸钠的加入量会产生较大的误差。
(4)测量点在泵的出口,压力波动大,这样会加速电极反渗透,影响ph电极电位的正常建立,缩短电极寿命。
(5)被测介质腐蚀性强。
二、梅特勒-托利多的在线ph检测系统
针对上述原因,梅特勒-托利多公司为用户选用了由ha465-50-90-t-s7电极、inflow764-22/-56护套组成的测量系统,成功地解决了在线测量的要求。
1、电极
这种电极采用了双盐桥结构,选用viscolyt参比电解液(一种含高分子粘度的参比溶液),并采用三陶瓷隔膜。
ph值的测量范围为0~14,温度范围为0-130c。
这种ph电极的特点为:
(1)viscolyt参比电解液不会和被测介质发生化学反应,使参比液与被测溶液隔开;而双盐桥结构也可隔离游离氯对参比电极电位的干扰,保证参比电极电位的稳定。
(2)三陶瓷隔膜适当加快了参比电解液的流速,确保电解液外流稳定,使读数更加精确。
(3)在使用时保持正压2bar左右,既可防止氯气影响电极电位,又可限制被测介质的反渗透。
2、护套
护套用来保护电极不受外界冲击,并将电极固定在测量点上。
由于常用的护套材料不锈钢无法抵挡氯气等物质的腐蚀,因此选用了了溶性聚四氟乙烯制成测量室的护套inflow764-22/-56。
3、变送器
针对在化工/石化行业中的危险区域使用的防爆要求,可使用本安型的变送器2100/2xh或2220x。
三、应用效果
原来使用的电极寿命仅为一星期,而使用梅特勒-托利多公司的ha465双盐桥电极后,两年来仅换过三支电极。
梅特勒-托利多产品的应用保证了测量精确度,使亚硫酸钠自动加料控制得以实现,提高了劳动生产率和产品质量,减少了工人的维护工作量,因此得到用户的好评。
离子膜法制烧碱的生产工艺综述
离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一,但是在目前烧碱生产工艺中所见的比例并不是很大,所以我们必须仔细的熟悉一下子膜法制烧碱的工艺特点
1.离子膜法碱液蒸发的特点
1.1流程简单,简化设备,易于操作
由于离子膜碱液仅含有极微量的盐,所以,在其整个蒸发浓缩过程中,即使是生产99%的固碱,也无须除盐。
这就是极大的简化了流程设备,即隔膜碱蒸发必须有的除盐的设备及工艺工程都被取消,而且,由于在蒸发过程中没有盐的析出,也就很难发生管道阻塞,系统打水问题,使操作轻易进行。
1.2浓度高,蒸发水量少,蒸汽消耗低
离子膜法碱液的浓度高,一般在30%~33%,比隔膜法碱液的10%~11%要高很大,因而大量的减少了浓缩所用的蒸汽。
若以32%的碱液为例,假如产品的浓度为50%,则每吨50%的成品碱需蒸出水量为:
而隔膜法电解碱液若同样浓缩到50%,则一般要蒸出6.5t的水量。
也就是说,浓缩到同样的50%,离子膜碱液蒸发比隔膜碱液蒸发少蒸出约5.4t水。
由于蒸发水量的减少,蒸汽消耗就大幅度下降。
以双效流程为例,一般仅耗汽0.73~0.78t/t,另外蒸汽的空间也相应的减少,使设备的投资也相应的降低。
2影响碱液蒸发的因素
2.1生蒸汽压力
蒸汽是碱液蒸发中的主要热源,生蒸汽的压力高低对蒸发能力有很大的影响。
通常较高的一次蒸汽压力,使系统获得较大的温差,单位时间所传递的热量也相应的增加,因而也使装备具有较大的生产能力。
当然,蒸汽压力也不能过高,因为过高的蒸汽压力轻易使加热管内碱液温度上升过高,造成液体的沸腾,形成汽膜,降低了传热系数,反而使装备能力受到影响。
同样,蒸汽压力偏低,经过加热器的碱液不能达到需要的温度,减少了单位时间内的蒸发量,使蒸发强度降低。
因此,选择适宜的蒸汽压力是保证蒸发强度的重要因素。
另外,保持蒸汽的饱和度也是至关重要的。
因为,饱和蒸汽冷凝潜热是其可提供的最大热量;再则,保持蒸汽压力的稳定也是保持操作的主要因素之一,因为,加热蒸汽压力的波动,就会使蒸发过程很不稳定,从而直接影响了进出口物料的浓度、温度,甚至影响液面、真空度、产品质量等。
2.2蒸发器的液位控制
在循环蒸发器的蒸发过程中,维持恒定的蒸发器液位是稳定操作的必要条件。
因为液位高度的变化,会造成静压头的变化,使蒸发过程变的极不稳定,液位高度低,蒸发及闪蒸剧烈,夹带严重,使大气冷凝器下水带碱,甚至跑碱;液位过高,会使蒸发量减小,进加热室的料液温度增高,降低了传热有效温差,另外也降低了循环速度,最终导致蒸发能力下降。
因此,稳定液位是提高循环蒸发器蒸发能力,降低碱损失,降低汽耗的重要环节。
2.3真空度
真空度是蒸发过程中生产控制的一个重要的控制指标,它是在现有装置中挖掘,提高蒸发能力的重要途径,也是降低汽耗的重要途径。
因为真空度的提高,将使二次蒸汽的饱和温度降低,从而提高了有效温度差,除外,也降低了蒸汽冷凝水的温度,因而也就更充分的利用了热源,使蒸汽消耗降低。
真空度的高低与大气冷凝器的下水温度有关,也与二次蒸汽中的不凝气含量有关。
所以,提高真空度的途径之一是降低大气冷凝器下水温度,即降低其饱和蒸汽压,但水温过低,耗水量过大,会造成成本升高。
一般控制水温在28~40℃。
提高真空度的另一途径就是最大限度的排除不凝气体。
通常的办法是:
①采用机械真空泵;②采用蒸汽喷射泵;③采用水喷射泵。
这三种办法中以①、②较佳,方法③因为受水压力的影响,很难获得较高的真空度。
表1与下水温度平衡时的真空度
下水温度,℃
3035404550
真空度,kPa
9695939188
采用蒸汽喷射泵排除不凝气体,这种方法在国外的蒸发流程中被广泛的运用,真空度一般可达到90.7~96.0kPa。
水喷射大气冷凝器在国内蒸发流程中被广泛的使用,其真空度仅在80.0~88.0kPa。
真空度与蒸汽饱和温度之间的关系见表2。
表2真空度提高时的蒸汽饱和温度差
真空度,kPa
85879093
蒸汽饱和温度,℃
55524741.5
相对温度差,℃
355.5
2.4电解碱液浓度与温度
由于离子膜电解碱液的浓度较高,所以对其浓缩蒸发非常有利,其汽耗远比隔膜法低。
我国从国外各公司引进的离子膜装置的电解碱液浓度略有差异,在30%~35%之间。
但实际上除日本旭化成等少数公司外,大部分公司离子膜电解碱液都控制在32%~33%之间。
另外,尽管电解槽流出碱液温度都在85~90℃,但许多工厂,由于电解工序与蒸发工序不在一起,中间经常设有中间贮罐,这样,使实际进入蒸发器的碱液温度下降,从而增加了能源消耗。
2.5蒸发完成液浓度
按照市场要求的商品规格,严格控制蒸发的完成液浓度,是在保证产品质量指标的前提下,减少蒸汽消耗的手段之一,同时也可以适当的降低高浓碱对设备的腐蚀。
通常,国内的产品为42%、45%、50%三种。
2.6蒸发器的效数
如前所述,蒸发器的效数是决定蒸汽消耗量的最要因素之一。
采用多效蒸发是降低蒸发蒸汽消耗的最要途径,但是它受到设备投资的约束。
在离子膜电解碱液蒸发中,目前经常采用的是双效流程。
但是,随着能源价格的不断上涨,将会有愈来愈多的企业选择三效蒸发的工艺流程。
2.7蒸汽分离器
汽液分离器也称疏水器,是蒸发过程的一种辅助设备,往往被人忽视,但其性能的好坏,即对蒸发汽耗产生相当大的影响。
在蒸发过程中,大量蒸汽在加热器内冷凝,需要及时排除,否则,不但阻碍传热,而且还会造成水锤,影响安全生产。
而使凝水能顺利排除,又不带走蒸汽的设备就是汽液分离器。
汽液分离器性能的好坏,不仅仅影响蒸发器能力的发挥和正常使用,也直接与蒸汽消耗的高低有关,因为汽液分离器分离不好,跑汽、漏汽现象经常发生,造成大量蒸汽的流失,使汽耗升高,相反,汽液分离很好,但凝水排放不畅,将直接影响蒸发能力和安全。
所以设计选用合适的汽液分离器是不容忽视的问题,目前,常用的汽液分离器型式有:
偏心热动式、浮子杆式、液面自控式三种,用于蒸发装置中一般用后两种。
本设计选用液面自控式。
2.8热损失
蒸发过程是一个传热过程,因此,不可避免会有热的损失。
这种热损失只要是通过系统内设备和管道的表面向外界散发热量以及蒸汽等物料能没有充分的被利用就排除而造成的热损失。
通常,前者约占供入热量的2%~5%,后者则占10%~20%甚至更多。
因此,一方面选择优质价廉的保温材料减少散热损失,另一方面,最充分有效的利用介入蒸发系统的所有热物料的能量,最大限度的加以利用,减少流失,使排除系统的各种物料带走最小的热量,这些都是降低蒸汽消耗的重要途径
生产烧碱的原料与工艺
氯碱工业是电解食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气的工业生产,是重要的基础化学工业之一。
因此,盐和电就是生产烧碱的原料。
目前我国烧碱生产工艺主要有隔膜电解法、和离子膜法。
1)隔膜法
电解在立式隔膜电解槽中进行,如图所示。
电解槽的阳极用涂有TiO2-RuO2涂层的钛或石墨制成,阴极由铁丝网制成,网上附着一层石棉绒做隔膜,这层隔膜把电解槽分隔成阳极室和阴极室。
将已除去Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质的精制食盐水从电解槽的上部加入,食盐水中进行如下电解反应:
在隔膜电解槽中,隔膜放在阳极和阴极之间,它能使食盐水通过,还能防止阳极和阴极产生的气体混合而发生副反应电解时的槽电压一般为3.0~3.8V。
电解时,食盐水从阳极室加入,通过隔膜进入阴极,这时在阳极室发生下面的反应:
2Cl-→Cl2↑+2e
溶液中的Cl-消耗后,Na+随同食盐水进入阴极室。
与此同时,阴极室里由水电离生成的氢离子发生如下反应:
2H++2e→H2↑溶液中的H+消耗后,水不断电离,在阴极积累大量的OH-。
OH-跟阳极室透过来H+的形成NaOH溶液。
因此电解食盐水的反应可写成:
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2上述是电解时的主反应,还会发生一些对生产不利的副反应。
例如,当食盐水的浓度不高时,在阳极Cl2将溶于盐水中,发生如下副反应:
Cl2+H2O=HClO+HCl另外,由于OH-和Cl-的放电电压比较接近,当食盐水的浓度不高时,Cl-的放电电压有所提高,将在阳极同时发生OH-的放电。
电解后产生的氯气和氢气,冷却后,使带出的蒸气冷凝分离,就能作为产品,或者用作进一步加工的原料。
电解后的电解液含氢氧化钠130~145kg/m3、175~210kg/m3、次氯酸钠0.05~0.25kg/m3。
通过蒸发浓缩,利用溶解度的差别,氯化钠以晶体析出,过滤后即得到液碱,或进一步蒸发而得到固碱产品。
②离子交换膜
离子交换膜法是20世纪70年代新发展的方法。
这种方法是用离子交换膜作隔膜,它允许Na+通过,但Cl-和OH-不能通过。
因此,用这种方法生产的烧碱纯度很高,浓度也较大。
但离子交换膜的使用寿命目前还不够长,这个问题一旦解决,它将可能成为最有发展前途的制碱方法。
德国、日本等国已有一些氯碱工厂用离子交换膜法生产烧碱。
离子交换膜法电解食盐水的原理如图所示。
在这种电解槽中,用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开。
阳离子交换膜跟石棉绒膜不同,它具有选择透过性。
它只让Na+带着少量水分子透过,其它离子难以透过。
电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl溶液,往阴极室注入水。
在阳极室中Cl-放电,生成C12,从电解槽顶部放出,同时Na+带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。
在阴极室中H+放电,生成H2,也从电解槽顶部放出。
但是剩余的OH-由于受阳离子交换膜的阻隔,不能移向阳极室,这样就在阴极室里逐渐富集,形成了NaOH溶液。
随着电解的进行,不断往阳极室里注入精制食盐水,以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水,以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。
所得的碱液从阴极室上部导出。
因为阳离子交换膜能阻止Cl-通过,所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。
用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大,纯度高,而且能耗也低,所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。
烧碱、纯碱的工艺简述
烧碱是重要的基本化工原料,最初的用途是从制造肥皂开始,逐渐用于日用、轻工、纺织、化工、医药等领域。
我国改革开放以来,烧碱的需求量有明显增长,尤其是在制铝生产方面,烧碱生产有了突飞猛进的发展。
2006年我国烧碱产业延续了近年来的快速增长势头,受到良好的国际贸易环境和主要下游产业快速增长的驱动,全年烧碱产量为1475.52万吨。
随着产能扩张加快,产业竞争也日趋激烈。
目前我国有烧碱生产企业二百多家。
纯碱是基本化工原料,主要用于生产玻璃,干法制水玻璃,重铬酸钠、硝酸钠,溶浸法制氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠,冶炼助熔剂,选矿用浮选剂,炼钢和炼锑用作脱硫剂,印染中用作软水剂,去除油污和丝胶质、色纱织物煮炼剂,搪瓷色素的碱性熔融剂,制革工业用作原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度,合成洗涤剂中的三聚磷酸钠,还用于制造各种磷酸钠盐等。
近年来,国内纯碱工业呈现良好发展势头,产量稳步增长,价格也在持续回升,市场需求旺盛,供求关系明显改观。
随着我国轻工、化工、建材、冶金等行业的发展,国内纯碱行业取得了长足进展,纯碱产品的总生产能力和产量在逐年增长,2003年我国的纯碱产量首次超过美国跃居世界第一,达到1101万吨,近几年也达到每年8%的增长率然而,随着市场发展,我国的烧碱和纯碱工业在面临机遇的同时,也面临严峻挑战,要保持强劲的发展势头,除了着眼全球市场,积极参与国际分工及市场竞争外,提高生产工艺也成了重要一环。
下面谈谈烧碱和纯碱的制作工艺,抛砖引玉,引起共鸣。
一、烧碱工艺简述
化学名称:
氢氧化钠
俗名:
烧碱、苛性钠
分子式:
NaOH
分子量:
39.996(按79年国际原子量)
生产原料:
原盐(分为:
液体盐和固体盐)
生产基本原理:
采用隔膜法生产烧碱,选用石墨阳极立式隔膜电解槽。
主要化学反应为:
2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑
生产过程分为盐水制备,食盐溶液电解,碱液蒸发和熬浓,氯氢处理与输送等四大过程,并附有合成盐酸的生产过程。
本文主要讨论的生产工序为碱液蒸发过程。
生产工艺流程简述:
首先将蒸发工序来的回收盐,卤水经预热温度控制在65-70℃,自上而下用泵压入化盐桶,同时用斗式提升机将固体盐自上部加入,以维持足够的盐层高度,使盐水通过后达到饱和,含NaCl:
315g/l左右,再溢流入缓冲桶,加入精制剂Na2CO3,NaOH,BaCl2,使盐水中Ca2+、Mg2+以及SO42-离子生成沉淀析出:
CaCO3,Mg(OH)2和BaSO4。
盐水进入澄清桶前,加入苛化麸皮助沉。
沉清盐水自澄清桶溢流圈流至中和槽,加入盐酸中和,控制PH值在7.5-8,中和盐水泵入精盐水贮槽,供电解使用。
精制盐水泵入高位槽,经加热至65-85℃后注入电解槽,精盐水在直流电作用下进行电解,产生出氯气,氢气和烧碱。
二、纯碱工艺简述
化学名称:
碳酸钠俗名:
纯碱、重灰或轻灰
分子式:
Na2CO3分子量:
10
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