烧碱蒸发与片碱工艺
烧碱的制作工艺流程
烧碱得制备工艺简介烧碱得制备方法有两种:苛化法与电解法。
现代工业主要通过电解饱与NaCl溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法与离子膜法,我国目前主要采用得就是隔膜法与离子膜法,这二者得主要区别在于隔膜法制碱得蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前国内得烧碱生产主要采用得就是离子膜电解法生产烧碱,我们主要针对离子膜电解法介绍烧碱得制作工艺，并简要讨论工艺中得能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质得氯化钠）,根据生产工艺中得耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产与废气吸收工序等七个流程。
据测算，电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序得分布如下: 整流2、0%;盐水精制3、９% ; 电解5３、2%;氯氢处理１、２%；液碱蒸发25、1%;固碱生产1４、6%。
从上述可知，电解与液碱蒸发就是主要耗能工序。
电解工序中得电耗约为吨碱电耗得90%,碱蒸发中得蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗得74%以上。
图1ﻩ烧碱工艺总流程示意图1整流：整流就是将电网输入得高压交流电转变成供给电解用得低压直流电得工序,其能耗主要就是变压、整流时造成得电损,它以整流效率来衡量。
整流效率主要取决于采用得整流装置,整流工序节能途径就是提高整流效率。
当然减少整流器输出到电解槽之间得电损也就是不容忽略得。
2盐水精制:将工业盐用水溶解饱与并精制(除去Ｃa2＋、M g2+、Ｓ 02-4等有害离子与固体杂质）获得供电解用精制饱与盐水,就是盐水精制工序得功能。
一次盐水精制:采用膜过滤器(不预涂）1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产图2 盐水一次精制流程图二次盐水精制:二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附。
图3 盐水二次精制流程图一次盐水工段送来得一次精制盐水中钙、镁等离子可以被螯合树脂选择性吸附,而吸附得饱与树脂可用盐酸、氢氧化钠进行再生，从而使树脂达到重复使用得目得。
烧碱工艺简介
烧碱生产工艺简介建厂伊始，我公司采用从日本旭化成高电密自然循环复极式电解槽及相关工艺，装置运行状况优良，被日本旭化成公司评为中日合作示范工厂。
零极距离子膜电解技术是近年来投入运行的节能型电解技术，国家已开始大规模推广，我公司已在新建四期装置上使用，现有装置也要进行零极距技术改造，进一步降低顿碱电耗和生产成本。
烧碱生产系统包括一次盐水精制、电解、氯氢处理、氯化氢合成、高压液氯和蒸发固碱六个工序。
以下是各工序工艺流程介绍：1、一次盐水精制：本工序利用预处理器和凯膜过滤器为中心设备，采用热水化盐、空气吹出、膜过滤等物理方法和烧碱—纯碱化学沉淀方法相结合达到盐水精制的目的，最终得到含盐305g/l，可溶性钙镁杂质不大于4mg/l，悬浮物不大于1mg/l的合格一次盐水，供给电解使用。
同时，通过淡盐水外送纯碱生产系统并补充生产水以及膜法除硝装置来避免硫酸根富集，稳定生产。
其主要工艺为60℃左右、310g/L浓度的粗盐水，加入过量烧碱溶液，使镁离子生成氢氧化镁沉淀；其反应为Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓随后混有氢氧化镁沉淀的粗盐水先加压溶气，再进入预处理器泄压析气，氢氧化镁沉淀作为空气析出的凝结核积聚空气小气泡，比重减小，与氯化铁絮凝剂作用后，其上升为浮泥从顶部排出；大颗粒氢氧化镁和原盐中的泥沙等下沉为底泥排出；随后澄清液进入后反应槽，与过量纯碱溶液发生反应，残余少量氢氧化镁被生成的碳酸钙沉淀共沉，其反应方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓沉淀颗粒通过凯膜过滤器一次性滤出，得到60℃、310g/L，钙镁离子浓度总和小于4mg/L 的合格一次盐水。
2、电解：电解工序是烧碱生产的核心，主要设备是电解槽、螯合树脂塔和真空脱氯塔。
在工艺上，一次盐水含钙镁离子浓度不能满足电解要求，需将合格一次盐水送入串联运行的螯合树脂塔，通过离子交换除去重金属离子，得到钙镁离子浓度总和小于0.02mg/L的二次精制盐水，送入电解槽阳极室通电电解；在电解槽阳极室，精盐水中的Cl-放电生成氯气，水合Na+穿过离子膜进入阴极室；同时，阴极室内的稀烧碱液中氢离子放电生成氢气，氢氧根与进来的Na+结合生成烧碱。
离子交换膜法生产工艺技术—烧碱蒸发工艺技术
（3）逆流蒸发： 在换热器的传热量Q及总传热系数K值相同的条件下，采用 逆流操作，可以节省传热面积，而且可以节省加热介质或冷却 介质的用量。在生产中的换热器除了热敏性介质，多采用逆流 操作。
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（4）膜式蒸发： 使物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸 发，膜式蒸发兼具沸腾蒸发的优势。离子膜烧碱的蒸发 多采用膜式蒸发。
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降膜式蒸发器的结构（如图）与 升膜式蒸发器基本一致，区别在于料 液是从蒸发器的顶部经液体分布装置 均匀分布后进入加热管中，在重力作 用下沿管壁成膜状下降。随着液膜的 下降，部分料液被汽化，蒸出的二次 蒸汽由于管顶有料液封住，所以只能 随着液膜往管底排出，然后在分离器 中分离。
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降膜式蒸发器
1.蒸发器 2.分离器 3.液体分离器 4.料液 5.加热蒸汽Hale Waihona Puke 6.二次蒸汽 7.成品液12
升膜式蒸发器 1-蒸发器；2-分离器；3-进料；4-加热蒸 汽；5-二次蒸汽； 6-冷凝器；7-完成液
ß优点：升膜式蒸发器具有传热效率高，物料受热时间短的特 点。 ß不适用：较浓溶液的蒸发；对粘度很大，易结晶或易结垢的 物料也不适用。 ß适用：易于发泡、黏度小的热敏性料液的蒸发。
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（二）降膜式蒸发器
子任务4：烧碱蒸发工艺技术
1、单元任务及原理
任务：将离子交换膜法电解阴极液（含NaOH 32%～ 35%）进一步蒸发浓缩，生产更高浓度烧碱，满足不同客 户需求。
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原理：烧碱蒸发是借助蒸汽加热，提高碱液温度，使 碱液中的溶剂水分部分汽化蒸发，以提高溶液中溶质NaOH 浓度的物理过程。
蒸发操作的节能措施，有工艺上的、有设备上的、还 有流体流动方式选择等等，针对离子膜烧碱的蒸发工 艺，一般选用多效减压逆流膜式蒸发。工艺选择原因如
烧碱的制作工艺流程
烧碱制备工艺介绍烧碱制备方法有两种: 苛化法和电解法。
现代工业关键经过电解饱和NaCl溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法, 中国现在关键采取是隔膜法和离子膜法, 这二者关键区分在于隔膜法制碱蒸发工序比离子膜法要复杂, 而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
现在中国烧碱生产关键采取是离子膜电解法生产烧碱, 我们关键针对离子膜电解法介绍烧碱制作工艺, 并简明讨论工艺中能耗情况。
原料为粗盐（含大量杂质氯化钠）, 依据生产工艺中耗能情况, 将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个步骤。
据测算, 电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序分布以下:整流2.0%; 盐水精制3.9%;电解53.2%; 氯氢处理1.2%; 液碱蒸发25.1%; 固碱生产14.6%。
从上述可知,电解和液碱蒸发是关键耗能工序。
电解工序中电耗约为吨碱电耗90%, 碱蒸发中蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗74%以上。
1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产图1 烧碱工艺总步骤示意图1整流:整流是将电网输入高压交流电转变成供给电解用低压直流电工序, 其能耗关键是变压、整流时造成电损, 它以整流效率来衡量。
整流效率关键取决于采取整流装置, 整流工序节能路径是提升整流效率。
当然降低整流器输出到电解槽之间电损也是不容忽略。
2盐水精制:将工业盐用水溶解饱和并精制(除去Ca2+、 Mg2+、 S02-4等有害离子和固体杂质)取得供电解用精制饱和盐水,是盐水精制工序功效。
一次盐水精制:采取膜过滤器（不预涂）Ca2++CO32−→CaCO3Mg2++2OH−→Mg(OH)2图2盐水一次精制步骤图二次盐水精制:二次盐水精制采取螯合树脂塔进行吸附。
图3盐水二次精制步骤图一次盐水工段送来一次精制盐水中钙、镁等离子能够被螯合树脂选择性吸附, 而吸附饱和树脂可用盐酸、氢氧化钠进行再生, 从而使树脂达成反复使用目。
烧碱装置蒸发固碱单元工艺介绍及评价
被设 置为软管站 ， 作为吹扫气 ， 同样 以备停车检查 使用 ； 氮气作为保护气 ， 在生产过程 中保护镍设备 及防止熔盐变质避免传热源熔点上升 ； 干燥空气主 要是为了防止固碱在传输和包装过程中发生潮解。
器将浓度提高至 ９ ９ ． ３ ％，通过熔融碱泵送至造粒塔 顶部 ，经喷淋制成粒状烧碱送至粒碱冷却器冷却 ， 再由斗提机送至筛分装置 ， 筛分装置将产品区分为 合格产品与不合格产品， 其 中不合格的粒碱通过粒
碱 溜管 回收到 碱溶 解槽 重 新溶 解 回收 ， 合格 产 品送 至 料仓 后 ， 最 后通 过螺 旋 输送 器送 至全 自动包 装 机 或半 自动包 装 机包装 人库 。
４ ２ ％的碱液 ，再 经碱液 泵及板 式换 热器 流人 到 三效 降膜 蒸发 器 ， 三效 是 由 １ ． ０ ＭＰ ａ 的饱 和生蒸 汽 加 热 ，
将４ ２ ％的碱液浓缩至 ５ ０ ％， 再将 ５ ０ ％碱液送至预浓
缩器 中 ， 预浓 缩 器 以最 终浓 缩器 中产 生 的二 次蒸 汽 为热 源 ， 将 碱液 浓缩 至 ６ ２ ％， 最后 送 至最 终 浓缩 器 ， 最终 浓缩 器 由一 组单 管 降膜 管组 成 ， 每根 单 管依 靠 通过 熔 盐炉 加热 至 额定 温度 的熔 盐 为热 源 ， 将 碱液 浓缩至 ９ ７ ％， 通 过 闪蒸 罐 进 行第 一 次 闪蒸 ， 将 浓 度 提 高至 ９ ８ ． ３ ％后 送 至熔融 碱储罐 ，再 通过 闪蒸 蒸发
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８ — １ ２ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ — ０ ０ ３ ６ — ０ ２
１ 概 述
烧 碱作 为 重要 的基 本 无机 化 工原 料 ， 被 广泛 应 用 于轻 工 、 纺织 、 石油 化 工 、 有色 冶金 和公 用 事业 等 领 域 。２ ０ ０ １ 年， 我 国正式加 入世 界贸 易组织 （ ＷＴ Ｏ ） ， 中 国 经 济 开 始 迎 接 前 所 未 有 的发 展 机 遇 与 挑 战 。 ２ ０ ０ ３ 年受世界经济复苏拉动 ，中国经济逐步提速 ， Ｇ Ｄ Ｐ保持在 年均 １ ０ ％以上 的增长 速度 。 在需求 提升 的带 动 下 ， 各 相 关 产 品 产 量均 有 所 增 加 ， 中国迈 上 了飞 速发 展 的快 车道 。此外 ， 受 益 于 国家西 部 大 开 发 政 策 ，一批 具 有 资源 优势 的氯碱 企业 迅 速 崛起 ， 中 国氯碱行 业跃 居世 界氯碱 大 国行列 。 再 加上 ２ ０ ０ ７
万吨离子膜蒸发片碱装置操作规程
40万吨离子膜/年（一期）烧碱项目蒸发片碱工序操作规程批准：审定：审核：编制： 40万吨/年烧碱项目组编制单位：金川集团公司化工厂编制时间： 2011年5月目录1、岗位任务 (2)2、适用范围 (2)3、工艺流程 (2)3.1 工艺原理 (2)3.2 工艺流程简述 (2)3.2.3熔盐加热单元 (5)3.3 工艺简图 (5)4、岗位设备 (7)4.1 设备明细 (7)5、本岗位安全规程 (12)5.1 本岗位安全须知 (12)5.2 劳动保护及安全操作规定 (13)6、日常操作 (15)6.1交接班确认 (15)6.2巡检 (16)6.3 操作与调节 (17)6.4 交班 (21)7、开停车程序 (21)7.1 50%碱开车操作规程 (21)7.2 99%碱开车操作规程 (24)7.3正常停车操作流程及步骤 (27)8、紧急停车 (29)紧急停车(突然停电或物料泄漏)操作流程及步骤 (29)8.1突然停电 (29)8.2熔盐管道泄漏 (30)9、生产、设备故障处理 (30)10、相关记录 (33)10.1蒸发片碱岗位生产原始记录 (33)10.2蒸发片碱岗位巡检记录 (33)40万吨离子膜/年（一期）烧碱项目蒸发片碱工序操作规程1、岗位任务生产浓度为50%的液碱和99%的片碱。
2、适用范围蒸发片碱系统、熔盐加热系统和包装系统蒸发系统包括：Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效降膜蒸发器片碱系统包括：预浓缩器和最终浓缩器3、工艺流程3.1 工艺原理浓度为32% 的液碱分别通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸发器与蒸汽换热后，浓度达到50%，一部分经换热器换热后作为50%碱由管道输送至罐区进行销售，一部分经预浓缩器和最终浓缩器蒸发后，浓度达到98.5%，再经闪蒸槽闪蒸后达到浓度为99%的熔融碱，再由分配器靠重力将熔融碱分配至两台片碱机进行制片，经包装、称重、码垛后贮存销售。
3.2 工艺流程简述3.2.1蒸发单元65℃的32％的NaOH溶液被加入到第一级降膜蒸发器EV-1101.该蒸发器的物料侧的压力为9.5KPa(95 毫巴绝压或71.3乇真空度)，碱液一次流过该蒸发器,浓度被从32%提升至约36%。
片碱生产工艺
片碱生产工艺
2010-01-26 15:30
片碱的生产工艺主要有间歇法锅式蒸煮和连续法膜式(升膜、降膜)蒸发。
锅式蒸煮法已应用多年，工艺简单可靠，设备维修方便，热利用效率较高，产品质量稳定，不存在产量调整问题，但由于是间歇操作，所以生产能力低，而且设备笨重，不便于实现自动化。
随着含盐量很低的离子膜法烧碱产量的增加，连续生产将更加方便，很多企业在考虑改造原有工艺。
连续法膜式(升膜、降膜)蒸发工艺的出现并不晚，1970年广州化工厂就已采用熔融盐加热的降膜式蒸发工艺，生产质量分数为98.5%的片碱。
近10年来，国外商家如瑞士Bertrams公司、意大利SET 公司、法国NERO KESTNER公司以及美国BU-FLOYAK公司等在大力推广膜式蒸发装置，我国的沈阳化工股份有限公司、西安西化热电化工有限公司、齐鲁石化股份公司、内蒙古海吉氯碱化工股份有限公司等企业采用了它们的技术与装置。
膜式蒸发器有可连续运行、自动化程度高等较明显的优势，但温度高达450℃的熔盐系统的安全、高温条件下转动设备的维修、次氯酸盐对设备的腐蚀等问题较为突出。
选用哪种流程，还应结合装置的生产能力、运行费用以及本企业的实际公用工程条件，如新疆中泰化学股份有限公司采用了膜式蒸发工艺，蒸发至烧碱的质量分数为73%，然后进行用煤气供热的锅式蒸煮，获得片碱；而新疆天业股份有限公司则于2005年上了2万t/a锅式蒸煮法片碱装置。
碱液的蒸发工序及操作
碱液的蒸发工序及操作摘要：本文介绍碱液蒸发基本原理、蒸发流程、蒸发工序设备的结构、原理，操作及和运行过程中的故障处理。
关键词：碱液蒸发原理设备故障处理前言烧碱（又称为氢氧化钠）在国民经济中有着重要的作用。
广泛应用于造纸、纤维素的生产、洗涤剂、合成脂用酸的生产以及动植物油的提炼。
纺织印染工业用作棉布退浆、煮炼剂和丝光剂。
化学工业用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸、苯酚等。
石油工业用于精炼石油制品，并用于油田钻井泥浆中。
同时，还用于生产氧化铝、金属锌和铜以及玻璃、搪瓷、制革、医药、染料和农药等方面。
近年来，随着中国国民经济的发展，烧碱在各行各业中的应用也越来越重要。
目前，氯碱生产有隔膜法、水银法和离子膜法。
无论在技术先进、工艺优越性以及产品质量、节约能源等方面均为离子膜法占优。
然而，无论用何种方法生产，在烧碱生产过程中都存在着多种危险危害因素，一旦发生事故可能造成极为严重的后果，不仅影响到生产的正常进行，同时人们的生命和财产也将遭到损失。
本文作者对国内某离子膜烧碱现役装置进行了调研，同时查阅了国内外氯碱生产的资料和国家安全生产规范与标准，在经有关专家进行论证后，对离子膜烧碱生产过程中可能遇到的危险有害因素进行了辨识与评价，同时提出了相应的对策措施，以消除或降低这些危险有害因素，为安全生产提供保障。
碱液蒸发是各类生产工艺中的一个重要工段，占生产成本高，优化蒸发工艺具有深远的意义。
蒸发的基本原理一、碱液蒸发工序的原理碱液蒸发与所有的蒸发过程一样，是借加热作用(一般用蒸汽)来提高碱液的温度，使溶液中所含的溶剂(水)部分汽化，以提高溶液中溶质碱的浓度的物理过程。
工业上的蒸发过程是典型的传热过程。
这个过程可由传热方程式来表示：Q=K×F×△t式中Q——传热速率，kJ／h；F——传热面积，m2；△t—传热温差，℃；K——传热系数，kJ离子膜电解碱液蒸发过程的几个特性溶液的沸点升高在一定压力下，溶液处于沸腾状态下的温度即为该溶液在此压力下的沸点。
烧碱蒸发与片碱工艺.
按二次蒸汽是否被利于分：单效蒸发、多 效蒸发
– 单效蒸发：将二次蒸汽直接冷凝，而不利用 其冷凝热的操作 – 多效蒸发：将二次蒸汽引到下一蒸发器作为 加热蒸汽，以利用其冷凝热的串联操作
第七章 蒸发 11/60 2017年9月19日
• 从蒸发的过程可以看出，蒸发操作总是从溶液中 分离出部分溶剂，而过程的实质是传热壁面一侧 的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程， 溶剂的汽化速率由传热速率控制，故蒸发属于热 量传递过程。同时，蒸发器也是一种换热器。但 蒸发操作和设备与一般的传热过程有所不同。 • 蒸发具有下述特点： 传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝， 另一侧为溶液进行沸腾，故属于壁面两侧流体均 有相变化的恒温传热过程。 溶液性质：有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、 易结垢和产生泡沫；溶液的粘度在蒸发过程中逐 渐增大，腐蚀性逐渐加强。这些性质将影响设备 的结构。
第七章 蒸发 12/60 2017年9月19日
6 蒸发的特点
溶液沸点的改变(升高)：含有不挥发溶质的溶液， 其蒸汽压较同温度下纯水的低，即在相同的压强 下，溶液的沸点高于纯水的沸点，所以当加热蒸 汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水 的温度差，两者之差称为温度差损失，而且溶液 浓度越高，温度差损失越大
第七章 蒸发
9/60
2017年9月19日
按操作压强分：加压蒸发、常压蒸发、真空蒸发 • 真空蒸发的优点： 1.减压下溶液沸点降低，使蒸发器的传热推动力增大，因而， 对一定的传热量Q，可节省蒸发器的传热面积S。 2.蒸发操作的热源可采用低压蒸汽或废热蒸汽，节省能耗。 3.适于处理热敏性物料，即在高温下易分解、聚合或变质的物 料。 4.减少蒸发器的热损失。 • 真空操作的缺点： – 1.溶液的沸点降低，使粘度增大，导致总传热系数下降 – 2.动力消耗大。因需要有造成减压的装置。
烧碱工艺简介
烧碱工艺简介摘要：烧碱即氢氧化钠，亦称苛性钠。
工业烧碱有液体和固体，液体为氢氧化钠水溶液，固体呈白色、不透明，常制成片、棒、粒状，或熔融状态，烧碱在化工行业应用广泛。
工艺概述：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。
烧碱制备可分为两个阶段：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。
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。
烧碱生产工艺：工业生产烧碱有苛化法和电解法。
苛化法用纯碱水溶液与石灰乳通过苛化反应而生成烧碱；电解法用电解饱和食盐水溶液生成烧碱，并副产氯气和氢气。
因此，电解法生产生产烧碱又称为氯碱工艺。
NaCl是强电解质，在溶液里完全电离，水是弱电解质，也微弱电离，因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四种离子。
烧碱装置工艺
在去下一个蒸发器之前，36%碱将经过两个板式换热器HE-1511、HE-1521，均为衬垫型。在HE-1511物料侧由逆向的最终产物48%NaOH加热，48%换热前温度约120°C。
HE-1521热源为来自EV-1301生蒸汽冷凝水（约129°C），经过这两个换热器加热后，36%碱温度升高至约111°C 。
经过第二个降膜蒸发器EV-1201运行碱浓度（CS36）提高至41%，物料侧在真空约0.497 bar (abs)下，碱液经泵P-1201（A/B）通过两个平行换热器HE-1515/HE-1541和HE-1551。HE-1515为板式换热器，换热器HE-1541为列管式。在HE-1515和HE-1541中是由48%碱加热CS41。换热器HE-1551为双管程，由蒸汽冷凝液加热41%NaOH。通过这些换热器，碱液温度预热至约163°C。
冷凝水处置，二次蒸汽冷凝水（VC）来自蒸发器EV-1201，来自蒸发器EV-1101的二次汽连同冷凝水闪蒸罐T-1201闪蒸汽，以及表面冷却器C-7101。
二次汽冷凝水均收集在连通大气的冷凝水槽T-7101。二次冷凝液（VC），温度约78°C，由泵P-7101A/B送出界区。
生蒸汽冷凝液（SCM）进入蒸汽冷凝液罐T-1301，温度约180°C。经过两台板式换热器HE-1551和HE-1521后出界区的温度约73°C。
加糖液，为了防止最终浓缩器EV-2001受到严重的腐蚀，在48%的碱液中加入蔗糖的水溶液。糖溶解槽T-8301A/B中备好的糖液浓度为5%，通过人工调节计量泵P-8301A/B进行加投。二次蒸汽冷凝水T-7301用于配制糖溶液。
（精选文档）2011最新瑞士博特40万吨离子膜蒸发片碱装置操作规程
40万吨离子膜/年（一期）烧碱项目蒸发片碱工序操作规程批准：审定：审核：编制： 40万吨/年烧碱项目组编制单位：金川集团公司编制时间： 2011年4月5日40万吨离子膜/年（一期）烧碱项目蒸发片碱工序操作规程1、目的生产浓度为50%的液碱和99%的片碱。
2、适用范围蒸发片碱系统、熔盐加热系统和包装系统蒸发系统包括：Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效降膜蒸发器片碱系统包括：预浓缩器和最终浓缩器3、工艺流程3.1 工艺流程简述蒸发单元75°C的32％的NaOH溶液被加入第一级降膜蒸发器EV-1101. 该蒸发器的物料侧的压力为95 毫巴绝压(71.3乇真空度)，碱液一次流过该蒸发器,浓度被32%提升至约36%. 产生的二次蒸气通过二次蒸汽管D-1101被送到表面冷凝器C-7101中由冷却水间接冷凝。
水环式真空泵P－7102将惰性气体抽走。
36%的碱液通过碱泵 P-1101从第一级降膜蒸发器的底部泄出并被送过换热器HE-1511和换热器HE-1521. 当NaOH流过这两台换热器后，碱液的温度由68°C被提高约至107°C。
36%的碱液一次流过第二级降膜蒸发器EV-1201，浓度被提升至42%。
该蒸发器的物料侧负压为425毫巴绝压(319乇真空度)。
该级蒸发器产生的二次蒸汽用来加热第一级蒸发器。
42％的碱液通过碱泵P－1201从二级蒸发器的底部泄出并被送过换热器HE－1515/HE-1541和换热器HE－1551，碱液的温度由108°C被提高约至158°C。
42%碱液一次流过第三级降膜蒸发器EV－1301，浓度被提升至50%。
该蒸发器的物料侧的压力为2.0 巴绝压.。
此处产生的二次蒸汽被用来加热二级蒸发器。
第三级降膜蒸发器是由生蒸汽加热的。
生蒸汽冷凝液和离开三级蒸发器EV-1301的50％的碱液用来预热36％和42％的NaOH溶液。
50%的碱液通过碱泵 P-1301从第三级降膜蒸发器的底部泄出并被送过换热器HE－1541，HE-1515 和HE－1511。
烧碱生产工艺
学习资料注意保存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1 MPa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。
离子膜法液碱生产99%片碱工艺
离子膜法液碱生产99%片碱工艺的设计生产原理和工艺流程目前，固碱的生产方法主要有大锅熬制法（锅式法）和熔盐加热降膜法（降膜法）两种工艺，锅式法为间歇生产，降膜法为连续生产。
从蒸发车间输送来的离子膜碱液NAOH含量在42%-45%（wt）之间，若需制成固体烧碱，还必须进一步去除其中的水分，另外，在锅式法固碱生产中，由于高温浓碱对铸铁大锅的腐蚀作用，会产生一些杂志，影响产品的成分和颜色，因此，必须使用NaNO3，S等辅助原料来除去这些杂志并达到调色的目的。
熬制固碱多在很厚的铸铁锅里用火直接加热，火焰温度在1000℃以上，所用燃料有煤、氢气、天然气、水煤浆等。
高温浓碱对铸铁锅中的铁、锰等元素的腐蚀比较严重，腐蚀产物若不及时除去，会对产品的组成、颜色产生很大的影响，生产中在向大锅里加入碱液之前，先向锅里加入适量的氧化剂(NaNO3)，以把熬碱过程中腐蚀下来的+2价铁离子Fe(OH)2氧化成三价的铁化合物Fe(OH)3。
Fe(OH)3进一步脱水生成Fe2O3，Fe2O3是易沉降、颗粒相对直径较大的物质，从而达到除去铁杂质的目的。
另外，在熬碱一开始就加入NaNO3，还可在大锅表面生成一层Fe2O3保护膜，以减缓高温浓碱对铸铁大锅的腐蚀。
其反应机理如下Fe+2H2O=FecOH)2+H2↑10Fe(OH)2+2NaNO3+6H2O=10Fe(OH)3+2NaOH+N2↑2Fe(OH)3=Fe2O3↓+3H2O封火后至加硫前这段时间，随着熔碱温度的降低，Fe2O3等固体杂质逐渐沉降到锅底。
在高温浓碱的作用下，大锅中的锰元素被腐蚀后以粉红色氧化锰(MnO)、紫色的二氧化锰(MnO2)和绿色的锰酸钠(Na2MnO4)等形态存在于熔融碱中，使加硫之前的熔碱呈现兰绿色。
在上述3种锰的化合物中，只有MnO2是较大颗粒状物质，易于沉降，其他均不易沉降。
加硫磺的目的就是把影响颜色的主要物质Na2MnO4还原成MnO2沉淀，从而达到调色的目的。
烧碱的工业制法
烧碱的工业制法
烧碱是一种重要的化工原料，在很多产业中都扮演着非常重要的角色。
那么，烧碱的工业制法是怎样的呢？下面就为大家详细介绍。
1. 硬碱法：是一种将纯碳酸钠在高温下分解生成氧化钠，再将氧化钠
和水反应得到氢氧化钠的方法。
2. 氨碱法：首先，煤制氨水经过蒸馏获取氨水。
然后将氨水与二氧化
碳反应得到碳酸氢铵，再与氨水反应生成氢氧化铵。
将氢氧化铵加热
蒸发水分得到氢氧化铵干燥物。
最后将氢氧化铵干燥物于高温下加热
分解生成氢氧化钠和氨气。
3. 氯碱法：将氯气和水在电解槽内电解，生成氯气在阳极上，氢气和
氢氧化钠在阴极上反应，生成氢氧化钠和氢气。
氢气和氯气在电解液
内反应，生成氯化氢。
最后通过热分解将氢氧化钠转化成氢氧化钠干
燥物。
以上是烧碱的三种主要工业制法。
不同的制法有不同的优缺点。
以氯
碱法为例，它生产效率高，品质好，但同时也会产生大量有害废弃物，对环境带来影响。
相比而言，氨碱法和硬碱法则不存在这样的问题。
另外，随着工业技术的不断发展，烧碱制法也在不断更新和改进。
总之，烧碱是一种非常重要的化工原料，广泛应用于各个产业。
不同
的烧碱制法各有优缺点，需要根据具体的生产需求和环保要求做出选择。
蒸发固碱操作规程
WIB-蒸发固碱操作规程一、岗位任务本岗位是将电解送来的32%的烧碱经双效逆流降膜蒸发成48%碱，一部分送往罐区作为成品，一部分经过最终浓缩器进一步浓缩到99%固碱，并经片碱机制成片碱，包装后作成品出售。
二、工艺流程及重要指标参数2.1预浓缩（蒸发部分）2.1.1流程方框图50%NaOH流程方框图1/252.1.2工艺流程叙述：32%的烧碱由P-1A/B从贮槽T-12输入一效浓缩器EV-1，它由最终浓缩器EV-3和二效浓缩器EV-2产生的碱蒸汽来加热，预浓缩器被设计成管束状，为降膜蒸发器；在浓缩器的顶部，烧碱溶液给料呈如下分布：在管板的上面，预浓缩器管子垂直分布，烧碱给料平稳地流进管子，在内壁形成完整的薄膜。
一效预浓缩器EV-1在9.8Kpa(绝压)的真空下工作（该真空度由水环真空泵P-6A/B产生），经预浓缩烧碱离开管束时浓度达38%，然后到达安装在预浓缩器下面的蒸汽分离器。
由预浓缩器EV-1和浓缩器EV-2产生的碱蒸汽离开预浓缩器穿过除沫器，经镍丝网眼过滤，只允许最小的碱粒子随蒸汽通过，然后经过在EV-1后面的表面冷凝器C-1，蒸汽被冷凝，其它不凝气体被水环真空泵P-6A/B抽走。
二效预浓缩器EV-2在常压下工作，它在0.8Mpa的蒸汽下加热。
进一步浓缩的液碱（48%）离开管束到达蒸汽分离器，经由48%烧碱泵P-3A/B分成两股：一股连接最终浓缩器EV-3进一步浓缩到99%，另一股经换热器HE-2和HE-4去48%的成品贮槽T-6A/B。
2.1.3冷凝液处理：碱蒸汽在表面冷凝器C-1中冷凝后收集至碱蒸气冷凝水贮槽T-4，由自动阀LTC-328/LCV-328控制液位。
碱蒸汽凝液贮槽液位（控制50%）被用作水压密封，以保持表面冷凝器C-1的真空度。
在预浓缩器EV-2内冷凝下来的蒸汽通常在冷凝水贮槽T-9内，它的液位由LIC-325/LCV-325来保持恒定，经HE-3对38%碱加热。
2.1.4其它的自动阀：2.1.4.1预浓缩EV-1的碱蒸汽分离器的液位由EV-2进料控制阀LIC-314/LCV-314来调节。
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提高传热速率分别与传热面积、传热温差 及传热系数有关，三要素是提高传热速率， 提高蒸发能力的基本条件。
碱液蒸发的基本概念
1、传热面积： 提高传热面积是提高蒸发能力的重要途径，但也意味着 同时要增加设备的投资费用。因此，传热面积的增加受到投 资费用的约束，在实践中，在投资确定时设计者就要考虑如 何寻找最大的传热面积，即在传热管径、薄厚的选择上做文 章。 2、传热系数: • （1）提高传热壁面两侧流体的传热系数：一般方法是提 高流速，采用强制循环的方式。 • （2）减少传热壁面的厚度：采用薄壁管。 • （3）增大传热壁面的导热系数：选择较大的导热系数同 时使用具有耐腐蚀性的材质，如镍、合金钢等 • （4）减少传热壁面两侧的热阻，即要清除壁面两侧上的 污垢
• 利用溶剂具有挥发性而溶质不挥发的特性使两者实现分 离。 • 2 蒸发操作的目的 获得浓缩的溶液，直接作为成品或半成品 脱除溶剂。此过程常伴随有结晶过程 去除杂质。
第七章 蒸发 6/60 2015年8月7日
3 蒸发操作的应用
• 在工业上，有三种情况：
• (1) 制 取 液 体 产 品 。 例 如 电 解 食 盐 水 得 到 的 NaOH 稀溶液中，含有约 18% 的 NaCl ，通过蒸 发方法在除去大部分水的同时，将NaCl结晶而 分离除去，得到规定的液碱产品； • (2) 生产固体产品。将稀溶液浓缩达到饱和状 态，然后冷却使溶质结晶与溶液分离，从而获 得固粒产品。例如，食盐精制、制糖、制药等。 • (3)制取纯溶剂。采用蒸发方法使溶剂汽化并 冷凝，使不挥发性杂质分离而得到纯溶剂，例 如海水淡化制取淡水等。
第七章 蒸发
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按操作压强分：加压蒸发、常压蒸发、真空蒸发 • 真空蒸发的优点： 1.减压下溶液沸点降低，使蒸发器的传热推动力增大，因而， 对一定的传热量Q，可节省蒸发器的传热面积S。 2.蒸发操作的热源可采用低压蒸汽或废热蒸汽，节省能耗。 3.适于处理热敏性物料，即在高温下易分解、聚合或变质的物 料。 4.减少蒸发器的热损失。 • 真空操作的缺点： – 1.溶液的沸点降低，使粘度增大，导致总传热系数下降 – 2.动力消耗大。因需要有造成减压的装置。
四、片状离子膜固碱流程及设备
1、升膜降膜流程 特点是操作控制比较容易，但因其对二次蒸汽没有利用， 所以能耗较多。
2、双效降膜浓缩流程 特点是具有设备能力大，能耗低，一次性投入。
片碱生产蔗糖的作用：
• 用食品级砂糖，配制成10%的水溶液，加在62%烧碱中，防止高温熔 融碱对镍制设备的腐蚀。 • 在固碱生产中，高温的浓碱对镍设备有一定的腐蚀性。腐蚀的原因主 要是碱液中所含氯酸盐在250℃以上时会逐步分解，并放出新生态氧 与镍材发生反应，生成氧化镍层。氧化镍易溶于浓碱中而被碱液带走。 这样的过程在浓碱蒸发中反复进行而导致镍制设备的腐蚀损坏。离子 膜碱虽然含氯酸盐仅有20-30mg/L，但为了保持设备的长期寿命，仍 需要处理除去氯酸盐。常用的处理方法是在原料液中加入糖液。这种 方法比其他方法如离子交换法、亚硫酸钠法优越的多，其主要原因是 操作简单、无须加许多设备，另外糖资源易得，价格低廉。 • 其反应机理为 • C12H22O11 + 8NaClO3 = 8NaCl + 12CO2 +11H2O • 生成的CO2即与NaOH反应 • CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O • 生产中实际加入糖量是理论量的2倍,也有的甚至是建议值的6-8倍，这 样做会使反应进行的很完全。由于在反应过程中产生CO2，因此在碱 产品中Na2CO3的含量会增加一些，当然同时也 增加了产品中NaCl的含 量。
2、双效逆流流程 特点是各效温差较大，提高了传热速率，设备传热面积相比 顺流小，但末效对设备材质要求较高，增加了投资。
3、降膜式双效逆流流程 特点是具有能力大、强度高、工艺操作简单等特点。
（三）三效蒸发流程
1、三效顺流强制循环流程 特点是多次利用蒸汽，蒸汽消耗较低
2、三效逆流强制循环流程 特点是具有传热温差大、传热效率高、设备能力大，但是 由于末效温度高，高浓度碱对设备材质要求也较高。
蒸发片碱工艺与设备
讲解人：任杰 2015年5月28日
蒸发片碱工艺与设备
一 概述 二 蒸发流程及设备 三 工艺操作条件及蒸发的影响因素 四 片碱流程及设备 五 离子膜固碱的种类
碱液蒸发的基本概念
• 传热方程式
Q=KSΔt
式中: Q－传热速率，kj/h;
S－传热面积， m2;
K－传热系数，W/(m2.℃);
二、离子膜法碱液蒸发流程及设备
• （一）单效蒸发流程
特点：当蒸汽压力较低（＜0.4PMa）,离子膜产量较小（＜1万t/a）,产品浓度要 求较低（42%~45%），以及蒸汽价格比较便宜。 • 1、单效升膜蒸发流程 2、单效旋转薄膜蒸发流程
（二）双效蒸发流程
1、双效顺流流程 特点是设备要求材质不高，造价投资相对较低，工艺 易于操作控制
按二次蒸汽是否被利于分：单效蒸发、多 效蒸发
– 单效蒸发：将二次蒸汽直接冷凝，而不利用 其冷凝热的操作 – 多效蒸发：将二次蒸汽引到下一蒸发器作为 加热蒸汽，以利用其冷凝热的串联操作
第七章 蒸发 11/60 2015年8月7日
• 从蒸发的过程可以看出，蒸发操作总是从溶液中 分离出部分溶剂，而过程的实质是传热壁面一侧 的蒸汽冷凝与另一侧的溶液沸腾间的传热过程， 溶剂的汽化速率由传热速率控制，故蒸发属于热 量传递过程。同时，蒸发器也是一种换热器。但 蒸发操作和设备与一般的传热过程有所不同。 • 蒸发具有下述特点： 传热性质：传热壁面一侧为加热蒸汽进行冷凝， 另一侧为溶液进行沸腾，故属于壁面两侧流体均 有相变化的恒温传热过程。 溶液性质：有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、 易结垢和产生泡沫；溶液的粘度在蒸发过程中逐 渐增大，腐蚀性逐渐加强。这些性质将影响设备 的结构。
碱液的物理性质
不同压力下碱液的沸子膜电解蒸发过程的几个特性 • 1、溶液沸点升高：碱液的沸点随着浓度的 增加和蒸发压力的升高而升高。 • 2、电解碱液的粘度：浓度升高粘度增大； 温度升高粘度降低。 • 离子膜碱液的腐蚀性：由于烧碱本身的苛 化腐蚀性质，对蒸发的设备及管道产生强 烈的腐蚀，烧碱蒸发过程中，镍材是首选 材质，其次为316L不锈钢
片碱生产熔盐的作用：
• 规格：亚硝酸钠（NaNO2）40％ 硝酸钠 （NaNO3）7％ 硝酸钾（KNO3）53％ • 用途：片碱生产的载热体。 • 性质：熔点为142.2℃。427℃以下非常稳定， 可使用多年而不变质，对碳钢和不锈钢仅有轻 微腐蚀，超过450℃开始有缓慢分解，550℃以 上开始加速分解，600℃以上分解明显，同时 熔点升高，从透明的琥珀色液体变成棕黑色。 因此在使用中应控制上限温度427℃
第七章 蒸发 12/60 2015年8月7日
6 蒸发的特点
溶液沸点的改变(升高)：含有不挥发溶质的溶液， 其蒸汽压较同温度下纯水的低，即在相同的压强 下，溶液的沸点高于纯水的沸点，所以当加热蒸 汽一定时，蒸发溶液的传热温度差要小于蒸发水 的温度差，两者之差称为温度差损失，而且溶液 浓度越高，温度差损失越大
4 蒸发的流程
4 蒸发的流程
• 2.流程 • 蒸发操作时，溶液由分离室底部加入，沿中央循环管 流向加热室，在加热室垂直管束内通过时与饱和蒸汽 间接换热，被加热至沸腾状态，汽液混合物沿加热管 上升，达到分离室时蒸汽与溶液分离。为与加热蒸汽 相区别，产生的蒸汽称为二次蒸汽，二次蒸汽进入冷 凝器被除去。溶液仍在中央循环管与加热管中进行循 环，当达到浓度要求后称为完成液，从蒸发器底部排 出。
3、三效降膜逆流强制循环流程 特点是具有设备能力大，能耗低，一次性投入。
三、工艺操作条件及蒸发影响因素
（一）主要工艺操作条件及消耗定额
（二）影响碱液蒸发的因素 • 1、生蒸汽压力 • 2、蒸发器液位的控制 • 3、真空度 • 4、电解液浓度与温度 • 5、蒸发完成液浓度 • 6、蒸发器的效数 • 7、气液分离器 • 8、热损失
5 蒸发的分类
第七章 蒸发
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2015年8月7日
按蒸发方式分：自然蒸发、沸腾蒸发
– 自然蒸发：溶液在低于溶液沸点的温度条件 下汽化。汽化只在溶液表面进行，汽化面积 小，传热速率低，汽化速率低 – 沸腾蒸发：溶液在沸腾条件下汽化。汽化发 生在溶液的各个部位。汽化面积大，传热速 率高，汽化速率高
离子膜固碱的种类
• 一、桶状固碱 用0.5mm薄铁皮制成的容器装入固碱而得， 一般每桶净重200kg。
离子膜固碱的种类
• 二、片状固碱
• 锅市发和膜式发生产的熔融烧碱，通过片碱机均可生产片 状固碱，片碱厚度0.8 ～1.2mm，块状大小为0.3 ～1.2cm2， 温度小于60 ℃。
离子膜固碱的种类
碱液蒸发的基本概念
3、传热温度差
• （1）提高加热蒸汽的温度，即使用较高 压力的饱和蒸汽 • （2）降低末效冷凝器的蒸汽饱和温度， 一般都采用提高真空度的方式来实现。
概 述
• 在化工、轻工、食品、医药等工业中，通过化学反应或 物理性操作过程经常得到一些含溶质的稀溶液，为了得 到符合标准的产品，常将含有不挥发溶质的溶液沸腾汽 化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作 称为蒸发。 • 1 蒸发分离的依据
• 1.组成 • 用来进行蒸发的设备主要是蒸发器和冷 凝器，基本流程如图。 蒸发器的作用是加热溶液使水沸腾汽化， 并移去，由加热室和分离室两部分组成。 – 加热室由传热管组成，中央设置一 循环管，加热用的饱和水蒸汽在加 热室管间冷凝放热用于对管内水溶 液进行加热； – 分离室在加热室上部，为一圆筒结 构，使受热上升的溶液在此汽化并 将汽液分离。 冷凝器与蒸发器的分离室相通，其作用 是将产生的水蒸汽冷凝而除去。
• 三、粒状固碱 粒状固碱是将熔融碱通过造粒塔制成直径为 0.25~1.3mm的小粒，自由落体，与塔底进入的干燥空气逆 向流动，冷却凝固而得。