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）

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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++CO

32-=CaCO

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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。总化学反应方程式为

2NaCl+2H2O-通电→2NaOH+Cl2↑+H2↑

未参加电解反应的淡盐水溶解少量氯气，从电解槽流出，经缓冲后由泵输送进入真空脱氯塔。塔内绝对压力在34kPa，对应状态盐水沸点在72℃左右，淡盐水（85℃左右）进入脱氯塔内发生过热沸腾，氯气和水蒸气迅速进入气相并不断被气泵抽出压入氯气总管，完成物理脱氯；脱氯后淡盐水靠亚硫酸钠化学还原脱除残余游离氯后返回盐水化盐。电解槽阴极室生成的烧碱大部分经缓冲后泵送高位槽，加水稀释后进入电解槽继续反应，少量引出作为产品，进入蒸发工序或直接售出。

3、氯氢处理：

电解输送的高温湿氯气先经过填料洗涤塔淋洗降温至35℃左右，再经过列管冷却器降温至12～15℃左右，除去湿氯气中97％以上的水分，然后通过串联的填料硫酸干燥塔和泡罩硫酸干燥塔将氯气含水将至100ppm以下完成干燥任务，最终由氯气压缩机加压至140kPa左右，

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经氯气分配台输送至下游工序。

高温湿氢气先经过填料洗涤塔淋洗降温至35℃左右，随后进入氢气压缩机加压至100kPa，再经过列管冷却器降温除雾器除水后即输送至下游工序。

4、氯化氢合成：

经加压处理的氯气和氢气共同进入氯化氢合成炉。在合成炉灯头处，氯气在过量氢气中燃烧生成含少量氢气的氯化氢气体，并送往下游工序；化学反应方程式为Cl2+H2-点燃→2HCl 如有需要，可将生成的氯化氢气体引入两级石墨吸收器生成盐酸；同时，从液氯岗位输送来的氯气液化尾气被送入盐酸合成炉，在氢气中燃烧合成较低纯度氯化氢，依次引入一级降膜石墨吸收器、二级降膜石墨吸收器、尾气塔并最终排空，而氯化氢经吸收水吸收后制得合格盐酸，供各岗位自用或外售。

5、液氯：

电解产生的氯气和氢气量近乎相同，但为下游工序生产安全，氯化氢合成反应中氢气过量10％左右，所以部分氯气进入液氯工序生成液氯外售。氯气先进入高压氯气压缩机组提压至0.8～1MPa，除酸雾后进入列管冷却器降温液化，并依靠自压进入液氯储罐，进而灌装入液氯钢瓶外售；少量不凝尾气连同部分氯气排放至盐酸合成工序生产盐酸。

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