氯碱工业生产流程图
氯碱化工工艺
19.1 概述
19.2 原盐组成及性质
19.3 盐水精制流程 19.4 原盐的溶化
？
19.5 盐水的精制
19.6 盐水的澄清与过滤
19.7 盐水的重饱和、预热与中和
19.8 盐泥的洗涤、过滤和利用
19.1 概述
原盐有海盐（或称天日盐）、湖盐、井盐（地下 盐矿溶于水）和矿盐四种。
井
盐
矿盐
19.2 原盐组成及性质
亦均有盐酸酸洗设备。 美国单用来清洗钢板的盐酸一年就需要15万t。
用于合成HCl制盐酸和PVC外
氢
❖用途是植物油加氢生产硬化油
还用于炼钨、生产多晶硅等金属氧化物
还原，有机化合物的合成加氢等。
三、氯碱工业发展趋势
我国氯碱工业是在20世纪20年代才开始创建的。 第一家氯碱厂是上海天原电化厂（现在的上海天原 化工厂前身），于1930年正式投产，采用艾伦-摩尔 电解槽，日产烧碱2 t，到1949年为止，全国共有氯 碱厂9家，年产烧碱仅1.5万t，氯产品也仅有盐酸、 液氯和漂白粉等。
与阳极产物Cl2的机械混合，一般称为渗透式隔膜。
离子交换膜法采用的隔膜不是渗透膜而是采用具有选 择透过性的阳离子交换膜，这种膜理论上只允许Na＋并伴
随的水分子透过膜向阴极移动，称为密封式隔膜。
隔膜电解槽最早使用的隔膜是用硅酸盐水泥制 成的。电解槽是间歇式操作。
20.1 隔膜法电解原理
饱和盐水
阳极
阴极
MgCl2＋ 2NaOH →Mg(OH)2↓＋ 2NaCl FeCl3 ＋ 3NaOH →Fe(OH)3↓＋ 2NaCl
三、硫酸根的的去除
盐水中的硫酸钠是用Na2CO3处理CaSO4时生成的。 最常用的去除SO42-的方法是化学法。包括钙盐法和钡盐 法两种。
氯碱工艺(PPT)
2Fe+3Cl2 点燃 2FeCl3(棕色的烟) 在有水存在时，金属氯化物会水解生成盐酸，加速管道腐蚀，所以氯气在干燥
之前不能使用铁质材料。
（3）氯气与氢气反应
氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体
（4）氯气与碱溶液反应
Cl2＋2NaOH
NaCl＋NaClO＋H2O
前言
3. 氯气 用途：主要下游产品
在无水的条件下，电石在氢气流中加热至2200℃以上时，有相当量的 乙炔和金属钙生成(CaC2+H2=Ca+C2H2)。干燥的氧气在高温下氧化碳化钙而 生成碳酸钙(CaC2+O2=CaCO3+CO)。粉状电石与氮气在加热条件下反应生成 氰氨化钙（CaC2+N2=CaCN2+C）。除此之外，氯、溴、硫、氨、磷、氯化氢 和乙醇等等物质在一定条件下均能与电石发生化学反应，生成相应的化学 物质。
前言
3. 氯气
分子式：Cl2，分子量：71。 黄绿色带有刺激性气味的气体，属有毒气体。相对密度（空气=1）2.48，相对
密 度 （ 水 =1 ） 1.47 ， 沸 点 -34.5℃ ， 熔 点 -101℃ ， 饱 和 蒸 气 压 506.62kPa （10.3℃）；临界温度144℃，临界压力7.71MPa。本品略溶于水，易溶于 碱液，遇水时有腐蚀性。 氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里， 生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：次氯酸使组织受到 强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌 黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状 重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气 会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。氯气在生产区允许浓度1mg/m3。
氯碱工业中隔膜法生产流程图共155页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走
氯碱生产工艺流程 (1)
重大事故发生后应急处理预案
1.事故报警：
当发生突发性危险化学品泄漏或火灾爆炸事故时，现场人员应在保护好自身安全的情况下，及时确认事故发生的部位，并向当班主任报告，逐级报告各有关部门。
报警过程中应着重说明事故发生的地点、时间、泄漏的化学品名称及泄漏量、事故性质、危险程度及有无人员伤亡及报警者姓名和联系电话。
6
3#Ⅰ效蒸发器
DN2600×17500
1台
T﹤153
7
3#Ⅱ效蒸发器
1台
8
3#Ⅲ效蒸发器
1台
4
盐酸炉
1台
5
氨压机
S8-12.5
7台
85000千大卡
-30℃
6
液氯贮槽
DN2000×6289
4台
TW-25—35℃
7
氨贮槽
ZA-1.5
2台
V=1.5m3
TW:50℃
8
汽化器
DN1000×2420
2台
9
液氯钢瓶
漂液工艺流程图：
来自液氯的尾氯残碱：5—10g/L
有效氯：4.5—5%
来自氯处理残氯
工业水网
推车运输
9.蒸发工艺流程简述：
电解液经两台串联的螺旋板式换热器预热至90℃—100℃，进入Ⅰ效蒸发器，料液靠压差过料到Ⅱ效蒸发器强制循环浓缩，然后由Ⅱ效采盐泵送至Ⅱ效旋液分离器采盐，盐泥流入盐泥高位槽，Ⅱ效旋液分离器顶部清液，当过料时送至Ⅲ效，不过料时回流至Ⅱ效，碱液在Ⅲ效蒸发器中强制循环浓缩至30%或42%，由Ⅲ效采盐泵送至Ⅲ旋液分离器采盐，盐泥入盐泥高位槽，顶部清液，当出料时送至出碱桶，当浓度不合格时回流入Ⅲ效蒸发器中。
双级制冷工艺流程简图:
氯碱生产技术
氯碱生产技术概述氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及由其衍生系列化工产品的基本化学工业。
其产品广泛用于国民经济各部门，如造纸、纺织、医药、农药、冶金、有色金属工业以及石油化工等部门；对国民经济和国防建设具有重要的作用。
氯碱生产技术是由氯化钠溶液经电解，从阳极产生氯气、阴极得到氢气同时联产氢氧化钠。
为防止电解产物相混，中间用隔膜隔开。
如图1。
立式隔膜电解槽示意图图1立式隔膜电解槽示意图电解槽的阳极和直流电源的正极相联，阴极与负极相联，当电路接通后，电流由正极流向阳极，经NaCl水溶液由阴极返回直流电源的负极，形成电流回路。
同时在电极和溶液界面上，分别进行Cl-离子的氧化反应和H2O分子（或H＋离子）的还原反应。
阳极：2 Cl-－2e→Cl2↑；阴极：2H2O＋2e－→2OH-+ H2↑，结果获得氯气、氢气和在阴极室生成的NaOH溶液。
食盐水溶液的电解反应：2NaCl＋2 H2O→Cl2↑＋H2↑＋2NaOH。
上项反应不能自发进行，必须外界输入电能用电解的方法强制进行，这种有电子参加的化学反应，称为电化学反应，从氯化钠水溶液制Cl2NaOH和H2、的反应，是由电能转变为化学能的过程，称为电解过程。
工业上采用电化学法生产氯气和烧碱始于1890年，我国第一家氯碱厂是上海天原电化厂，1930年正式投产，目前全世界有500多家氯碱公司，总生产能力烧碱6200万吨/年以上，我国电解法烧碱生产企业有250家，生产能力近900万吨/年，仅次于美国，居世界第二位。
⑴我国烧碱产品品种主要有30％、42％、45％、50％的液碱，96％、99％的固碱、片碱及粒碱等。
⑵电解槽的结构与材料，我国目前约70％氯碱企业采用隔膜法金属阳极电解槽，而能耗较低的离子膜法电解技术由于一次投资较大（离子膜依靠进口）仅占30％，但其优质低耗，吨碱节电300度以上，是今后氯碱行业发展的方向。
⑶我国烧碱消费构成情况：表一⑷用氯产品消费构成情况：表二氯碱生产的主要化工原料为氯化钠，同时需供给大容量的直流电源，进行电化学反应而得产品。
氯碱生产工艺(PPT)
高纯酸 洗涤冷却
氯气 洗涤干燥
液氯冰机
Ⅰ 、Ⅱ效蒸发
48碱 Ⅲ效蒸发 片碱
二合一炉
液氯
精乙炔气
工
脱
业水
酸、
合
成
、
净
降 膜
化
吸
收
器
氯化氢
次钠
粗VC气
精馏
粗VC气
冷凝
VCM
汽
提
聚合
回
收 浆料
干燥
PVC
电石工艺——炭材干燥
岗位任务：将含水较高的焦炭、兰炭送入干燥机，
与沸腾炉来的热风换热，除去焦材中的水份，再通过 筛分入仓供后工段使用。
肥皂洗涤剂 农药 医药
涂料香料
建材家具
汽车零件
防冻液
涂料
油墨
电缆护套 橡胶弹性体
前言
4. 氢气
分子式：H2，分子量：2。 无色无臭气体。工业用本品纯度：工业≥98.0%，高纯≥99.999%。熔点： -259.2℃，沸点：-252.8℃，饱和蒸气压：13.3kPa（-257.9℃）。 化学性质：氢气是可燃性气体，与空气或氯气均可形成易燃和易爆的混合 物，其与空气混合爆炸极限为4.1%～74.1%（体积%）；与氯气混合的爆炸极限 为5～87.5% （体积%）；氢氧混合物中，氢的爆炸极限为4.5～95%（体积%）。 用途：石油精炼、电子、食品、化工生产、航天等行业
前言
5. 乙炔
分子式：C2H2，分子量：26。 纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢、磷 化 氢 、 砷 化 氢 , 而 带 有 特 殊 的 臭 味 。 乙 炔 的 沸 点 ： -83.6 ℃ ， 熔 点 （118.656kPa）：-80.8℃ 。
氯碱工艺流程图
氯碱工艺流程图
氯碱工艺是目前工业界使用最广泛、产量最大的基础化工工艺之一。
它是通过电解盐水溶液，同时生成氯气、氢气和碱液的过程。
以下是一份简化的氯碱工艺流程图。
首先，从盐矿或海水中提取含有氯化钠的盐水溶液，这是氯碱工艺的原料。
接下来，将盐水溶液送入电解槽。
电解槽是用于电解过程的主要设备，通常由钢质材料制成，内部铺设耐腐蚀的涂层。
盐水溶液通过电解槽，进入阳极室和阴极室，中间通过膜隔离。
在阳极室，盐水溶液中的氯化钠分解为氯气和次氯酸根离子。
这个过程称为氯化作用。
氯气被收集起来，用于其他化工工序。
在阴极室，水分解成氢气和氢氧化钠。
这个过程称为水电解作用。
氢气也被收集起来，用于其他工业用途，如制造氨。
在膜隔离的作用下，阴极室中的次氯酸根离子和氢氧化钠反应生成氯酸钠。
氯酸钠是一种常用的化学品，广泛用于制造次氯酸钠溶液和其他漂白剂。
在氯碱工艺中，氯气和次氯酸钠的产量可以根据需要进行调节。
通常情况下，氯气是通过控制电解槽的工作电流和电压来控制。
除了上述主要的反应过程外，氯碱工艺还涉及一些附加的工艺步骤。
例如，电解槽中的电解液需要经过过滤和冷却处理，以
确保其纯度和稳定性。
另外，废水处理也是一个重要的环节，电解槽产生的废水中含有氯离子和次氯酸盐。
总之，氯碱工艺是一个复杂而重要的化工工艺，广泛应用于制造氯化氢酸和其他化学品。
通过电解盐水溶液，可以高效地同时生产氯气、氢气和碱液。
这种工艺不仅经济可行，而且具有重要的环保效益。
氯碱及生产工艺(ppt)
C a O + 3 C
C2 + aC CO
C 2 + a 2 O H C Ca 2 + (H O C C H H )
乙炔和氯化氢化氯汞存在下制得氯乙烯：
H2 gCl
CHCH+ 1 2 0 -1 H 8 0 ℃ CH 2 lC CHC
电石法聚氯乙烯循环经济产业链
工业盐 水电
解
烧碱 ﹢ 氯气
造纸、纺织、印染 化纤、氧化铝等
• 采用强制循环将32%原料碱浓缩到50%，经两台加热面积 为70m2的升膜蒸发器将碱液浓度提高到60%进入浓碱贮槽， 通过浓碱泵加压输送到降膜蒸发器，经分配进入14根降膜浓 缩管中，液膜在下降过程中与高温熔盐进行热交换，沸腾、 脱水呈熔融碱，制成片碱，包装入库，即为99%片碱。
氯氢处理工艺
• 从离子膜电槽来的60-90℃含有杂质及饱和水蒸汽的湿氯气， 首先用工业水冷却的循环氯水在第一氯水洗涤塔中洗涤，再 用5-8℃冷冻水冷却循环氯水在第二氯水洗涤塔中洗涤，进入 钛冷却器用5～8℃的冷冻水间接逆流冷却，使其温度降至 12-15℃ ，用除雾器除去其杂质和水雾。
• 1939 聚偏氯乙烯(1933)
• 1965 聚矾
• 1941 不饱和聚酯树脂(1937) • 1965 聚甲基戊烯(TPX)
• 1943 聚四氟乙烯 (1938)
• 1969 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
• 1947 环氧树脂(1934)
• 1973 聚丁烯
三大合成材料
PVC产能分布
2007年世界聚氯乙烯产量分布
离子膜电解工艺
• 阳极 ： 2Cl- - 2e → Cl2 • 阴极 ： 2H+ + 2e → H2 • 总反应式： 2NaCl + 2H2O → Cl2 + H2 + 2NaOH
氯碱工业中隔膜法生产流程图
(3) 影响离子迁移数因素 从上式可见，离子迁移数与溶液中正、 负离子在电场中运动的速率有关。
28
离子在电场中运动的速率除了与离子的 本性(包括离子半径、离子水化程度、所带 电荷等)以及溶剂的性质(如粘度等)有关以 外，还与外加电场的电位梯度有关，电位梯 度越大，推动离子运动的电场力也越大。 影响离子迁移数因素：温度、溶液浓度 溶质特性、溶剂特性。一般情况下，温度升 高，正、负离子的迁移数趋于相等。 离子迁移数是一比值，为无量纲的纯数。
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B. 阴极区 t+ = n+,迁入 / n电解 t- = n-,迁出 / n电解 正离子： 电解后量=电解前量-电极反应量+迁入量 迁入量=电解后量+电极反应量-电解前量 负离子： 电解后量=电解前量+电极反应量-迁出量 迁出量=电解前量+电极反应量-电解后量
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C. 说明： ①电极反应量根据实际电极反应而得，对 于不参加反应的惰性电极(如铂电极)在阳 极区特别要注意。
9
5. 电极反应、电池反应
电极反应：在电极上进行电子得(失)的氧 化还原反应 阴极反应：在阴极上发生得电子的还原 反应 阳极反应：在阳极上发生失电子的氧化 反应 电池反应：电池的总反应—两个电极反应
的总结果(之和)
10
6. 电解池 将电能转 变为化学能的 装置称为电解 池。 7. 原电池 将化学能转 变为电能的装置 称为原电池。
15
一摩尔电子的电荷(即一摩尔电子所带 电量的绝对值)称为1法拉第(1F)。 1F = Le = 6.0221023 1.6022 10-19
= 96485.309C 96500C