氯碱行业烧碱工艺演示
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氯碱行业(烧碱、聚氯乙烯废水处理)课件ppt
① 石灰（中和、助凝剂）
② 铝盐或铁盐等（混凝剂）
③ 聚丙烯酰胺（PAC）
④ 生物絮凝剂
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污水处理技术
3）混凝沉淀的设备或构筑物 ① 平流式沉淀池 ② 竖流式沉淀池 ③ 辐流是沉淀池 ④ 斜板（或斜管）沉淀池
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污水处理技术
3、生化处理系统 生化处理系统通常是用来处理污水中的有机物及氨氮，通过水中的微生物将水
主要污染物
PVA 涂釜剂 磷的化合物 氯化汞
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氯碱厂排水的分类
40万吨/年PVC装置无机污水平衡表
序号
装置名称
污水名称
污水量
1
二次盐水及电 解
鳌合树脂塔 再生废液
冲洗水
90m3/24h×2 （7.5 m3/h）
5 m3/h
2
纯水站
3
循环水系统
4
生活区
5
生产区
总计
混床再生排水 RO浓排水
中的有机污染物吸附、降解，达到净化水体的目的。生化处理工艺的形式很多， 一般分为两大类：厌氧处理系
厌氧处理系统
1、传统活性污泥法 2、好氧生物膜 3、MBR膜生物反应器
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锦化 大沽化 LG大沽化 齐鲁 上海氯碱
宜宾天原
4
概述
在沿海和水源充足地区，用水不受控制，污水稀释排放，要达到GB1558195的二级或一级标准并不十分困难。当时水价便宜，这些工厂排水基本不进行 处理直接排放。
2021/3/10
5
概述
随着近年来国内经济的迅猛发展，烧碱、PVC的产能急剧扩大， 特别是西部地区利用其资源优势，不仅新上企业多，而且规模大，企 业集中。
化工工艺学第5章烧碱-ppt课件
10.3 电解法制烧碱技术
（2）阴极材料 ➢ 对阴极材料的要求：
❖ 耐氢氧化钠、氯化钠的腐蚀； ❖ 导电性能好； ❖ 氢在电极上的过电位低。
➢ 低碳钢 ➢ 立式吸附隔膜电解槽：
❖ φ2.6的铁丝编织成孔眼尺寸3×3钢丝网 ❖ 打孔的铁板
10.3 电解法制烧碱技术
（3）隔膜材料 ① 隔膜材料的选择
（2）电解法及发展概况
➢ 据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同
隔膜法 水银法 离子交换膜法
➢ 将阳极产生的氯气与阴极产生的氢气和氢氧化钠
分开
阳极室和阴极 通过生成钠汞 选择透过性的阳离
室间设置多孔 齐来使氯气分 子交换膜分隔阳极
渗透性隔层
开
室与阴极室
离子交换膜法：实质上也是一种隔膜法。用有 选择性的离子交换膜来分隔阳极和阴极。这种 离子交换膜是一种半透膜，只允许钠离子和水 通过。
（3）稳定的操作性能。为适应生产变化，必须能在较大电流波 动范围内正常工作，且操作条件变化时能迅速恢复其电化学 性能。
（4）较高的机械强度。具有较好的物理性能，膜 薄但不易破，柔韧性好但不易变形。由于要长时 间在盐水中工作，要具有较小的膨胀率。
离子交换膜的种类
根据离子交换基团的不同，可分为以下3种， P132。
① 金属离子在电极上放电时过电位不大，可忽略； ② 当电极上发生气体，如Cl2、H2等的反应时，过电位比较大，
不可忽略。 过电位的数值主要取决于电极材料性质，电流密度、电解液
温度、电极表面特性等也过电位的大小有不同程度影响。 注：过电位虽然消耗了一部分电能，但在电解技术中作用重要
。由于过电位的存在，结合选择适当的电解条件可使电解过 程按照要求进行。
离子膜是离子交换法制碱的核心部位，应具备以下特性：
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。
电解法生产烧碱PPT课件
33
第33页/共46页
1．盐水精制原理
（先加入）Ca2&##43; + 2OH- ==== Mg(OH)2↓
Ba2+ + SO42- ==== BaSO4↓
对于不溶性的机械杂质，主要通过澄清过滤的方法除去。 为加速沉降，多采用高效有机高分子絮凝剂。目前普遍采用 的是聚丙烯酸钠。
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41
第41页/共46页
2.氯气、氢气的处理 氯气处理常用的方法是先将气体冷却，使大部分水汽冷凝而除去，然后用干燥剂进一步除去水以达到干燥
氯气的目的。干燥剂通常采用浓硫酸。 氢气的处理较为简单，一般经降温、洗涤后可直接送至下一工段使用。
42
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43
第43页/共46页
缺点 ① 离子膜法对盐水质 量的要求远远高于隔膜 法，要增加盐水的二次 精制，即增加设备的投 资费用 ② 离子膜本身的造价 也非常昂贵，容易损坏。
25
第25页/共46页
一、离子膜法制碱原理
26
第26页/共46页
二、离子交换膜的性能和种类
1．离子交换膜的性能 ① 能始终保持良好的电化学性能和较好的机械强度和柔韧性。 ② 具有较低的膜电阻，以降低电解能耗。 ③ 具有较高的离子选择透过性。 离子交换膜的性能由离子交换容量(IEC)、含水率、膜电阻这三个主要特性参数决定。
3.氯气的液化 目的： 一是液化后可制取高纯度的氯气； 二是液化后体积大大减小，便于远距离输送 ⑴ 高温高压法 ⑵ 中温中压法 ⑶ 低温低压法
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4.盐酸的生产 盐酸的生产可分为气态氯化氢的合成和水吸收氯化氢两个阶段。
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1．盐水精制原理
（先加入）Ca2&##43; + 2OH- ==== Mg(OH)2↓
Ba2+ + SO42- ==== BaSO4↓
对于不溶性的机械杂质，主要通过澄清过滤的方法除去。 为加速沉降，多采用高效有机高分子絮凝剂。目前普遍采用 的是聚丙烯酸钠。
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2.氯气、氢气的处理 氯气处理常用的方法是先将气体冷却，使大部分水汽冷凝而除去，然后用干燥剂进一步除去水以达到干燥
氯气的目的。干燥剂通常采用浓硫酸。 氢气的处理较为简单，一般经降温、洗涤后可直接送至下一工段使用。
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缺点 ① 离子膜法对盐水质 量的要求远远高于隔膜 法，要增加盐水的二次 精制，即增加设备的投 资费用 ② 离子膜本身的造价 也非常昂贵，容易损坏。
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一、离子膜法制碱原理
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二、离子交换膜的性能和种类
1．离子交换膜的性能 ① 能始终保持良好的电化学性能和较好的机械强度和柔韧性。 ② 具有较低的膜电阻，以降低电解能耗。 ③ 具有较高的离子选择透过性。 离子交换膜的性能由离子交换容量(IEC)、含水率、膜电阻这三个主要特性参数决定。
3.氯气的液化 目的： 一是液化后可制取高纯度的氯气； 二是液化后体积大大减小，便于远距离输送 ⑴ 高温高压法 ⑵ 中温中压法 ⑶ 低温低压法
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4.盐酸的生产 盐酸的生产可分为气态氯化氢的合成和水吸收氯化氢两个阶段。
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氯碱生产工艺流程 (1)
500kg、1000kg
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:
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:
氯碱生产工艺(PPT)
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
3. 氯气
化学性质：化学性质非常活跃,除惰性气体外,几乎可以与各种元素直接化 合。氯也能和许多化合物起反应，在自然界以游离状态存在的氯是极少的，大 多数以无机化合物形式存在。
（1）氯气与水反应
在常温下，氯气微溶于水，生成少量的盐酸和次氯酸。
Cl2+H2O
HClO+HCl
（2）氯气与各种金属反应生成氯化物
cao3ccacco1113千卡副反应cac2c145千卡cacocaoco425千卡co396千卡caoho26千卡ca29千卡sio2co137千卡fe3co108千卡al3co291千卡mgocmg密闭型链式输送机一二级旋风冷却除尘器出锅布袋过滤器配料站环形加电石炉电石炉尾气熔融电石电石冷破车间尾气灰渣回收利用尾气尾气尾气尾气气烧窑或甲酸钠脱硫二次盐水精制蒸发氯处理氢处理液化充装二合一原盐cl32烧碱48烧碱高纯盐酸淡盐水淡盐水脱氯外销外销自用内转外销供电解使用效蒸发新系统hcl气体送新转化老系统工业盐酸送老解析汽化器氯气氯气岗位任务将原盐通过加入一定量的氢氧化钠碳酸钠氯化钡等精制剂后采用沉降经膜过滤的办法制得合格的一次盐水供电解使用
氯碱工艺资料
(6) 生产稳定,安全性高。离子膜法生产弹性较大,电槽能适应电 流负荷的较大幅度变化,迅速调节生产负荷;同时离子膜法开停车 安全方便,操作维修简单,劳动强度低。
22
四、氯碱工业特点
（1）能耗大
氯碱生产的耗电量仅次于电解法生产铝。 因为每生产 1 吨 100% 的烧碱耗电 2580 度， 耗气5吨，总能耗折标准煤为1.815吨。
30
我国离子膜法烧碱装置存在着“使用超前， 研发滞后”的问题。
一．所用离子交换膜全部依靠进口
离子膜800美元/m2(约折合人民币6500元 /m2)，每万t离子膜法制碱装置约需300m2离 子交换膜，平均2.5年更换一次（周期）。 二．装置连续运行时间短，离子交换膜使用寿 命不够长 能够连续运行3个月以上的装置很少；我国的 膜寿命一般只有2～4年，平均2.5年，而国外 的膜寿命可达3～6年，甚至更长。
Байду номын сангаас 31
三．能耗高于国外先进水平
我国离子膜法烧碱的平均电耗2286kW· h/t， 与国外先进水平相差17%-43%。蒸汽消耗平均 为0.67t(折标煤95.7kg)。日本的蒸汽消耗只有 0.343 t(折标准煤49kg)
四．盐耗高于国外先进水平 国外离子膜法烧碱的盐耗一般在1.5t以下，国 内盐耗一般在1.55-1.60 t，有些厂高达1.671.76t，相差50kg左右。
二氯乙烷
14
氯 气 用 于 生 产
PVC
聚氯乙烯
15
氯气进一步制成次氯酸钠、聚氯乙烯、甲烷 氯化物等氯产品，目前我国生产200多种氯产 品，主要品种70多个。 现加大科技投入，研发高科技精细化工氯产 品，如高分子化合物及氯化聚合物(聚氯乙烯、 氯化橡胶、聚偏二氯乙烯及其共聚物、氯化聚 乙烯、氯化聚丙烯)、环氧化合物(环氧氯丙烷)、 光气系列产品(光气、双光气、三光气)、甲烷 氯化物(一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯 化碳)、含氯中间体(氯苯和硝基氯苯、氯乙酸、 氯化苄、氯乙酰氯、氯化亚砜)等
氯碱工业制作烧碱中设计氧化还原反应的步骤
氯碱工业制作烧碱中设计氧化还原反应的步骤工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业.氯碱工业是最基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业.电解饱和食盐水反应原理阳极反应：2Cl-－2e=Cl2↑（氧化反应）H+比Na+容易得到电子,因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子,并结合成氢分子从阴极放出.阴极反应：2H++2e=H2↑（还原反应）在上述反应中,H+是由水的电离生成的,由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出,破坏了附近的水的电离平衡,水分子继续电离出H+和OH-,H+又不断得到电子变成H2,结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大,使酚酞试液变红.因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为：总反应2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑工业上利用这一反应原理,制取烧碱、氯气和氢气.在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸.在工业生产中,要避免这几种产物混合,常使反应在特殊的电解槽中进行.目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法.这一技术在20世纪50年代开始研究,80年代开始工业化生产.离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成,每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成.右图表示的是一个单元槽的示意图.电解槽的阳极用金属钛网制成,为了延长电极使用寿命和提高电解效率,钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成,上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室.阳离子交换膜有一种特殊的性质,即它只允许阳离子通过,而阻止阴离子和气体通过,也就是说只允许Na+通过,而Cl-、OH-和气体则不能通过.这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量.下图是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽）.精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室.通电时,H2O在阴极表面放电生成H2,Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室,导出的阴极液中含有NaOH；Cl-则在阳极表面放电生成Cl2.电解后的淡盐水从阳极导出,可重新用于配制食盐水.离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有泥沙,精制食盐水时经常进行以下措施（1）过滤海水（2）加入过量氢氧化钠,去除钙、镁离子,过滤Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2（微溶）① Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓② Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2OMgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2（3）加入过量氯化钡,去除硫酸根离子,过滤Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓（4）加入过量碳酸钠,去除钙离子、过量钡离子,过滤Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓（5）加入适量盐酸,去除过量碳酸根离子2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O（6）加热驱除二氧化碳（7）送入离子交换塔,进一步去除钙、镁离子（8）电解2NaCl+2H2O=(通电)H2↑+Cl2↑+2NaOH离子交换膜法制碱技术,具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点,是氯碱工业发展的方向.编辑本段以氯碱工业为基础的化工生产NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料,可以进一步加工成多种化工产品,广泛用于各工业.所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域.由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH,称为液碱,液碱经蒸发、结晶可以得到固碱.阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜.阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯.2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2OH2O+Cl2=HCl+HClOH2+Cl2=2HCl2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2ONaOH+CO2=NaHCO3(小苏打)随着人们环境保护意识的增强,对以氯碱工业为基础的化工生产过程中所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视.例如,现已查明某些有机氯溶剂有致癌作用,氟氯烃会破坏臭氧层等,因此已停止生产某些有机氯产品的措施.我们在充分发挥氯碱工业及以氯碱工业为基础的化工生产在国民经济发展中的作用的同时,应尽量减小其对环境的不利影响.。
氯碱行业烧碱工艺演示
氮气 KV-279
电 解 槽
控制方案介绍
HV-5351 PV-5351B/C
PCV-226 PV-5351A
D-270
HV-5301 PV-5301B PCV-216
D-260
PV-5301A
废氯引风机
氯氢处理岗位
生产任务：对电解产生的高温湿氢气、湿氯气洗涤、冷却、 除雾、干燥，并加压输送
生产原理：高温含水的氯气、氢气通过多段冷却、除雾，减 少水份含量，氯气进一步用干燥剂硫酸吸水干燥，并用压缩 机输送气体到使用单位
Na＋
OH-
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
简单电解槽不适合生产原因
1、生产的氢气、氯气容易混合形成爆炸气体
2、生产的烧碱液混合在盐水中得不到纯产品
3、无法实现连续生产
分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品， 必须要把电解的阳极、阴极进行分离
阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
离子交换膜的原理
离子交换膜
一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过 能力的高分子膜。因一般在应用时主要是利用它的 离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。
总结：允许某种符合自己要求的物质通过
电解槽的离子交换膜
电解槽所用的离子膜属于阳离子交换膜
允许阳离子通过，不允许阴离子通过
即阳极带正电的Na＋可以通过膜到阴极去 而带负电阳极的Cl－、阴极的OH－不可以通过
原盐
烧碱、次氯酸钠
压缩空气 三氯化铁
预处理器
化盐桶
粗盐水槽
盐酸
加压溶气罐
碳酸钠 亚硫酸钠
一次盐水储槽
缓冲罐
凯膜过滤器
电解法生产烧碱课件
设备故障排除与维修
01
02
03
04
若电解槽电流效率下降，可能 是电极污染或结垢，需进行清
洗或更换电极。
若整流器出现故障，如过热或 输出电压不稳定，需检查散热
系统和电源系统。
若冷却系统出现故障，如冷却 液泄漏或散热效果差，需更换
密封件或清洗散热器。
若气体处理装置出现故障，如 氢气和氯气泄漏，需立即停机
温度稳定。
气体处理装置
对电解产生的氢气和氯 气进行分离、压缩和储
存。
设备维护与保养
01
定期检查电解槽的电极 和绝缘材料，确保其完 好无损。
02
对整流器进行定期的清 扫和维护，保证其散热 效果和电气性能。
03
定期清洗和更换冷却系 统的滤芯和冷却液，保 证冷却效果。
04
对气体处理装置进行定 期的检修和保养，确保 其正常运行。
品。
在操作过程中，应避免直接接触 碱液和其他有害物质，如不慎接
触，应立即用清水冲洗。
保持工作场所的通风良好，避免 有害气体和粉尘对操作人员的危
害。
事故应急处理
制定应急预案，明确应急处理程序和措施，确保在事故发生时能够迅速有效地进行处置。
对于泄漏、火灾等事故，应立即启动应急预案，组织人员疏散，采取必要的灭火、堵漏等措 施。
检查并修复泄漏点。
06
电解法生产烧碱的安全与防护
安全操作规程
操作人员必须经过专门培训，掌握电解法生产烧碱的基本原理和安全操作规程。 操作过程中应严格遵守工艺流程和安全操作规程，不得擅自更改设备参数或流程。
定期对设备进行检查和维护，确保设备处于良好状态，防止发生故障或事故。
个人防护措施
操作人员必须穿戴符合要求的防 护服、手套、口罩等个人防护用
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
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一、车间概况
烧碱车间生产工序包括一次盐水精制、二次盐水及电 解、氯氢处理、氯化氢合成及盐酸、液氯及包装、蒸发固碱 六个工序，可生产32％烧碱、50％烧碱、片状固碱、高纯 盐酸、次氯酸钠、液氯、氯化氢气体等多种产品。本车间现 总生产能力为20万吨/年烧碱，大量使用了先进工艺与设备， 如凯膜盐水精制工艺、旭化成复极自然循环电解槽、西门子 氯气透平压缩机等等，在工艺指标、产品质量上居于国内先 进水平。
电解槽
Cl2
H2
32％成品碱
淡盐水脱氯化盐 阳极循环槽 碱液循环槽
一次盐水岗位
生产任务：为电解岗位制取合格的盐水
生产原理：以化学反应为基础，以物理分离为手段，去除杂 质的生产过程。
主要设备：预处理器、凯膜过滤器
生产原料：原盐、烧碱、次氯酸钠、三氯化铁、碳酸钠、亚 硫酸钠、盐酸，以及各种公用工程
化盐水
电解岗位
生产任务：1、二次盐水精制；2、电解精制盐水；3、含氯 淡盐水脱氯
生产原理：氢气与氯气燃烧化合生产氯化氢气体，氯化氢气 体溶于水形成高高纯盐酸
主要设备：螯合树脂塔、离子膜电解槽、脱氯塔
生产原料：精制盐水、螯合树脂、亚硫酸钠、盐酸及各种公 用工程
电解原理
阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
Hale Waihona Puke 原盐烧碱、次氯酸钠压缩空气 三氯化铁
预处理器
化盐桶
粗盐水槽
盐酸
加压溶气罐
碳酸钠 亚硫酸钠
一次盐水储槽
缓冲罐
凯膜过滤器
反应槽
上排泥
上排泥
下排泥
凯膜过滤器的原理
二、一次盐水工序
HVM膜的特点：
膜组件
膜材料：全聚四氟乙烯
膜孔径：0.22~0.5μ m
膜特点：
HVM管式膜
均匀致密的微孔，高效的表面过滤
离子交换膜的原理
离子交换膜
一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过 能力的高分子膜。因一般在应用时主要是利用它的 离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。
总结：允许某种符合自己要求的物质通过
电解槽的离子交换膜
电解槽所用的离子膜属于阳离子交换膜
允许阳离子通过，不允许阴离子通过
即阳极带正电的Na＋可以通过膜到阴极去 而带负电阳极的Cl－、阴极的OH－不可以通过
Na＋
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
稀释盐 水流出
阳极
电流方向
阴极
高浓碱 液流出
CI-失电子 形成氯气
饱和盐 水补充
Na＋
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
稀释碱 液补充
电解槽相关介绍：
电解原理： 在离子交换膜烧碱生产工艺中，拥有离子选择性渗透功
能的离子交换膜安装在电解槽阳极电极和阴极电极之间。进 行电解反应时，精盐水和稀释碱液稳定流过离子膜两侧，而 电流则穿过离子膜。根据下面的反应方程式可知氯气在阳极 室产生，氢气和烧碱在阴极室产生。 阳极： Cl- → 1/2 Cl2 + e阴极： H2O ＋ e- → 1/2 H2 + OH-
整体成型，无缝管结构，无剥离、
无开裂现象
耐酸碱、抗氧化、无老化
耐高温 250 摄氏
不粘接、易清洗、高效率
高强度、长寿命(保证期 3 年)
电解槽气相压差控制系统
电解槽气相压差控制原因： 电解槽阳极为钛材，表面光滑；阴极为镍 材，极网涂覆活性氧化镍；且饱和盐水的导 电能力弱于阴极室的碱液，为降低电解电 压，保护离子膜不受损伤，运行时要控制阴 极室压力大于阳极室压力，使离子膜紧贴 在阳极极网上。
主要设备：洗涤塔、冷却器、干燥塔、除雾器、压缩机
生产原料：电解来的氢气、氯气、浓硫酸及各种公用工程
氢气洗涤塔
氢气冷却器 氢气压缩机
氢气水雾捕 集器
氢气分配台
氢气系统流程
自电解来约85℃湿氢气从氢气洗涤塔2T-551底部进入，与从 上部喷淋下来的水逆流接触后，其温度降到40℃以下。氢气 洗涤塔中的水因不断冷凝湿氢气中的水蒸气而增多，为了保 持液位而由氢气洗涤泵2P-551排出一部分冷凝水去再生废水 槽。洗涤后的氢气经氢气压缩机2C-551、2C-551B压缩后进 入氢气冷却器2E-553进一步冷却到5～15℃，然后进入水雾 捕集器2N-552除水后经氢气分配台2V-552送至用氢单位
磺酸基（或羧酸基）全氟单体与四氟乙烯共 聚物－－离子交换膜 现在用的一般为全氟磺酸、全氟羧酸复合， 中间有聚四氟乙烯（PTFE）增强网布
电解槽离子交换膜的结构
F
F
F
C
C
C
F
F
F
C
C
C
F
O
F
F
O
F
FC
F
F
C
F
FC
F
F
C
F
FC
SO3H
FC
COOH
主要流程：
纯水
精盐水高位槽
碱液高位槽
一次盐水槽
树脂塔
离子膜结构示意图
阳极侧
磺酸层 具有很高的离 子传导能力， 决定电压的高 低
○
○
阴极侧
○
○
○
○
羧酸层
○
○ ○
具有很高的正
○
离子选择渗透
○
能力，决定电
○
流效率的高低
○
○
○
Cl－ Na＋
－－ －－ －
－－ －－ －
OH－ Na＋
ETFE、PTFE与离子交换膜
ETFE 乙烯与四氟乙烯共聚物－－水立方的塑料膜
氮气 KV-279
电 解 槽
控制方案介绍
HV-5351 PV-5351B/C
PCV-226 PV-5351A
D-270
HV-5301 PV-5301B PCV-216
D-260
PV-5301A
废氯引风机
氯氢处理岗位
生产任务：对电解产生的高温湿氢气、湿氯气洗涤、冷却、 除雾、干燥，并加压输送
生产原理：高温含水的氯气、氢气通过多段冷却、除雾，减 少水份含量，氯气进一步用干燥剂硫酸吸水干燥，并用压缩 机输送气体到使用单位
Na＋
OH-
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
简单电解槽不适合生产原因
1、生产的氢气、氯气容易混合形成爆炸气体
2、生产的烧碱液混合在盐水中得不到纯产品
3、无法实现连续生产
分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品， 必须要把电解的阳极、阴极进行分离
阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
烧碱车间概述
浓缩
化盐
粗盐水
精制
一次盐水
蒸发
精盐水
二次精制
电解
压滤
纯水吸收
高纯盐酸
氯化氢
单体转化
脱氯
干燥
压缩
加 压 降 温
液氯
压缩 干燥
湿氢气 湿氯气
片碱
50％ 烧碱
32％ 烧碱
烧碱车间概述
一次盐水：生产基础，提供盐水 电 解：以核心设备为主线，生产烧碱、氢、氯 氯氢处理：通过流程控制，保证电解槽稳定安全运行 合 成：生产氯化氢气体，给树脂生产提供反应原料 液 氯：平衡生产 蒸 发：产品深加工，增加产品系列
烧碱车间生产工序包括一次盐水精制、二次盐水及电 解、氯氢处理、氯化氢合成及盐酸、液氯及包装、蒸发固碱 六个工序，可生产32％烧碱、50％烧碱、片状固碱、高纯 盐酸、次氯酸钠、液氯、氯化氢气体等多种产品。本车间现 总生产能力为20万吨/年烧碱，大量使用了先进工艺与设备， 如凯膜盐水精制工艺、旭化成复极自然循环电解槽、西门子 氯气透平压缩机等等，在工艺指标、产品质量上居于国内先 进水平。
电解槽
Cl2
H2
32％成品碱
淡盐水脱氯化盐 阳极循环槽 碱液循环槽
一次盐水岗位
生产任务：为电解岗位制取合格的盐水
生产原理：以化学反应为基础，以物理分离为手段，去除杂 质的生产过程。
主要设备：预处理器、凯膜过滤器
生产原料：原盐、烧碱、次氯酸钠、三氯化铁、碳酸钠、亚 硫酸钠、盐酸，以及各种公用工程
化盐水
电解岗位
生产任务：1、二次盐水精制；2、电解精制盐水；3、含氯 淡盐水脱氯
生产原理：氢气与氯气燃烧化合生产氯化氢气体，氯化氢气 体溶于水形成高高纯盐酸
主要设备：螯合树脂塔、离子膜电解槽、脱氯塔
生产原料：精制盐水、螯合树脂、亚硫酸钠、盐酸及各种公 用工程
电解原理
阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
Hale Waihona Puke 原盐烧碱、次氯酸钠压缩空气 三氯化铁
预处理器
化盐桶
粗盐水槽
盐酸
加压溶气罐
碳酸钠 亚硫酸钠
一次盐水储槽
缓冲罐
凯膜过滤器
反应槽
上排泥
上排泥
下排泥
凯膜过滤器的原理
二、一次盐水工序
HVM膜的特点：
膜组件
膜材料：全聚四氟乙烯
膜孔径：0.22~0.5μ m
膜特点：
HVM管式膜
均匀致密的微孔，高效的表面过滤
离子交换膜的原理
离子交换膜
一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过 能力的高分子膜。因一般在应用时主要是利用它的 离子选择透过性，所以也称为离子选择透过性膜。
总结：允许某种符合自己要求的物质通过
电解槽的离子交换膜
电解槽所用的离子膜属于阳离子交换膜
允许阳离子通过，不允许阴离子通过
即阳极带正电的Na＋可以通过膜到阴极去 而带负电阳极的Cl－、阴极的OH－不可以通过
Na＋
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
稀释盐 水流出
阳极
电流方向
阴极
高浓碱 液流出
CI-失电子 形成氯气
饱和盐 水补充
Na＋
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
稀释碱 液补充
电解槽相关介绍：
电解原理： 在离子交换膜烧碱生产工艺中，拥有离子选择性渗透功
能的离子交换膜安装在电解槽阳极电极和阴极电极之间。进 行电解反应时，精盐水和稀释碱液稳定流过离子膜两侧，而 电流则穿过离子膜。根据下面的反应方程式可知氯气在阳极 室产生，氢气和烧碱在阴极室产生。 阳极： Cl- → 1/2 Cl2 + e阴极： H2O ＋ e- → 1/2 H2 + OH-
整体成型，无缝管结构，无剥离、
无开裂现象
耐酸碱、抗氧化、无老化
耐高温 250 摄氏
不粘接、易清洗、高效率
高强度、长寿命(保证期 3 年)
电解槽气相压差控制系统
电解槽气相压差控制原因： 电解槽阳极为钛材，表面光滑；阴极为镍 材，极网涂覆活性氧化镍；且饱和盐水的导 电能力弱于阴极室的碱液，为降低电解电 压，保护离子膜不受损伤，运行时要控制阴 极室压力大于阳极室压力，使离子膜紧贴 在阳极极网上。
主要设备：洗涤塔、冷却器、干燥塔、除雾器、压缩机
生产原料：电解来的氢气、氯气、浓硫酸及各种公用工程
氢气洗涤塔
氢气冷却器 氢气压缩机
氢气水雾捕 集器
氢气分配台
氢气系统流程
自电解来约85℃湿氢气从氢气洗涤塔2T-551底部进入，与从 上部喷淋下来的水逆流接触后，其温度降到40℃以下。氢气 洗涤塔中的水因不断冷凝湿氢气中的水蒸气而增多，为了保 持液位而由氢气洗涤泵2P-551排出一部分冷凝水去再生废水 槽。洗涤后的氢气经氢气压缩机2C-551、2C-551B压缩后进 入氢气冷却器2E-553进一步冷却到5～15℃，然后进入水雾 捕集器2N-552除水后经氢气分配台2V-552送至用氢单位
磺酸基（或羧酸基）全氟单体与四氟乙烯共 聚物－－离子交换膜 现在用的一般为全氟磺酸、全氟羧酸复合， 中间有聚四氟乙烯（PTFE）增强网布
电解槽离子交换膜的结构
F
F
F
C
C
C
F
F
F
C
C
C
F
O
F
F
O
F
FC
F
F
C
F
FC
F
F
C
F
FC
SO3H
FC
COOH
主要流程：
纯水
精盐水高位槽
碱液高位槽
一次盐水槽
树脂塔
离子膜结构示意图
阳极侧
磺酸层 具有很高的离 子传导能力， 决定电压的高 低
○
○
阴极侧
○
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○
○
羧酸层
○
○ ○
具有很高的正
○
离子选择渗透
○
能力，决定电
○
流效率的高低
○
○
○
Cl－ Na＋
－－ －－ －
－－ －－ －
OH－ Na＋
ETFE、PTFE与离子交换膜
ETFE 乙烯与四氟乙烯共聚物－－水立方的塑料膜
氮气 KV-279
电 解 槽
控制方案介绍
HV-5351 PV-5351B/C
PCV-226 PV-5351A
D-270
HV-5301 PV-5301B PCV-216
D-260
PV-5301A
废氯引风机
氯氢处理岗位
生产任务：对电解产生的高温湿氢气、湿氯气洗涤、冷却、 除雾、干燥，并加压输送
生产原理：高温含水的氯气、氢气通过多段冷却、除雾，减 少水份含量，氯气进一步用干燥剂硫酸吸水干燥，并用压缩 机输送气体到使用单位
Na＋
OH-
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
简单电解槽不适合生产原因
1、生产的氢气、氯气容易混合形成爆炸气体
2、生产的烧碱液混合在盐水中得不到纯产品
3、无法实现连续生产
分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品， 必须要把电解的阳极、阴极进行分离
阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
烧碱车间概述
浓缩
化盐
粗盐水
精制
一次盐水
蒸发
精盐水
二次精制
电解
压滤
纯水吸收
高纯盐酸
氯化氢
单体转化
脱氯
干燥
压缩
加 压 降 温
液氯
压缩 干燥
湿氢气 湿氯气
片碱
50％ 烧碱
32％ 烧碱
烧碱车间概述
一次盐水：生产基础，提供盐水 电 解：以核心设备为主线，生产烧碱、氢、氯 氯氢处理：通过流程控制，保证电解槽稳定安全运行 合 成：生产氯化氢气体，给树脂生产提供反应原料 液 氯：平衡生产 蒸 发：产品深加工，增加产品系列