氯碱企业离子膜电解槽新产品开发研究
离子膜电解技术在氯碱工业中的应用实践探讨
离子膜电解技术在氯碱工业中的应用实践探讨随着经济的快速发展以及人口的增加，对于化学工业的需求逐渐增加。
氯碱工业作为重要的化学工业之一，其在日常生活以及生产中的地位不可忽视。
然而，氯碱工业所产生的有机物和无机物污染已经引起了严重的环境污染问题，影响了人们的健康和生活品质。
在此背景下，离子膜电解技术作为一种现代化的清洁生产技术，成为氯碱工业处理废水的一种主流手段。
一、氯碱工业的废水处理问题氯碱工业是指通过电解盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠的工业。
其主要产品包括氯气、氢气和氢氧化钠等，废水中含有大量的氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化铁等溶液，废水排放量大、水质废弃物难以处理。
由于工业现代化的推进，氯碱工业已经得到了快速地发展，但随着生产的增加以及工艺技术的落后，氯碱工业对环境的负面影响也越来越大。
废水中含有大量的氯离子、氢氧根离子，难以通过传统的物理和化学方法来进行处理，因此需要寻求一种新的处理技术。
二、离子膜电解技术的基本原理1、离子膜电解技术的特点离子膜电解技术是一种膜分离技术，可以将电解质中的阳离子和阴离子分离开来。
在氯碱工业中，可以将氯化铵等盐类溶液经过离子膜电解技术处理，将其中的钠离子与氯离子分离开来，以产生氯气、氢气和氢氧化钠等有用物质。
离子膜电解技术的特点是操作简单，能量消耗低，反应速度快，效率高，可以快速有效地对氯碱工业废水进行处理。
2、离子膜电解技术的工作原理离子膜电解技术的核心设备是离子膜电解槽，这种电解槽由两根金属电极、阳离子膜和阴离子膜等几部分构成。
阳离子膜和阴离子膜之间形成的空间称为离子膜电解腔，通过该腔中的离子交换实现氯离子和钠离子的分离。
在整个处理过程中，离子膜对于阳离子和阴离子的通透率不同，从而在阳极侧产生氯气，同时在阴极侧产生氢气和氢氧化钠。
离子膜电解技术的核心原理是根据离子的电荷特点，在膜的帮助下，将阳离子和阴离子有效分离，从而实现废水的处理和有用物质的提取。
三、离子膜电解技术在氯碱工业中的应用离子膜电解技术在氯碱工业中的应用非常广泛，主要包括三个方面：1、废水处理离子膜电解技术可以快速有效地处理氯碱工业废水，将其中的有毒有害物质分离开来，从而实现废水的净化。
国产氯碱离子膜的应用与研究进展邢朔
国产氯碱离子膜的应用与研究进展邢朔发布时间：2021-09-06T06:06:36.896Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：邢朔[导读] 离子膜是氯碱工业电解设备的主要材料。
目前，我国氯碱装机容量已超过3400万t/a，是世界上最大的氯碱生产国。
全氟离子膜是一项历时30多年的国家科技研究项目，许多科学家、工程师和科技人员为此项目作出了不可磨灭的贡献。
身份证号码：6104251983****1112摘要：离子膜是氯碱工业电解设备的主要材料。
目前，我国氯碱装机容量已超过3400万t/a，是世界上最大的氯碱生产国。
全氟离子膜是一项历时30多年的国家科技研究项目，许多科学家、工程师和科技人员为此项目作出了不可磨灭的贡献。
关键词：氯碱离子膜；应用；进展电解槽是氯碱行业的主要设备，而氯碱离子膜作为电解槽的主要组成部分，不仅直接影响着氯碱行业的日常生产效率，还影响着氯碱行业的发展进程。
目前，离子膜烧碱技术已在世界氯碱行业中得到广泛应用，因而氯碱离子膜在氯碱行业中占有重要地位。
我国研制的氯碱离子膜克服了过去的技术难题，如DF2800系列氯碱离子膜已成功应用，其发展势头强劲。
基于此，本文分析了国产氯碱离子膜的应用及其研究进展。
一、氯碱离子膜概述氯碱离子膜即全氟离子膜，是交换膜燃料电池及氯碱工业最重要的技术材料。
然而，离子膜燃料电池与氯碱工业并不同。
氯碱离子膜是一种特殊的阳离子选择性膜，主要用于氯碱工业。
二、氯碱离子膜结构特点当前，市场上全氟氯化碱离子膜的主要工业规格是山东东岳高分子材料有限公司氯碱离子膜产品，它们都是全氟纤维（PTFE/PFA）增强全氟磺酸及全氟羧酸树脂复合膜，但在树脂分子结构、膜结构设计和复合加工工艺等方面存在一定差异。
氯碱离子膜是一种特殊的阳离子选择膜，根据离子交换基团的化学结构可分为全氟磺酸膜（Rf-SO3Na）及全氟羧酸膜（Rf-COONa）（见图1）。
图1 全氟氯碱离子膜结构示意图全氟氯碱离子膜具有以下特点：①外观平整、光滑、厚度均匀、无针孔、无裂痕；②机械强度足以承受电解槽压力及电解产生气泡的剧烈冲击力，不会因折皱及收缩而破裂；③膜电阻低，可降低电压和功耗；④具有优良的化学性能，在恶劣电解条件下，能抵抗初生态氯、次氯酸根、强碱溶液等强氧化剂的腐蚀，使用寿命长；⑤电流效率高，离子选择性强，可生产出高纯度的氯及高质量的氢氧化钠；⑥更小、更稳定的溶胀特性。
国产氯碱离子膜的应用与研究进展
中 国 氯 碱
Ｃｈ ｎ ｌ ｒ ｋａｉ ｉ ａ Ｃｈ ｏ —Ａｌ ｌ
Ｎｏ６ ．
Ｊ ｎ，０ ２ ｕ ． １ ２
国产氯碱 离子膜 的应 用与研 究进展
王学 军 ． 于 昌国 ， 一 ， 一 王 婧 ， 张永 明 ， 张 恒 （． １山东 东岳 高分 子材料 有 限公 司 山 东 淄博 ２ ６ ０ ； ５ ４ １
Ａｂｓｒ ｃ ： ｅ ｈ ｉ ａ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｎ ｐ ｒ ｔｏ ｆ ｍｅ ｔｃ ｉｎ－ ｘ ｈ ｎ ｅｍｅ ｒ ｎ ｒ ｕ ｔ ａ ｔＴｈｅｔｃ ｎ ｃ ｌｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓａ ｄ ｏ ｅ ａ ｉｎ ｏ ｄｏ ｓｉ ｏ ｅ ｃ ａ ｇ ｍｂ ａ ｅ ｗｅ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ｒｚ ｄ．
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氯碱行业中的技术进步与创新研究
氯碱行业中的技术进步与创新研究氯碱行业是指以氯气、碱液和氢气为主要原料生产氯、氢氧化钠和氢氧化钾等产品的工业部门。
在化工行业中，氯化钠是最重要的原料之一，被广泛应用于玻璃、塑料、汽车、建筑、化妆品、药品等多个领域。
随着社会发展和技术进步，氯碱行业正不断进行创新研究和技术进步，以提高产品质量、增加生产效率、降低能耗，满足市场需求和环保要求。
一、新技术在氯碱行业中的应用1. 膜法电解技术：膜法电解技术是氯碱行业中的重要创新，相较于传统的氯碱工艺，这一技术采用离子交换膜分离电化学过程中产生的氯气、氢气、氢氧化钠等产物，能够实现碱液和酸性液体的分离，减少环境污染，并且能提高氢氧化钠的纯度和产品质量。
2. 能源回收利用：氯碱生产过程中会消耗大量的能源，传统工艺中热能和电能的浪费较为严重。
目前，通过热能回收技术和发展循环经济，可以有效地回收并利用烟气中的热能，用于加热水和蒸汽的产生，降低能源消耗，提高能源利用率。
3. 脱硫技术改进：氯碱行业中，脱硫技术对于环境保护至关重要。
传统工艺中常采用石灰石和碱液共同脱硫，但存在脱硫脱氧效果不佳、反应时间长、产生大量废水等问题。
现在，通过引进新型脱硫剂和改进脱硫工艺，能够提高脱硫效率，同时减少废水和废物的产生，实现更加清洁和环保的生产。
二、创新研究在氯碱行业中的影响1. 提高产品质量：创新研究在氯碱行业中可以改进产品制造工艺，提高产品的纯度和质量稳定性。
例如，通过研究和开发新的催化剂，可以提高氢氧化钠的含量和纯度，使其适用于更多领域和高端产品的制造。
2. 降低生产成本：创新研究可以优化工艺流程，减少能耗、原料消耗和废物排放，进而降低生产成本。
例如，通过改进电解槽结构和膜材料，可以减少电解过程中的电阻损失和能量消耗，降低生产成本，提高经济效益。
3. 提高安全性和环境保护：创新研究可以改进工艺条件和设备设计，提高生产过程的安全性和环境保护效果。
例如，引进新型脱硫剂和脱硫工艺可以减少废水和废物的产生，降低对环境的影响；通过开发新型电解槽和电解膜技术，可以减少氯气泄漏和工艺事故的发生，提高生产安全性。
氯碱设备离子膜电解槽及阳极的应用现状和发展方向
氯碱设备离子膜电解槽及阳极的应用现状和发展方向发布时间：2023-02-23T01:53:22.843Z 来源：《新型城镇化》2023年1期作者：成亚东[导读] 对其核心设备离子膜电解槽及电极进行研究是满足用户需求，使氯碱设备升级换代的基础研究工作，意义重大。
新疆圣雄氯碱有限公司新疆吐鲁番 838100摘要：介绍了氯碱生产设备离子膜电解槽及阳极技术、设备现状及特点，总结了离子膜电解槽设备运行及控制中的管理重点，探讨了离子膜电解槽及阳极技术和产品的发展趋势。
关键词：氯碱设备；离子膜电解槽；阳极；应用现状；发展方向氯碱工业以烧碱、氯气和氢气为主，是化学工业的基础原料产业，随着造纸、纺织、冶金、石油化工等行业的发展，应用领域不断扩展。
离子膜电解法是现阶段最成熟最经济的氯碱生产技术。
在国家环保政策的要求下，氯碱生产企业对氯碱设备节能降耗、绿色环保方面的要求越来越高，对其核心设备离子膜电解槽及电极进行研究是满足用户需求，使氯碱设备升级换代的基础研究工作，意义重大。
1离子膜自身结构离子膜在烧碱生产中起到关键作用，本质上属于性能优良的选择性透过膜。
膜电阻对实际槽电压影响较大，特别是对复极式电解槽，多个单元槽串联安装流，直流电通过每张离子膜时均会形成膜电位。
组成膜的复合层的物理化学结构以及复合层的厚度是影响膜电阻的主要因素。
膜体内存在活性基团，它由带负电荷的固定离子（R—SO-3、R—COO-）和1个带正电荷的对离子（Na+）形成静电键。
2 离子膜电解槽概况离子膜电解法生产氯碱技术始于上世纪50年代初。
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。
电解槽的阳极用金属钛网披敷活性涂层制成，阴极最初由碳钢网制成，上面涂有镍涂层，后改为镍基材涂覆催化剂活性涂层。
阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室，最初采用的离子选择透过性膜材料在电解槽阳极室不耐氯腐蚀，使离子膜电解无法实现工业化应用。
氯碱设备离子膜电解槽及阳极的应用现状和发展方向
表 １ 氯 碱 生 产 方 法 比较
氯 碱 生 产 方 法 电 托 蒸 汽 消 耗 水 消 牦 烧碱 纯 度 氯 气纯 度 氢 气 纯 发
槽体 形式
复 极 式 复 极 式 膜 极 距 复极 式 复极 式 复极 式 单 极 式 复极 式 单极 式 单 极 式 复 极 式 单 极 式
循 环 形 式
自然 循 环 自然 循 环 自然 循 环 自然 循 环 自然 循 环 自然 循环 自然 循 环 半 强制 循 环 自然 循 环 自然 循 环 自然 循 环 自然 循 环
水 银法
（ｋＷｈ／ｔ） （ｔ／ｔ） ６５０７ Ｏ．１２
（Ｌ／ｔ） ６
（％） ５０
（％） ９８．５ ９９
（％） ９９．９
隔 膜 法
５２９０ ５。Ｏ５
ｌ３
１Ｏ一１２ ９５—９６ ９８．５
离 子膜 法
４４３６
０．８
４．６４ ３０—３５ ９８．５—９９ ９９．９
单槽面积 设计 电流 密度 运行 电流密度 阳极寿命
氯碱 行 业 及 离 子 膜 电解 技 术 的 发 展 ，促 进 了 离 子 膜 电解 槽 装 置 的 更 新 换 代 ，不 同 类 型 的 离 子 膜 电解 槽 不 断 出 现 ，如 美 国某 公 司 的 零 极 距 单 极 槽 和有 间距 的复极 槽 ， 日本旭 化成 的ＮＣＳ复 极槽 ，
缺 点
产 ｜『ｆＩ ｛Ｉ含 汞 ， 污 染 严 重 棉 废 物 污 染 严 重
新型电解槽在氯碱生产中的应用效果评估
新型电解槽在氯碱生产中的应用效果评估新型电解槽是在氯碱生产过程中用于电解氯化钠（NaCl）制取氢氧化钠（NaOH）和氯气（Cl2）的设备。
相比传统的电解槽，新型电解槽具有更高的效率和更低的能耗。
本文将对新型电解槽在氯碱生产中的应用效果进行评估。
首先，新型电解槽在氯碱生产中具有更高的效率。
传统的电解槽通常采用气氛法或池法进行电解，而新型电解槽采用膜法进行电解。
相比于传统的电解槽，膜法电解可以降低电流密度，减少电解产生的热量，从而提高电解效率。
实际生产中的数据显示，新型电解槽的效率可以达到90%以上，相比传统的电解槽提高了10%以上。
这意味着新型电解槽在相同的时间内可以生产更多的氢氧化钠和氯气，提高了产量和效益。
其次，新型电解槽在氯碱生产中具有更低的能耗。
传统的电解槽在电解过程中需要消耗大量的能量，而新型电解槽采用膜法电解可以降低能耗。
原因在于，膜法电解可以降低电压降和电流密度，减少电解过程中的能量损耗。
实际生产中的数据显示，新型电解槽的能耗可以比传统的电解槽降低20%以上。
这意味着新型电解槽可以降低氯碱生产的成本，提高经济效益。
此外，新型电解槽在氯碱生产中还具有其他优点。
首先，新型电解槽不需要添加其他助剂，相比传统的电解槽更环保。
传统的电解槽通常需要添加助剂来提高电解效率，而新型电解槽采用膜法电解可以直接进行电解，不需要添加助剂，减少了对环境的污染。
其次，新型电解槽具有更小的体积和更短的装备周期。
相比传统的电解槽，新型电解槽的体积更小，占地面积更小，装备周期更短，节省了工程投资和运营成本。
总结起来，新型电解槽在氯碱生产中具有更高的效率、更低的能耗和其他优点。
实际生产中的数据显示，新型电解槽可以提高氯碱生产的产量和效益，降低生产成本，提高环保性能。
因此，新型电解槽在氯碱生产中的应用效果非常显著。
随着科技的不断发展和技术的不断改进，相信新型电解槽在氯碱生产中的应用将会越来越普遍，对整个行业的发展将产生积极的推动作用。
低能耗电解槽在氯碱工艺中的应用技术研究
低能耗电解槽在氯碱工艺中的应用技术研究低能耗电解槽在氯碱工艺中的应用技术研究氯碱工艺是指使用电解的方式，通过电解产生氯气、氢气和氢氧化钠等重要化工原料的过程。
氯碱工业在全球范围内都起到了重要的作用，但同时也带来了一系列的环境问题，如高能耗、高碳排放等。
为了解决这些问题，研究开发低能耗电解槽技术成为了目前氯碱工业的一个重要课题。
低能耗电解槽是指通过改进电解槽的结构和运行方式，降低电解过程中的能耗，并提高产品的质量和产量。
在氯碱工艺中，主要存在两种类型的电解槽，即氯碱盐湖法和膜法。
下面将分别介绍这两种电解槽的低能耗技术研究。
首先是氯碱盐湖法。
氯碱盐湖法是以海水或盐湖水为原料，通过电解产生氯气、氢气和氢氧化钠等产品。
但这种方法存在着能耗高、产氯效率低等问题。
目前，针对氯碱盐湖法电解槽的低能耗技术主要包括以下几个方面的研究。
一是改进电解槽结构。
传统的氯碱盐湖法电解槽采用的是池式电解槽，而研究发现，在采用多汇流、多孔板和多级加压的方式改进池式电解槽结构后，能够提高氯气的产量，并降低电流密度和能耗。
二是调整电解条件。
通过研究不同的电解条件对能耗的影响，发现在较低的电流密度和较低的温度下，能够显著降低能耗。
此外，合理调整电解槽电流分布和氯碱比例，也可以有效地降低能耗。
三是改进电解液。
研究发现，改变电解液中的结构或添加特定的络合剂和促进剂，可以提高电解过程中的产氯效率，从而降低能耗。
其次是膜法。
膜法是一种使用离子交换膜分隔阴极和阳极的电解槽。
相对于氯碱盐湖法，膜法具有能耗低、产品纯度高的优势。
但由于膜的选择和膜污染等问题，仍然存在一些亟待解决的难题。
目前，对膜法电解槽的低能耗技术主要包括以下几个方面的研究。
一是膜材料的选择和改进。
目前常用的离子交换膜有氟碳酸树脂膜和氢氧化铁膜等。
研究表明，采用新型的离子交换膜如多孔膜和复合膜，能够降低电解槽中的电阻，从而降低能耗。
二是膜操作和膜清洗技术的改进。
膜的选择和清洗是影响膜法电解槽能耗的重要因素。
中国氯碱离子膜研发进展
Dyfion，Y＝ 2.244+0.217CD
3.0
2.5
2.0 0 1 2 3 4 5 6 7
电流密度CD(kA/m2)
85℃，200克/L NaCl；50cm2实验槽
电流效率及电压特性
Ca2+耐受性，Ca2+=0.2ppm
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
－■－对照膜1 －●－对照膜2 －▲－Dyfion
研发进展
本项目从基础理论研究开始，以初级原料为起 点，成功地解决了制备全氟离子交换膜所需的一系 列关键材料，涉及多领域、多学科的科学难题、技 术难题、装备难题和工程难题，获得了大量、多领 域的原始创新。 申请了100多项发明专利，已经授权30多项。
制备全氟磺酸树脂和全氟羧酸树脂 的高纯四氟乙烯装置
3.99 3.97 3.92 3.89 3.95 3.94
2323 2340 2361 2342 2345 2337
操作条件：4.5kA/m2，活性阴极，0极距，205g/L阳极液，85－90度
电解产物质量
氯气中氮气 氯气中氢气 氯气中氧气 氯酸盐 碱中 含盐含量 0.07 % 0.01 % 0.2 % 0.002 % 0.004 % < 1% < 0.1% < 1% <0.002% <0.007%
磨擦损耗
40
30 磨 耗 损 失
DongYue
20
N966 F-8020 N2030
/mg 10
0 ASTM标准 D 1044-99
耐折度
至 膜 断 裂 时 所 进 行 的 连 续 拉 伸 次 数 350 300 250 200 150 100 50 0 ASTM标准 D2176-97a(2002)
离子膜法烧碱生产复极式电解槽电压研究
离子膜法烧碱生产复极式电解槽电压研究离子膜法烧碱生产复极式电解槽电压的研究涉及到电化学、化学工程等多学科知识。
在研究中，需要考虑到离子膜的性质、电解液的配比、电解槽结构的参数等各种因素对电压的影响。
电解过程中，电解液中的钠离子和水分子在负极上还原生成氢气和氢离子，而氢离子会穿过离子膜到达正极。
在正极上，钠离子与氢离子发生化学反应，生成氢氧化钠和氢气。
这个过程需要消耗一定的电能，因此电解槽的电压对于电解过程的能耗和效率都有着重要的影响。
研究中需要探究离子膜的阻抗、导电率等物理性质，以及电解液在离子膜中的传质特性。
此外，还需要研究电解槽结构参数如电极间距、离子膜间距等对电解效果的影响。
通过实验和模拟方法，可以得出不同条件下复极式电解槽的最佳工艺参数，达到降低能耗、提高产率的目的。
一种实验型氯碱离子膜电解槽[实用新型专利]
![一种实验型氯碱离子膜电解槽[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/89ba00044afe04a1b171deda.png)
专利名称：一种实验型氯碱离子膜电解槽专利类型：实用新型专利
发明人：王学军,高自宏,张永明,张恒
申请号：CN201120048017.6
申请日：20110225
公开号：CN201999996U
公开日：
20111005
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种实验型氯碱离子膜电解槽，包括阴极室槽、阴极垫片、阴极电极网板、阴极垫片、离子膜、阳极垫片、阳极电极网板、阳极垫片和阳极室槽，依次通过法兰密封连接成为一体；阴极室槽侧面上设有氢气及碱液出口和纯水入口分别连通阴极室，阳极室槽上设有淡盐水及氯气出口、二次精制盐水入口、温度计插口、测温点插口；阳极室内置有钛加热管，阴极电极网板、阳极电极网板上均设有整流电源接口，分别与整流电源的负极、正极相连接。
本实验型离子膜电解槽利用电化学电解氯化钠、氯化钾以产生气体和强碱，简单易控，操作方便，可用于离子膜电极的快速测试、离子膜的快速测试。
申请人：山东东岳高分子材料有限公司
地址：256401 山东省淄博市桓台县唐山镇
国籍：CN
代理机构：济南金迪知识产权代理有限公司
代理人：李宝成
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氯碱企业离子膜电解槽新产品开发研究 高荣
氯碱企业离子膜电解槽新产品开发研究高荣摘要：本文主要介绍了氯碱企业离子膜电解槽相关使用状况以及长久使用会出现的问题，并且分析了利用氯碱企业现有离子膜电解槽适合进行开发的几种新产品。
关键词：氯碱；离子膜；电解槽；新产品；前言当前，很多氯碱企业普遍采用离子膜电解槽生产烧碱，主要使用日本旭化成电解槽、旭硝子电解槽和氯工程电解槽。
现以烧碱装置日本旭化成电解槽为例，讲述离子膜电解槽的使用情况，及以现有离子膜电解槽适合开发的几种新产品，主要有四甲基氢氧化铵、丁二酸、香兰素等新产品。
一、离子膜电解槽使用情况某公司离子膜电解槽共有4台，每台有164个复极单元槽框，运行已有3年之久，目前，运行稳定，电流稳定在13.5KA，电压稳定在515.12V，槽温86℃左右，气相压差4KPa，每小时产碱13.5吨左右、液氯10.2吨左右，高纯盐酸4吨左右。
但是随着使用时间的增加，离子膜电解槽会出现电压升高的现象，影响设备的正常运行。
下述文中对离子膜电解槽电压过高的几点原因加以说明。
1.1电解槽温度的差异影响着单元槽电压如果是多台电解槽的装置，只更换其中一台或一部分电解槽的膜，那么更换过新膜的电解槽电流效率就会大大提高，电解性能优于其它旧膜槽，该电解槽的槽内温度会明显比旧膜槽低，其电解电压被电解温度所影响。
相关数据表明，电解槽温度每降低l℃，单元槽电压就会升高10 mv左右。
在同一循环体系统中，一般新膜槽会比旧膜槽温度低2~4℃左右，假如受此影响，新膜单元槽电压可能会虚高显示30~50 mv，这种情况很常见。
此时，应注意适当提高新膜槽、降低旧膜槽的运行电流，从而达到新旧膜槽运行温度满足生产运行方案的平衡，将新膜槽效率高电耗低的性能优势有效的发挥出来，减小或避免旧膜槽效率低电耗高的缺点，有效地提高经济效益，降低运行成本。
事实上，以上温度平衡运行方案的应用，对新膜槽电流提高后的电压并没有明显的变化，因为本应上升的槽电压部分抵消了槽温上升后降下来的电压，而旧膜槽电流降低后电压却会明显下降，这样便有效地降低了装置的整体电耗和运行成本。
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氯碱企业离子膜电解槽新产品开发研究
摘要：本文主要介绍了氯碱企业离子膜电解槽使用情况，分析了利用氯碱企业现有离子膜电解槽适合进行开发的几种新产品。
关键词：氯碱；离子膜；电解槽；新产品
目前，氯碱企业大多采用离子膜电解槽生产烧碱，主要使用日本旭化成电解槽、旭硝子电解槽和氯工程电解槽。
现以年产10万吨烧碱装置日本旭化成电解槽为例，讲述离子膜电解槽的使用情况，及以现有离子膜电解槽适合开发的几种新产品，主要有四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、丁二酸、聚苯硫醚、氯化石蜡、对氨基苯酚和香兰素等新产品。
一、离子膜电解槽使用情况
我公司离子膜电解槽共有4台，每台有164个复极单元槽框，运行已有3年之久，目前，运行稳定，电流稳定在13.5KA，电压稳定在515.12V，槽温86℃左右，气相压差4KPa，每小时产碱13.5吨左右，液氯10.2吨左右，高纯盐酸4吨左右。
二、新产品开发
为了提高公司生产效益，调整产品结构，拉大产业链条，经多方调查，结合公司电解槽实际情况，发现适合开发的新产品主要有四甲基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵、丁二酸、聚苯硫醚、氯化石蜡、对氨基苯酚和香兰素等新产品。
1.四甲基氢氧化铵
1.1 物理化学性质
简称TMAH，无色结晶（常含三、五等结晶水），极易吸潮，有一定的氨气味，具有强碱性，在空气中能迅速吸收二氧化碳，形成碳酸盐为有机强碱，具有较强的腐蚀性。
通常制10%、25%的水溶液，含5分子结晶水的四甲基氢氧化铵为无色潮解性针状结晶，熔点63℃，沸点120℃，加热到沸点时易分解成三甲胺和甲醇，比重1.00（25/4℃）。
1.2 生产方法
离子膜电解法是将电解和离子膜结合在一起，得到高纯度的TMAH，能够满足电子工业的应用要求。
具体应用时，此方法根据所选用的阳离子膜或阴离子膜以及用离子膜的数量，选用不同的电解槽。
应用一张离子膜的电解槽称为两室一膜电解槽，应用一张阳离子膜和一张离子阴膜的电解槽称为三室两膜电解槽，要得到纯度更高的TMAH溶液可以再增加阴阳膜的数量。
根据我公司现有离子膜电解槽可以直接使用，只需更换适合生产TMAH的阳离子膜，可以在确保烧碱正常生产的同时，先使用一台电解槽进行试验。
2.香兰素
2.1 用途
香兰素（Vanillin），又名香草醛，为一种广泛使用的可食用香料，可在香荚兰的种子中找到，也可以人工合成，有浓烈奶香气息。
广泛运用在各种需要增加奶香气息的调香食品中，如蛋糕、冷饮、巧克力、糖果；还可用于香皂、牙膏、香水、橡胶、塑料、医药品。
2.2 生产方法
通过使用电解槽电解草酸，生成乙醛酸之后合成生成香兰素。
乙醛酸法：在乙醛酸溶液中依次加入愈创木酚、氢氧化钠溶液和碳酸钠，并在30～33℃下缩合生成3-甲氧基-4-羟基苯基羟乙酸。
用溶剂萃取出未反应的愈创木酚后，加入氢氧化钠溶液，在问硝基苯磺酸和氢氧化钙存在下，加热至100℃进行氧化裂解得香兰素。
氧化产物经中和后用二氯乙烷萃取香兰素，粗品经减压蒸馏和重结晶提纯得成品。
亚硝基法将30%的盐酸166kg和水200kg加入反应釜，冷却至l0℃后，在2h内滴加二甲基苯胺61.5kg，温度不超过25%，之后继续搅拌20min。
冷却至6℃后滴加75kg亚硝酸钠配成的25%的水溶液，温度控制在7～10℃下继续搅拌1h。
滤出对亚硝基二甲基苯胺盐酸盐，再加入一定量的乙醇和浓盐酸，以稀释固体，得对亚硝基二甲基苯胺。
3. 丁二酸
3.1 用途
主要用于制备琥珀酸酐等五杂环化合物。
也用于制备醇酸树脂（由丁二酸生产的醇酸树脂具有良好的曲挠性、弹性和抗水性。
）、油漆、染料（丁二酸的二苯基酯是染料的中间体，与氨基蒽醌反应后生成蒽醌染料。
）、食品调味剂（丁二酸还可作食品酸味剂用于酒、饲料、糖果等的调味。
）、照相材料等。
医药工业中可用它生产磺胺药、维生素A、维生素B等抗痉挛剂、松痰剂、利尿剂和止血药物。
作为化学试剂，用作碱量法标准试剂、缓冲剂、气相色谱对比样品。
还可用作润滑剂和表面活性剂的原料。
主要用于制取丁二酸酐、丁二酸酯类等衍生物，用作涂料、染料、粘合剂、药物等的原料。
3.2 生产方法
电解氧化法，苯酐与硫酸和水按1：0.5：4比例，在电解槽中电解，可得丁二酸。
电解法合成的原料为顺丁烯二酸或顺酐，阴、阳极液用稀硫酸，由阳离子膜隔开，阴、阳极一般均用铅板，通常用板框式电解槽合成。
三、结论
为了改变氯碱企业目前单一的产品结构，提高产品附加值，利用现有电解槽开发新的产品是一种很好的选择。