国内烧碱情况及生产技术概括

国内烧碱情况及生产技术概括

陈银星

（应用化学1241班；学号：2012084117）

摘要:国内烧碱主要用于轻工业、化工、纺织和医药等，生产方法以隔膜法和离子膜法为主。简略的介绍了国内烧碱产量、市场价格、消费、进出口情况及隔膜工艺和离子膜工艺的技术概括。虽然离子膜法生产技术是目前世界上最先进、最节能和最节省投资的方法,但中国尚不能生产离子膜,导致国内离子膜烧碱生产并不经济,因此我国应尽快将离子膜国产化，让氯碱行业进一步发展。

关键词: 烧碱；情况；生产技术；隔膜；离子膜

1国内烧碱情况

烧碱是一种重要的氯碱产品，主要用作化工原料，广泛应用于造纸、纺织、人造纤维、肥皂与洗涤剂、炼铝、玻璃、橡胶、塑料、农药、医药和石油炼制等领域，在国民经济中占有重要地位[1]。

1.1产量情况

近年来，我国烧碱产业发展迅速，生产能力从2004年的1190.0万吨发展到2007年的2181.0万吨，2008年产能进一步增加到2472.0万吨，同比增长13.34%[2]。生产厂家遍布除西藏、海南以外的全国29个省、市、自治区。其中上海氯碱化工股份有限公司是目前我国最大的烧碱生产厂家，其生产能力达到78.0万吨/年，约占全国烧碱总生产能力的3.16%;其次是天津大沽化工股份有限公司，生产能力为56.0万吨，约占总生产能力的2. 27%;再次是浙江巨化股份有限公司，生产能力为46.0万吨/年，约占总生产能力的86%[3]。

1.2市场价格情况

2006年烧碱市场总体趋势是:华南市场不断有北方货物到达，市场也会因此波动频繁;华东地区将成为各企业重点争夺的消费区域，山东省的货物仍将大量销往江浙地区;在华北地区，天津的片碱市场将受到内蒙古、山西等地货物的影响，片碱出口量会进一步增加;东北、西南等地区因为地理位置独特，市场相对独立，受外地货物的影响较小。华北及山东、江苏等地仍是国内烧碱产量相对比较集中的地区，该区域的烧碱市场价格将对国内烧碱市场价格起到一定的风向标作用。新疆、内蒙古等西部地区的货物，凭借其成本方面的

优势，也将对国内烧碱市场价格形成一定的冲击[4]。

2008年以来，我国烧碱市场价格一直处于高位且走势相对较为平稳，年初至年末价格去起落幅产品价格大幅度跳水的情况下，我国32%离子膜法烧碱折纯出厂价格依然维持在2200-2400元/吨，50%离子膜法烧碱折纯出厂价格在2400-2600元/吨，99%片碱出厂价格超过3500元/吨，与上半年基本持平。而原盐等原辅材料价格的走低，无疑大幅度压缩了烧碱企业的生产成本，扩大了烧碱产品的利润空间。2008年，对于大多数化工产品而言，由于受到世界金融危机的影响，市场价格变化很大，但相对而言，烧碱市场受金融危机冲击却较小，依然保持比较强势的运行状态[5]。

1.3消费状况

近年来，我国烧碱的消费量不断增加。2003年我国烧碱的表观消费量为913.21万吨，2006年耀加到1381.39万吨，2008年表观消费量增加到1646.70万吨，同比减少约2.09%。2003-2008年我国烧碱主要用于造纸、化工、纺织印刷、轻工、氧化铝、钢铁、制药等领域。其中，造纸行业是烧碱消费的第一大户，消费量约占总消费量的25% ,其次是化工领域，耗烧碱量约占23%，纺织印染业耗碱量位于第三，约占总消费量的19%，氧化铝行业耗碱量占9%，日化轻工行业占7%，制药行业占5%，水处理行业占4%，钢铁行业占4%，其他行业(石油、军工等)占4%。表观消费量的年均增长率约为12.51%[6]。

在轻工业中，造纸行业用碱量一直居各行业之首；轻工业现用烧碱量在160万t/ a以上。化学工业耗用烧碱约125万t/a。纺织工业耗用烧碱总量约95万t/a。其它方面:医药工业，如医用树脂、有机硅树脂等也需用烧碱和氯气，现医药工业用烧碱量约30万t/ a 以上。冶金工业、电解金属、电镀、金属热处理、矿产处理等也耗用大量烧碱和盐酸。现冶金工业需烧碱量在30万t/ a以上[7]。

1.4进出口情况

随着国内烧碱产能的扩大，烧碱资源由供应偏紧到供应过剩，国内生产企业积极开展国际化经营，扩大烧碱出口。近年来，我国烧碱的进口量逐年减少，出口量持续大幅增长，特别是液体烧碱表现得更为明显。2000年我国烧碱的进口量为4.64万吨，2002年达到11.48万吨，创历史最高记录。此后，进口量开始逐年减少。2003年进口量为10.47万吨，2006年为2.69万吨。2008年我国烧碱的进口量为2.01万吨，同比减少约37.96%。其中固体烧碱的进口量为1.48万吨，同比减少26.73%;液体烧碱的进口量为0.53万吨，同比减少约6.56%[8]。

2国内烧碱生产技术概括

中国烧碱生产以隔膜法和离子膜法为主, 水银法和苛化法几乎被淘汰，下面是对两种生产技术工艺的概括。

2.1隔膜工艺

对于食盐电解制烧碱工艺来说,电解槽隔膜应具有较高的机械强度、较低的电阻、良好的耐酸和耐碱性能、适度的盐水渗透性等特点。而普通的石棉隔膜是无法适应的,因此改性隔膜应运而生[9]。国外采用的HAPP、TAB等改性隔膜早已应用于制碱工业，中国内引进的MDC-55型电解槽也采用了SM系列改性隔膜,但价格较贵。在电解过程中,随着时间推移,普通隔膜膨胀率最高可达800%,会使膜电阻增加,而改性隔膜经过热处理后,使膜变得紧固、强度增加、膜的厚度可适当减薄,且膨胀率不到25%,使用后膜电阻增加较小,隔膜电压降降低,电槽可在高电流密度下运行。目前国内研制的改性隔膜主要有两类:一是由上海有机氟研究所开发的60%聚四氟乳液隔膜改性剂的改性隔膜制碱技术,1984年开始工业化运行。这种改性石棉隔膜的三维或三维网状构造有效制止了石棉的溶胀,从而有效地控制了氯中含氢量的上升,一般氯中含氢保持在0.2%以下,且槽电压平均可降低0.1~0.2 V,节电90 kW·h/(t·NaOH)。但是,这种改性隔膜对入槽盐水质量变化特别敏感,且抗电流负载波动上也有明显弱点,为此上海天原化工厂20世纪90年代初研制成另一种“类纤维”的隔膜改性剂投入使用运行。该类纤维改性隔膜的性能特点与美国西方石油公司的SM2聚合物纤维改性剂类似,国内推广前景广阔。试验表明,在相同的操作工况下,其膜电阻低,电流效率高,电槽电压可降0.15 V左右,且使用周期长,耐电流负荷波动,生产适应性好[10]。

2.2离子膜工艺

目前,全世界只有杜邦、旭化成和旭硝子公司能生产电解烧碱用离子膜。这3种膜在国内都已引进使用。这3家离子膜产品均是氟纤维增强的全氟羧酸磺基复合膜,只是在离子膜的结构设计上略有区别。不同的电解槽结构对不同离子膜性能影响也不同[11]。厂家选择离子膜时,不仅要关注离子膜价格和性能,还应关注所用电解槽性能及工艺条件,以得到膜与槽的最佳配合。一般来讲,杜邦膜的寿命较长,旭硝子膜阴极电流效率高;杜邦膜平均槽电压较高。但国内由于对膜的性能掌握还不够充分,各种膜使用寿命均相差不多,且比国外使用寿命周期短得多国内离子膜烧碱蒸发引进的技术和设备多为三效逆流降膜技术设备,汽耗为0.4~0.6t/(t·NaOH),国产的双效或升膜式蒸发汽耗为0.8~1.5 t/(t·NaOH),而隔膜法碱除沈阳化工厂、衢州巨化集团采用三效逆流[汽耗为2.8~3. 0t/(t·NaOH)]、齐鲁氯碱厂引进四效逆流[汽耗为2.1t/(t·NaOH)]外,绝大部分厂家采用两效或三效顺流或三效四体二段蒸发,汽耗一般为 3.5~5t/(t·NaOH)。离子膜法制碱直流电耗一般比隔膜法低150~200 kW·h/(t·NaOH),动力电耗一般低100kW·h/(t·NaOH)。国外离子膜制碱投资比隔膜法低15%~25%,由于国内离子膜烧碱生产装置和技术是引进的,其投资反而比隔膜法高,而且因离子膜寿命短及更换费用高,其运行成本也并不比隔膜法低,甚至比隔膜法高。无论国内还是国外,电解出来的氯气一般都先经过钛冷却器冷却,然后经过三塔逆流,并用浓硫酸(98%)脱水,再压缩冷凝成液氯或干燥氯气直接供其它产品使用[12]。

总结

目前,我国的离子膜还没有国产化,所有离子膜电解槽需要的离子膜全部从国外进口,离子膜的价格居高不下,致使我国离子膜法烧碱的生产成本也比国外同类企业高得多。国

内的离子膜法烧碱与隔膜法烧碱比较,在成本和效益上还不明显,加之离子膜法烧碱生产装置的投资费用比隔膜法烧碱生产装置要高得多,而目前我国烧碱的生产发展还存在一定的盲目性[13]。虽然离子膜法生产技术是目前世界上最先进、最节能和最节省投资的方法，但却由于中国尚不能生产离子膜，需要引进，使膜价格较高，导致中国离子膜烧碱生产并不经济。并且因中国氯碱企业对离子膜使用性能掌握不够，也影响膜的寿命。因而我国应新建氯碱企业,建设离子膜法烧碱生产装置,提倡氯碱生产企业扩能多选用隔膜法生产工艺[14]。

参考文献

[1] 陆惠珍.国内外烧碱工业现状及发展[C].氯碱工业,2002,(11):10-36.

[2] 蔡春艳.1999~2000年国内氯碱工业综述[J].氯碱工业,2001,(10):1-14.

[3] 刘自珍.我国氯碱工业未来的发展方向及新的发展思路[J].氯碱工业,2001,(9):1-7.

[4] 莫晓茹,张燕.烧碱企业应对市场变化[J].中国化工信息,2001,(42):6.

[5] 叶由忠.国内外烧碱市场展望[J].中国化工信息2009,(12):1-23.

[6] 高旭东.我国烧碱工业状况与发展趋势[J].氯碱工业,2002,(10):1-8.

[7] 王文武,我国隔膜法烧碱的生产状况与发展方向[J].氯碱工业,2009,(2): 3-9.

[8] 孙勤.创新是我国氯碱工业生存与发展之魂[J].氯碱工业,2005,(12):4-10.

[9] 化工部化工司.氯碱生产技术(上册)[M].北京:化学工业出版社,1985.

[10] 刘自珍.我国金属阳极隔膜法烧碱发展现状与对策[J].中国氯碱,2003,(1):1-4.

[11] 殿彬.离子膜法制碱生产技术[M].北京:化学工业出版社,2008.

[12] 李树霞,夏红.离子膜烧碱控制系统国产化改造[J].中国氯碱,2009,(11): 34-34.

[13] 程殿彬.国内离子膜电解法与隔膜电解法烧碱将在相当长的时期共存[J].氯碱工业,2004,(1):1-3.

[14] 程殿彬,胡彦军.国内烧碱成本比国外高的原因及缩小差距应采取的措施[J].氯碱工业,2003,(1):1-10,12.