全球氯碱行业特点

氯碱行业生产特点

凡是以电解食盐水溶液生产烧碱（氢氧化钠）的企业统称为氯碱企业。以其它方法生产烧碱的企业，例如：苛化法生产烧碱的企业不在此列。之所以称为氯碱企业，是因为电解食盐水生成氯气和烧碱，简称“氯碱”。氯碱行业是基础化工行业，烧碱是重要的基本化工原料，氯气也是重要的化工原料，但是，由于氯气是剧毒性气体，不便储存和运输，所以，一般氯碱厂除生产一部分液氯出售外，将大部分氯气制成“氯产品”。以氯气为原料制成的产品统称为“氯产品”，氯产品的品种较多，目前大约有３００余种。

一、我国氯碱工业的发展过程

生产烧碱和氯气有着悠久的历史，工业上采用电化学法始于１８９０年。我国的氯碱工业到２０世纪２０年代才开始创建，解放前发展较为缓慢，到１９４９年仅有氯碱厂九家，每年总产量不过１．５万吨，相当于现在一个大厂产量的１＼２８。

我国第一家生产厂是上海天原电化厂，１９３０年正式投产，采用爱伦－摩尔式电解槽（Allen －Moor），日产烧碱不过２吨，氯产品有盐酸和漂粉日产各３吨，七年以后，从国外引进了KML 爱伦式电解槽，日产烧碱达到１０吨左右。抗日战争爆发，上海被日本侵略军占领，天原电化厂迁往重庆。１９３２年，国民党伪国防部兵工署在河南巩县兵工厂建了一个氯碱生产系统，采用沃斯式（V orce)电解槽，氯产品有盐酸和液氯，抗日战争爆发后该厂迁往四川泸州，称为二十三兵工厂。１９３５年，当时的“西北实业公司”在太原建了西北电化厂，１９３７年投产，采用的是西门子式电解槽，日本侵华后改为太原电化厂即现在的太原化学工业集团公司。１９３８年筹建，１９４０年投产了沈阳化工厂，产品有烧碱、漂粉和盐酸。１９３９年华北化学公司汉沽化工厂投产，产品有烧碱、氯化镁、氯化钾和溴素等。１９４２年又投产了汉沽化学厂，解放后两厂合并为天津化工厂。１９４３年建了大沽化工厂，１９４７年又建了青岛化工厂。

全国解放以后，氯碱工业得到欣欣向荣的发展，尤其是改革开放以来，可以说是飞速发展，例如：河北沧州化工实业集团有限公司，２０年生产能力增长１０倍。

在生产技术和生产设备方面，前期发展较为缓慢，直到２０世纪７０年代才得到多项重大突破：１．采用了金属阳极，打破了多年使用传统的石墨阳极的僵局。与石墨阳极相比，降低了电耗、减少了维修费用、提高了生产能力、减少了污染。２．改进了隔膜材质，延长了隔膜寿命并且降低了槽电压。３．改进了电解槽结构和材质，明显提高了生产能力。４．诞生了离子膜电解槽，可以说是电解设备发展史上的一次飞跃。生产设备大大强化，同时轻而易举的获得高纯碱。目前国际离子膜法烧碱已占烧碱总量的５０％。

二、我国氯碱行业现状

国内现有大小氯碱企业１８０家左右，前４０名生产厂家及产量见下表：

电解法生产氯碱主要是采用隔膜法，在２０世纪９０年代以前，为了获得高纯度的烧碱有的采用水银法，如：天津化工厂，但是水银法污染严重目前已经淘汰。新发展起来的离子交换膜法二十世纪７０年代中期开始工业化，它具有烧碱纯度高、无公害、建设费用省、成本低等优点。

三、烧碱生产过程简介

（一）隔膜法生产氯与烧碱

１．电解主要原料及其规格：

饱和精盐水：

NaCl３１５克／升

MgO+CaO ＜０.０１克／升

Na2SO4＜5 克／升

PH 3－４

２．电解消耗定额（以一吨１００％NａOH计）：

原盐１.5吨(100%NaCl)

直流电(电解) 2400度

动力电 80度

硫酸 13 Kg(98%H2SO4)

盐酸 29 Kg(100%HCl)

冷却、冷冻水 40 ｍ3

３．电解反应原理：

电解是借助于直流电流来进行化学反应的过程。隔膜法电解就是用隔膜电解槽来进行生产。当直流电通过电解槽中食盐水溶液时，在阳极上产生氯气，在固体铁阴极上产生氢气。阴阳极之间用多孔性的石棉或聚合物制成的膜隔开，总的化学反应如下：

NａCｌ＋H２O－→１／２Cｌ２＋１／２H２＋NａOH

阳极反应：Cｌ－－→１／２Cｌ２↑＋ｅ

阴极反应： H２O + ｅ－→OH－＋１／２H２

式中ｅ为电子，Cｌ－为氯离子（阴离子）。

４．蒸发主要原料及规格：

电解液

NａOH 125～135克／升

NａCｌ190～210克／升

Nａ２SO４４～６克／升

NａCｌO３0.05～0.25克／升

５．蒸发消耗定额：

由电解液蒸发制成一吨含５０％NａOH的液碱（每吨折合１００％NａOH）蒸汽消耗：

三效约２.8吨

四效约2.3吨

６．工艺流程简图

７．流程说明（仅盐水电解部分）

原盐加入溶盐桶，用各种含盐杂水、洗水及冷凝液等进行溶解。饱和粗盐水经加热后流入反应槽，在此加入精制剂烧碱、纯碱，再进入混合槽加入助沉剂（苛化淀粉或聚丙烯酸钠），自流入澄清桶。清盐水溢流到盐水过滤器（自动反洗式砂滤器）。出来的精盐水经预热器加热到６５～７０°C，送入重饱和器，饱和精盐水加热后进入PH调节槽，加入盐酸调整到

PH＝３～５后，送入进料盐水槽。再用泵送到电槽室（或高位槽自流）分别进入各台电解槽的阳极室。电解时阳极放出氯气由槽盖上的出口汇集去氯气冷却干燥工序。阴极生成的氢气由阴极室上的出口经断电汇集于氢总管去氢气冷却精制工序。生成的电解液含NａOH１１～１２％由阴极箱下部出口经滴流断电集中后流入地下电解液槽，然后送蒸发工序。

（二）离子膜法生产氯与烧碱

离子膜法是电解食盐水溶液制造氯气和高纯度烧碱的新方法。使用一种不浸透性的阳离子交换膜，隔开阳极室与阴极室。膜本身只允许钠离子（Nａ＋）通过去阴极室，而阻止氯离子（Cｌ＿）、次氯酸根（CｌO＿）、氯酸根（CｌO３＝）等阴离子通过。所以在阴极室可以得到高纯度的烧碱。离子膜法生产的工艺过程和生产原理与隔膜法大同小异，这里只把两种方法生产的产品作一比较：