烧碱得制备工艺简介 烧碱得制备方法有两种:苛化法与电解法。现代工业主要通过电解饱与NaCl溶液来制备烧碱。电解法又分为水银法、隔膜法与离子膜法,我国目前主要采用得就是隔膜法与离子膜法,这二者得主要区别在于隔膜法制碱得蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。 目前国内得烧碱生产主要采用得就是离子膜电解法生产烧碱,我们主要针对离子膜电解法介绍烧碱得制作工艺，并简要讨论工艺中得能耗情况。原料为粗盐(含大量杂质得氯化钠）,根据生产工艺中得耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产与废气吸收工序等七个流程。 据测算，电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序得分布如下: 整流2、0%;盐水精制3、９% ; 电解5３、2%;氯氢处理１、２%；液碱蒸发25、1%;固碱生产1４、6%。从上述可知，电解与液碱蒸发就是主要耗能工序。电解工序中得电耗约为吨碱电耗得90%,碱蒸发中得蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗得74%以上。 图1?烧碱工艺总流程示意图 1整流： 整流就是将电网输入得高压交流电转变成供给电解用得低压直流电得工序,其能耗主要就是变压、整流时造成得电损,它以整流效率来衡量。整流效率主要取决于采用得整流装置,整流工序节能途径就是提高整流效率。当然减少整流器输出到电解槽之间得电损也就是不容忽略得。 2盐水精制: 将工业盐用水溶解饱与并精制(除去Ｃa2＋、M g2+、Ｓ 02-4等有害离子与固体杂质）获得供电解用精制饱与盐水,就是盐水精制工序得功能。 一次盐水精制: 采用膜过滤器(不预涂） 1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理 5-液碱蒸发 6-固碱生产
离子膜烧碱装臵工艺培训课件 一、装臵简介 巴陵石化环氧树脂事业部有二套离子膜烧碱生产装臵，一是1993年建成投产采用日本旭化成公司强制式循环电槽工艺的20000t/a离子膜装臵，一是2001年12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺的50000t/a离子膜装臵。 二、烧碱制碱技术的发展历程 烧碱从电石法、水银法、隔膜阳极法发展到离子膜制碱技术。 离子膜烧碱制碱技术是十九世纪60年代开始进入工业生产，最早由美国杜邦、日本旭化成、西欧伍德等化工公司实现工业生产。主要是膜和相应电解槽的发展决定离子膜制碱技术。 膜和电解槽的发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步的，目前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，我国去年开始山东东岳集团才开始生产出用于强制循环的膜。电解槽从最开始的单级式电解槽发展到强制循环电解槽、自然循环电解槽、高电密电解槽、零极距电解槽及零极距高电密电解槽。 三、装臵工序简介 装臵分为20000t/a离子膜装臵精制、电解工序、氢处理工序，氯气送50000t/a离子膜装臵氯干燥处理；50000t/a离子膜装臵分为
精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序、蒸发工序、氯气处理工序、氢处理工序。 四、原材料产品简绍 产品性质 30%离子膜烧碱 30%离子膜烧碱化学分子式NaOH，比重约1.3左右，分子量40，凝固点4.65℃，生成热101.99 千卡/克分子，熔点318.4℃、沸点1390℃。30%离子膜烧碱为无色粘状液体，呈强碱性，对皮肤、角膜、动物纤维有强腐蚀性，可吸收氯气和二氧化碳。离子膜烧碱广泛用于造纸、冶金、纺织、无机化工、军工领域，是一种基本无机化工原料。 氯气（Cl2） 氯气化学分子式Cl2，在常温常压下为黄绿色有刺激性气味的有毒气体。密度为3.21，是空气的2.45倍。易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。在常温下，氯气被加压到0.6～0.8MPa或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化为黄绿色透明液体。液氯的密度为 1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属。液氯为第二类危险化学品，人体吸入浓度为2.5mg/m的氯气时，就会死亡。氯气爆炸的危害包括两部分：爆炸本身造成的危害及泄漏的氯气造成的二次危害常温下水中的溶解度为5～7g/l，湿氯气对绝大部分金属具有强烈的腐蚀性。氯气与氢气混合后在温度和光的作用下可
离子膜烧碱工艺 一、工艺流程简介 烧碱目前以离子膜工艺为主。按流程顺序分为一次盐水、二次盐水精制、电 解、淡盐水脱氯、Cl 2处理、H 2 处理等工序。核心工序是二次盐水精制和电解部 分。 盐水一次精制的主要目的是控制悬浮物(SS)与各种杂质离子的含量在要求的范围内，为盐水二次精制作准备。盐水二次精制最主要部分是螯合树脂塔，，使粗盐水经过树脂塔后除去二价阳离子。部分工艺在二次精制中盐水进螯合树脂塔之前设置碳素管或其它类型过滤器，以进一步降低盐水中的悬浮物的含量。电解部分是烧碱制备流程的关键工序，符合电解要求指标的精制盐水流经电解槽时，在一定直流电作用下，离子经离子交换膜的发生迁移，最终在阴极液相形成 烧碱，阳极液相产生淡盐水，阴极气相生成H 2，阳极气相生成Cl 2 。 二、离子交换膜法电解制碱的主要生产流程 工艺流程图 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，通电后H 2O在阴极表面放电生成H 2 ，Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室， 此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH；Cl－则在阳极表面放电生成Cl 2 。电解后的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环利用。 阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e－=H2↑；而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液，但在电解开始时，为增强溶液导电性，同时又不引入新杂质，阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。
三、具体工艺流程 盐水精制单元 工艺简述：饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，使盐水中的悬浮物小于1×10－6，然后进入离子交换树脂塔，进行二次精制，得到满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。其工艺流程简图如图1所示。 ①一次盐水精制 一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段，精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。 bc 精制原理 ①除镁 镁离子常以氯化物的形式存在于原盐中，精制时向粗盐水中加入烧碱溶液生成不溶性的氢氧化镁沉淀。 反应方程式：MgCl 2+2NaOH=Mg(OH) 2 ↓+2NaCl 离子反应方程式：Mg2++2OH-=Mg(OH) 2 ↓ 为使反应完全，控制氢氧化钠过量，本反应速度快几乎瞬间完成，是本工艺中的前反应。 ②除钙 钙离子一般以氯化钙和硫酸钙的形式存在于原盐中，精制时向粗盐水中加入碳酸钠溶液使生成不溶性的碳酸钙沉淀，反应方程式： CaCl 2+Na 2 C0 3 =CaC0 3 ↓+2NaCl CaS0 4+Na 2 C0 3 =CaC0 3 ↓+Na 2 S0 4 离子反应方程式： Ca2++CO 32-=CaC0 3 ↓ 为使反应完全，碳酸钠一般控制过量，本反应速度较慢，反应速度受温度影响较大，一般在50℃左右，在碳酸钠过量情况下需半小时方能
离子膜烧碱工艺流程 https://www.doczj.com/doc/d48774847.html,/thread-437527-1-1.html CAD 邢家悟主编《离子膜法制烧碱操作问答》(化学工业出版社，2009年7月) 第一章盐水精制甲元 1.盐水精制的目的 氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2－等无机杂质，以及细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。 2.盐水精制工艺简述 直至20世纪70年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；目前用于离子膜法电解的盐水精制工艺是在上述方法基础上增加二次过滤和二次精制先进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，使盐水中的悬浮物小于1×10－6，然后进入离子交换树脂塔，进行二次精制，得到满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。其工艺流程简图如图1所示。 第二章电解单元 92.离子膜电解槽电解反应的基本原理 离子膜电解槽电解反应的基本原理是将电能转换为化学能，将盐水电解，生成NaOH、Cl2、H2，如图20所示，在离子膜电解槽阳极室(图示左侧)，盐水在离子膜电
解槽中电离成Na+和Cl－，其中Na+在电荷作用下，通过具有选择性的阳离子膜迁移到阴极室(图示右侧)，留下的Cl－在阳极电解作用下生成氯气。阴极室内的H2O电离成为H+和OH－，其中OH－被具有选择性的阳离子挡在阴极室与从阳极室过来的Na+结合成为产物NaOH，H+在阴极电解作用下生成氢气。 93.离子膜电解槽的类型 离子膜电解槽按照单元槽的结构形式不同，分为单极式离子膜电解槽(图21)和复极式离子膜电解槽(图22)。单极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上只有一种电极，即单元槽是阳极单元槽或阴极单元槽，不存在一个单元槽上既有阳极又有阴极的情况。复极式离子膜电解槽是指在一个单元槽上，既有阳极又有阴极(每台离子膜电解槽的最端头的端单元槽除外)，是阴阳极一体的单元槽。 94.不同类型离子膜电解槽的供电方式 离子膜电解槽的供电方式有两种∶并联和串联。在一台单极式离子膜电解槽内部(参见图23)，直流供电电路是并联的，因此总电流即为通过各个单元槽的电流之和，各单元槽的电压基本相等，所以单极式离子膜电解槽的特点是低电压大电流。
离子膜法烧碱生产安全技术规定 HABOO—2002 2002—05—10 发布2002—10—01 实施 1主题内容与使用范围 1. 1本规定规定了离子膜法烧碱生产过程中物料的安全使用要求、生产安全技术规定、机电设备的安全技术规定、检修的特殊安全要求、劳动保护和劳动环境的安全规定以及消防和现场急救。 1. 2本规定提出的内容仅限于离子膜法工艺装置中共性的安全生产要求，对不同离子膜法工艺装置的各种特殊规定，仍应按相应的规定执行。新建、扩建、改建以及技术改造的离子膜法烧碱建设项目的安全卫生要求，应同时符合《化工企业安全卫生设计规定》。 2引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 HG20571-95《化工企业安全卫生设计规定》 SH3047《石油化工企业职业安全卫生设计规范》 GBJ16-87（2001年版）《建筑设计防火规范》 HGJ-28-90《化工企业静电接地设计规程》 GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 HG23011-1999《厂区动火作业安全规程》 GB11984-89《氯气安全规程》 3物料的安全使用要求 3. 1化盐用水、卤水（井盐）、原盐必须定期或者按批次进行
铵含量分析，以确保电解用的盐水中铵含量符合要求。 3. 2辅助材料中的纯碱、亚硫酸钠和氯化钡、a纤维素，分属 有害品或毒害品；烧碱、盐酸、硫酸等属强腐蚀剂，应定点储存，做好标识。储运系统设计应符合《石油化工企业职业安全卫生设计规范》，储罐周围应设围堰，并用防渗防腐材料铺砌，同时建立相应的管理制度。 生产安全技术规定 4．1 主要安全指标* 4．1．1 入槽盐水 NaCI290- 310g/L 无机铵＜1mg/ L 总铵詔mg/ L Ca"+Mg0.02ppm (wt) 4．1 ．2 入槽纯水 电导率勻0 e/cm 3+ Fe 0.1 ppm (wt) 4．1 ．3 高纯盐酸 HCI 鸟0%( wt) 游离氯屿ppm (wt) Ca++Mg+ 0.3ppm (wt) 3+ Fe <10ppm( Wt) 4．1 ．4 氯气 单槽氯中含氢＜1%( vol )
离子膜烧碱工艺(整理过)要点
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离子膜烧碱工艺 一、工艺流程简介 烧碱目前以离子膜工艺为主。按流程顺序分为一次盐水、二次盐水精制、电 解、淡盐水脱氯、Ｃl 2处理、H 2 处理等工序。核心工序是二次盐水精制和电解部 分。 盐水一次精制的主要目的是控制悬浮物（SS）与各种杂质离子的含量在要求的范围内，为盐水二次精制作准备。盐水二次精制最主要部分是螯合树脂塔，,使粗盐水经过树脂塔后除去二价阳离子。部分工艺在二次精制中盐水进螯合树脂塔之前设置碳素管或其它类型过滤器,以进一步降低盐水中的悬浮物的含量。电解部分是烧碱制备流程的关键工序，符合电解要求指标的精制盐水流经电解槽时，在一定直流电作用下,离子经离子交换膜的发生迁移，最终在阴极液相形成 烧碱，阳极液相产生淡盐水,阴极气相生成H 2，阳极气相生成Cl 2 。 二、离子交换膜法电解制碱的主要生产流程 工艺流程图 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, 通电后Ｈ 2O在阴极表面放电生成H 2 ,Ｎa＋则穿过离子膜由阳极室进入阴极室，此 时阴极室导入的阴极液中含有NａOH；Cl－则在阳极表面放电生成Cｌ 2 。电解后的淡盐水则从阳极室导出，经添加食盐增加浓度后可循环利用。 阴极室注入纯水而非ＮaCｌ溶液的原因是阴极室发生反应为2H++2e－=H2↑;而Nａ+则可透过离子膜到达阴极室生成ＮaＯH溶液，但在电解开始时，为增强溶液导电性，同时又不引入新杂质,阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。
新疆轻工职业技术学院 毕 业 论 文 论文题目：离子膜制碱工艺 系部：化学工程系 班级：三高08化工班 学生：俞晋龙 指导老师：张明峰
目录 前言 (3) 一离子交换膜法制碱的优势及前景 1.1离子交换膜法制碱的优势 (4) 1.2离子交换膜法制碱的前景 (5) 二离子交换膜法制碱的性能和种类 2.1离子交换膜法制碱的性能 (6) 2.2离子交换膜的类型 (7) 三离子交换膜法制碱的基本原理 3.1电解原理 (8) 3.2离子交换膜 (8) 四离子交换膜法制碱的工艺条件的选择及操作控制 4.1盐水质量 (9) 4.2阴极液中的氢氧化钠的浓度 (9) 4.3阳极液中氯化钠浓度 (9) 4.4盐水中加盐酸 (9) 4.5盐水与纯水-淡碱液的供应 (10) 4.6气体压强 (10) 4.7操作温度 (10) 五离子交换膜法制碱工艺流程及主要设备 5.1工艺流程 (11) 5.2离子交换膜电解槽 (12) 六小结 (13) 七参考文献 (14) 八致谢 (15)
摘要：简单介绍了离子交换膜法制碱工艺的优势及前景，通过对隔膜法、汞法、离子膜法的比较得到，离子膜法制烧碱较传统的隔膜法，水银法具有很大优势。另外彻底根治了石棉、水银对环境的污染。因此，离子膜法制烧碱是氯碱工业发展的方向。离子膜法制碱的基本原理是：电解原理。它的工艺条件主要取决与：盐水的质量、氢氧化纳的浓度、氯化钠浓度、盐水与纯水-淡碱液的供应等。工艺流程分为四部分：一次盐水精制、二次盐水精制、电解槽、烧碱蒸发装置。关键词：离子膜、电解、烧碱、电解槽 前言 氯碱工业产品主要有烧碱、氢气、氯气及下游产品，品种超过900多种，广泛应用于轻工、化工、纺织、农业、建材、电力、电子、国防、冶金等各个部门，是我国经济发展与人民生活不可缺少的重要基本化工原料。 离子膜法生产氯碱优点是可节电1/3，成品浓度高，基建占地少，无污染，经济效益好，所产氯碱质量好，成本低，产品性能大大优于隔膜烧碱，能满足轻纺、化纤、造纸、冶金等行业对高质量碱的要求及发展。我国通过引进、消化、吸收和创新，加速了离子膜制碱技术的国产化，目前，技术已取得了突破性进展，具备了从设计施工、开车的全套技术能力，国产复极式离子膜电解槽性能已接近国外先进水平。世界烧碱消费结构中，化学工业所占比例最大，为39%，其次为造纸，占16%。我国烧碱消费以轻工、化工、纺织工业为主，三大行业每年的消费量约占75%。1998年我国烧碱消费量为500万吨，预计2010年将750万吨。目前，世界烧碱生产能力5420万吨，产量4340万吨。我国烧碱生产能力达到680万吨，产量530万吨，居世界第二位。 离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。 离子膜制碱法有许多优点，现在以被关泛应用，很有发展前景。 一、离子交换膜法制碱的优势及前景 1.1 离子交换膜法制碱的优势 离子膜法食盐溶液电解工艺之所以占上风,就其规模而言,大到日产近(3.0
离子膜烧碱的工业分析-----中间产品及副产物分析 离子膜烧碱就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱（即氢氧化钠）。其主要原理是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，即只允许H＋、Na+通过，而Cl－、OH－和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。 离子膜法电解制碱是世界上工业化生产烧碱当中最先进的工艺方法，具有能耗低、三废污染少、成本低及操作管理方便等优点。副产的氯气和氢气，可以合成盐酸，或深加工氯下游产品如PVC、有机硅及甲烷氯化物等。 淡盐水脱氯 淡盐水脱氯有两种工艺路线：一种采用空气吹除法，该法脱氯效果欠佳，从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低，无法汇入湿氯气总管送氯气处理工序，只能由烧碱液循环吸收，制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱氯法，该法脱氯效果较好，通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。建议采用真空法淡盐水脱氯工艺技术。 氯氢处理（含废氯气处理） 1、氯气处理 由电解槽出来的湿氯气，温度高并伴有大量的水蒸气和杂质，具有较强的腐蚀性，必须经过冷却、干燥和净化处理。 氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。 冷却选用填料式洗涤塔，能够较好地除去湿氯气带出的盐雾，填料采用CPVC 花环。氯气冷凝下来的氯水回收送淡盐水脱氯工序。 对于干燥部分，在实践应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方式，比较典型的有： a、一段泡沫塔、二段泡沫塔； b、一段填料塔、二段泡沫塔； c、一段填料塔、二段泡罩塔。 国内采用最多的是填料塔和泡沫塔组合，这是两种典型的塔。 泡沫塔的特点是结构简单、造价低、塔板数多；缺点是操作弹性小、不便于增加硫酸循环量，操作弹性仅为15%，塔板阻力降大，一般为100-200mmH2O， 而且开孔的加工精度、酸泥沉积等因素易影响其操作稳定性。 填料塔操作弹性大，易操作，压降小，但投资大，有效塔板数少。 泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔制碱，塔板数多，压降与泡沫塔相当，操作弹
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/d48774847.html, 离子膜烧碱生产工艺浅析 作者：许明 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第03期 摘要：离子膜法生产烧碱是目前世界上最先进的制碱技术，国内许多氯碱企业虽然也发 现了成套引进的生产工艺存在某些工艺设计不合理、原材料及能源浪费等问题，但由于氯碱生产属于高危生产行业，且离子膜烧碱生产系统自动化程度高、联锁点多、技术复杂，一旦出现失误极易造成严重的安全环保事故和巨大的经济损失等原因，一直没有研究开发出有效的解决办法，致使我国的离子膜烧碱生产工艺一直无大的改进或实质性进展。本文分析了离子膜烧碱生产工艺。 关键词：离子膜；能耗；烧碱；生产工艺 离子膜电解法又称膜电槽电解法，是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法。离子膜电解法是在离子交换树脂（见离子交换剂）的基础上发展起来的一项新技术。利用离子交换膜对阴阳离子具有选择透过的特性，容许带一种电荷的离子通过而限制相反电荷的离子通过，以达到浓缩、脱盐、净化、提纯以及电化合成的目的。这项技术已经用于氯碱的生产，海水和苦咸水的淡化，工业用水和超纯水的制备，酶、维生素与氨基酸等药品的精制，电镀废液的回收，放射性废水的处理等方面，其中应用最广泛、成效最显著的是氯碱工业。在氯碱工业中，利用阳离子交换膜电解槽电解食盐或氯化钾水溶液来制造氯气、氢气和高纯度的烧碱（氢氧化钠）或氢氧化钾。 1 离子膜烧碱生产工艺 1.1 配水 在电解的工序中，需要脱离掉淡盐水中多余的硫酸根。被输送到一次盐水工序的淡盐水包含两个部分：第一部分便是流经自动控制的装置调节出的盐水；第二部分是存储在储槽中的上清液（已经沉淀处理）。从其它的工序中回收出来的水，调节所用的水和盐泥中排滤出的滤液，经过一定比例的调和就形成了化盐水。 1.2 化盐和盐水的精制 把化盐水的温度调到适合，在盐池的底部经过逆流的方式接触到原盐，在逆流的水流中 添加氢氧化钠溶液同液体中的镁离子发生化学反应，产生沉淀氢氧化镁而被分离出去，有机质也被逐步的分解为较小的分子。经过混合器加压后的粗盐水，会进入预处理器中。在盐水中的小分子和悬浮状的物质就会以沉淀的形式被除去。留在反应槽里面的清盐水经过膜分离之后，合格的还要进行第二次的盐水再精制。螯合树脂就是二次精制中必备的药品。过滤后的一次盐
试论离子膜烧碱工艺中能耗问题 摘要：随着我国经济的不断发展，化工产业也取得了长足的进步。离子膜法是一种新兴的制碱方法，在我国的多个地区都进行了规模化生产，但同时也造成了一种供大于求的局面。大规模的生产造成研发水平滞后，产品耗能水平较高，交换膜使用寿命短的问题开始显现。本文通过对离子膜法烧碱工艺进行介绍，对能耗原因与改善对策进行分析，以降低能耗，提高生产效益，实现产业节能。 关键词：离子膜烧碱工艺能耗效益 1、引言 随着我国化工产业的不断规模化发展，极大地推动了我国经济的进步与社会的发展，做出了积极的贡献。但在化工业不断发展的同时，带来的能耗过大、环境污染以及供大于求的问题开始不断显现。近年来，国家通过不断下达相关政策，积极进行产业结构调整，试图通过技术手段与管理手段对相关产业进行升级。我国能源丰富，但人均却在世界上倒数，要按照可持续发展战略规划要求，就必须要节约资源，降低能源损耗，提高生产效率，在有限的资源中不断提高生产效益。离子膜烧碱工艺中，由于一直从事简单生产，技术革新速度过慢，存在严重的能源损耗问题。通过工艺技术的
不断创新，可以有效降低生产能耗，为生产企业节约成本，提高收效。 2、离子膜法烧碱工艺概述 离子膜法主要是通过利用阳离子交换膜把单元电解槽 进行分隔为阳极室与阴极室，从而使电解产品分开。离子膜电解法是一种新兴技术，通过对阴阳离子选择性透过，可以把带一种电荷的离子进行通过，对异性的离子进行阻挡，从而达到脱盐、净化与合成的目的。目前离子膜法已经应用于氯碱的生产与海水的淡化等领域。在氯碱工业中，利用阳离子交换膜电解槽电解食盐或氯化钾水溶液对生产氯气、氢气与烧碱等。[1] 离子膜法烧碱工艺流程并不复杂，首先是盐水溶液经过精制后，进入阳极室，钠离子在电场作用下通过交换膜向阴极室移动，钠离子与电解水形成的氢氧离子合成为氢氧化钠，在阴极生成氢气。氢化钠在电解完成后，淡盐水将会经脱除深解氯，固体盐重饱和后返回到阳极室，形成盐水回路。 3、离子膜法烧碱工艺能耗存在的问题 3.1电解液电耗能 电解液中很多因素都会影响到耗能问题。另外材料的杂质较多与设备损耗等同时也是能耗居高不下的一大原因。[2]在电解液过程中，电解质在不断地进行电解会增加了大量的杂质，在生产中钙离子、铝离子、钡离子等都会对电解槽的
离子膜法制碱生产技术 全书共分十四章及附录部分。书中全面系统地阐述了盐水二次精制；离子膜电解工艺、电解槽结构、操作条件、脱氧；离子膜碱蒸发、片（固）碱的制备等，同时，详细介绍了高纯盐酸、设备防腐、分析、仪表自控及整流供电过程。附录中介绍了相关设备的技术标准和生产企业。 第一章绪论 第一节离子膜电解制碱的发展过程 第二节离子膜电解制碱的特点 第三节离子膜电解制碱的现状 第二章盐水二次精制 第一节盐水二次精制的目的和指标 第二节盐水二次精制的流程 第三节螯合树脂处理盐水 第四节二次盐水精制岗位操作及事故处理 第三章离子膜电解原理和工艺流程 第一节电解原理 第二节工艺流程 第四章离子膜电解解槽 第一节离子膜电解槽的结构设计 第二节离子膜电解的槽的分类及及性能 第三节离子膜电解槽技术的发展趋势 第五章离子膜电解工艺操作条件和岗位操作 第一节离子膜电解工艺操作条件 第二节离子膜电解岗位操作 第六章离子交换膜 第一节全氟离子结构、特性及其要求 第二节各种膜简介 第三节离子膜的经济寿命 第四节离子膜在国内使用情况 第五节膜损伤的原因和预防措施 第七章除氯酸盐和淡盐水脱氯 第一节脱氯原理和工艺数据 第二节真空法脱氯 第三节空气吹除法 第四节化学法除残余氯、废气吸收和除法氯酸盐 第八章离子膜电解碱液的蒸发 第一节概论 第二节离子膜法碱液蒸发流程及设备 第三节工艺操作条件及蒸发的影响因素 第四节正常操作及故障处理 第九章离子膜固体烧碱 第一节大锅熬制离子膜固体烧碱 第二节片状离子膜固体烧碱 第三节离子膜固碱的种类
第十章高纯盐酸 第一节高纯盐酸原性质和要求 第二节生产原理 第三节生产工艺流程 第四节主要设备及优缺点 第十一章设备防腐 第一节腐蚀论述 第二节IM法制烧碱装置的防腐蚀 第三节主要材料的腐蚀形态和防腐 第四节设备与管道防腐 第五节蒸发与固碱设备防腐 第十二章分析 第一节实验室用水规格 第二节工业无离子水和电导率测定 第三节高纯盐酸分析 第四节一次盐水分析 第五节二次盐水分析 第六节离子膜法液体烧碱分析 第七节氯气和氢气分析 第十三章自动控制与仪表 第一节概述 第二节主要检测与控制系统 第三节联锁系统 第四节DCS在离子膜烧碱装置中的应用 第五节仪表防腐及引进问题 第十四章离子膜电解槽的供电 第一节概述 第二节整流变压器 第三节整流装置 第四节变压整流装置的保护、测量、控制与信号 第五节近控屏、远控屏、冷却装置 第六节停送电操作及巡视检查和事故预想 第七节离子膜槽整流装置设计选型实践 附录相关设备 《离子膜法制碱生产技术》电子书下载地址
离子膜法制烧碱的生产工艺总结 本文着重介绍了离子膜法制烧碱的生产工艺过程中的离子膜法碱液蒸发的特点以及影响碱液蒸发的因素。标签：离子膜法隔膜法蒸汽分离器 离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一，但是在目前烧碱生产工艺中所见的比例并不是很大，所以我们必须仔细的认识一下子膜法制烧碱的工艺特点 一、离子膜法碱液蒸发的特点 1.流程简单，简化设备，易于操作。由于离子膜碱液仅含有极微量的盐，所以，在其整个蒸发浓缩过程中，即使是生产99的固碱，也无须除盐。这就是极大的简化了流程设备，即隔膜碱蒸发必须有的除盐的设备及工艺工程都被取消（如旋液分离器、盐沉降槽、分离机、回收母液贮罐等），而且，由于在蒸发过程中没有盐的析出，也就很难发生管道阻塞，系统打水问题，使操作容易进行。 2.浓度高，蒸发水量少，蒸汽消耗低。离子膜法碱液的浓度高，一般在30～33，比隔膜法碱液的10～11要高很大，因而大量的减少了浓缩所用的蒸汽。若以32的碱液为例，如果产品的浓度为50，则每吨50的成品碱需蒸出水量为：1.15t，而隔膜法电解碱液若同样浓缩到50，则一般要蒸出6.5t的水量（隔膜碱液浓度按10.5计）。也就是说，浓缩到同样的50，离子膜碱液蒸发比隔膜碱液蒸发少蒸出约5. 4t水。由于蒸发水量的减少，蒸汽消耗就大幅度下降。以双效流程为例，一般仅耗汽0.73～0.78t/t（100碱），另外蒸汽的空间也相应的减少，使设备的投资也相应的降低。 二、影响碱液蒸发的因素 1.生蒸汽压力。蒸汽是碱液蒸发中的主要热源，生蒸汽（或称一次蒸汽）的压力高低对蒸发能力有很大的影响。通常较高的一次蒸汽压力，使系统获得较大的温差，单位时间所传递的热量也相应的增加，因而也使装备具有较大的生产能力。当然，蒸汽压力也不能过高，因为过高的蒸汽压力容易使加热管内碱液温度上升过高，造成液体的沸腾，形成汽膜，降低了传热系数，反而使装备能力受到影响。同样，蒸汽压力偏低，经过加热器的碱液不能达到需要的温度，减少了单位时间内的蒸发量，使蒸发强度降低。 因此，选择适宜的蒸汽压力是保证蒸发强度的重要因素。另外，保持蒸汽的饱和度也是至关重要的。因为，饱和蒸汽冷凝潜热是其可提供的最大热量；再则，保持蒸汽压力的稳定也是保持操作的主要因素之一，因为，加热蒸汽压力的波动，就会使蒸发过程很不稳定，从而直接影响了进出口物料的浓度、温度，甚至影响液面、真空度、产品质量等。 2.蒸发器的液位控制。在循环蒸发器的蒸发过程中，维持恒定的蒸发器液位
【综 述】 国内外离子膜法烧碱生产技术综述(续完) 张英民3,郎需霞,邵冰然,丁晓玲 (青岛海晶化工集团有限公司,山东青岛266042) [关键词]离子膜法烧碱;生产技术;离子膜;盐水精制;电解;氯气干燥;蒸发 [摘 要]对目前国内外离子膜法烧碱生产装置的相关工艺进行了系统的阐述。 [中图分类号]T Q114.2 [文献标志码]A [文章编号]1008-133X(2008)03-0001-08 A rev i ew on the worldw ide producti on technology of i on-exchange m em brane causti c soda(Part2) ZHAN G Ying-m in,LAN G X u-xia,SHAO B ing-ran,D IN G X iao-ling (Q ingdao Haijing Che m ical I ndustry Gr oup Co.,L td.,Q ingdao266042,China) Key words:i on-exchange me mbrane caustic s oda;p r oducti on technol ogy;i on-exchange me mbrane; brine refine ment;electr olysis;drying of chl orine gas;evaporati on Abstract:The p resent world wide p r oducti on p r ocesses related t o the p r oducti on facilities of i on-ex2 change me mbrane caustic s oda are elaborated syste matically. 2 二次盐水精制 2.1 工 艺 二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附,该技术长期以来几乎没有变化,系统以2塔或3塔串联运行,1塔再生。2塔工艺要求一次盐水中的Ca2+、Mg2+含量低,因此越来越多的企业出于安全考虑,选择了3塔工艺,也有的企业根据盐水的质量情况及产能情况,采用更多塔的串联。生产装置有北化机、日本链水、日本旭化成、意大利迪诺拉等公司生产的装置。典型的3塔工艺见图8。 2.2 树脂种类 国外的树脂有胺基磷酸型的DuoliteES-467 (法国)、太阳珠SC-401(日本)以及亚胺基二乙酸型的CR-11(日本三菱化学)、美国罗门哈斯I RC-718、Amberlite I RC-743、德国拜尔TP-208、英国漂莱特S-940等。目前国产螯合树脂的型号也较多,南开大学的D412,上海树脂厂的D751,上海华申树脂有限公司的D403,淄博东大化工股份有限公司的TP260和TP208,苏青集团江阴市有机化工厂的D401、D402等牌号的树脂基本达到国外同类产品的水平。 螯合树脂型号较多,其主要成分螯合基团分为两种,即亚胺基二乙酸型和胺基磷酸型。这两种螯合树脂的主要物化性能指标见表1。 表1 螯合树脂的主要物化性能指标 种类 Ca2+ 吸附容量/ mol/L 水质量 分数/ % 粒径/ mm 湿表观 密度/ g/mL 适宜 温度/ ℃ n(H+)/ n(Na+)/ % D-7510.5052～620.3～1.20.70～0.80≤80 CR-11≥0.5060.10.3～1.20.73≤80 D-4030.6046～560.3～1.20.70～0.80≤800.75 D-4120.3550～600.3～1.20.7445～500.70 ES-4670.3560～650.3～1.00.7345～500.75 S-9400.5060～650.6～1.00.72～0.78≤900.69 TP-260 2.30600.40～1.250.77-20～850.75 从对不同树脂的对比分析中不难发现,除TP-260型树脂的Ca2+吸附容量较高外,其他树脂的性能指标均比较接近。目前国内企业所用的树脂,不管是国产的还是进口的,只要工艺条件控制得较好,都能满足生产需要。 1 第44卷 第3期2008年3月 氯碱工业 Chl or-A lkali I ndustry Vol.44,No.3 Mar.,2008 3[作者简介]张英民(1964—),男,高级工程师,现任青岛海晶化工集团有限公司副总经理兼总工程师。 [收稿日期]2007-09-10 [编者注]本文作者之一张英民为《氯碱工业》第4届编委会主任委员
离子膜烧碱的生产分析 —离子膜法液碱质量检测 一、离子膜液碱生产的工艺流程 二、离子膜液碱的检测项目 09工分 徐然
一、产品说明 离子膜法制碱共生产三种产品：离子膜（液）碱、氯气和氢气。1．离子膜（液）碱 离子膜（液）碱，即氢氧化钠水溶液，NaOH（分子量为39.997）含量为32±0.5%，比重1.307~1.317(85℃)，无色透明，有滑腻感的液体，沸点：116℃，凝固点：1.2℃。属于低毒类物质，对皮肤、粘膜有强烈的刺激性和腐蚀性。浓的碱液会灼伤皮肤和肌肉，若吸入HaOH雾沫或较浓的蒸气，可使气管和肺部遭受严重的伤害，甚至发生肺炎，若溅入眼中，则可能会引起失明。 烧碱溶液能与多种物质反应，对动植物组织有强烈的腐蚀作用。 a. NaOH的强碱性,能使蓝紫色的石蕊变成蓝色,使无色的酚酞呈红色。 b.能与酸反应NaOH+HCL → NaCL+H2O c.能与酸性氧化物反应2NaOH+CO2 → Na2CO3+H2O d.能与锡、锌等反应2AL+6NaOH → 2Na3ALO3+3H2↑ e.与硅化物的作用2NaOH+SiO2 → NaSiO3+H2O 烧碱主要用于轻工、纺织、医药、冶金、建材等工业部门。 二、盐水精制甲元 1.盐水精制的目的 氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，氯碱工业生产过程中，无论采用海盐、湖盐、岩盐或卤水中的哪一种原料，都含有Ca2+、Mg2+、SO2－等无机杂质，以及
细菌、藻类残体、腐殖酸等天然有机物和机械杂等无机杂质，以及细菌、藻类残体、质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，从而使这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成离子膜的损伤，其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。其效率下降，破坏电解槽的正常生产，并使离子膜的寿命大幅度缩短。盐水中一些杂质会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，会在电解槽中产生副反应，降低阳极电流效率，并对阳极寿命产生影响。因此，盐水必须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。须进行精制操作除去盐水中的大量杂质，生产满足离子膜电解槽运行要求的精制盐水。 2.盐水精制工艺简述 直至20世纪70年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；直至20 世纪70 年代中期，传统絮凝沉降盐水精制工艺基本上没有实质性发展；目前用于离子膜法电解的盐水精制工艺是在上述方法基础上增加二次过滤和二次精制先进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，进工艺技术形成的。其工艺流程为∶饱和粗盐水加入精制反应剂，经过精制反应后加入艺技术形成的絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，再经α-纤维素预涂碳素管过滤器二絮凝剂进入澄清桶澄清，澄清盐水经砂滤器粗滤后，纤维素预涂碳素管过滤器二次过滤，然
化工毕业离子膜法制 烧碱课程
目录 1 概述 (3) 1.1氯碱工业及其重要性 (3) 1.1.1氯碱工业发展简介 (3) 1.1.2氯碱工业的特点 (5) 1.1.3氯碱工业在国民经济中的地位 (5) 1.1.4国内氯碱的现状和发展 (6) 1.2烧碱的生产 (8) 1.2.1隔膜法制碱及水银法制碱 (8) 1.2.2离子交换膜电解及其特点 (8) 1.2.3制固体烧碱 (10) 2 工艺说明 (13) 2.1概述 (13) 2.2生产原理 (13) 2.2.1离子膜烧碱片碱工段概述 (13) 2.2.2下降的沸腾传热过程 (13) 2.3工艺流程及其简述 (15) 2.4除水及附属设备说明 (15) 2.4.1预浓缩 (15) 2.4.2最终浓缩器 (15) 2.4.3其它控制回路 (16) 2.4.4 EV—1、 EV—2旁路 (16) 2.4.5主体设备及其用材 (16) 2.4.6烧碱管路 (16) 2.4.7分配装置D—1 (16) 2.4.8熔盐碱管 (17) 2.4.9制片碱 (17) 2.4.10抽气系统 (17) 2.5主要设备的选定说明 (17) 2.5.1 蒸发器 (17) 2.5.2 浓缩器 (17) 2.5.3片碱机 (17) 2.5.4 熔盐炉 (17) 2.6生产能力计算 (18) 2.6.1以100%NaOH为基准的生产能力 (18) 2.6.2原材料及产品主要技术规格 (18) 2.6.3片碱规格 (18) 2.6.4原材料、动力消耗定额及消耗量 (18) 2.6.5加热盐—HTS (19) 2.6.6进料溶液规格 (19) 2.6.7蒸汽表2-7加热
离子膜烧碱生产原理 烧碱生产是以超纯盐水为原料，在离子交换膜电解槽中进行强烈的电化学反应而生成的。 在阳极室中氯化钠按下列方式在溶液中进行电离: NaCl → Na+ + Cl- 主要阳极反应为阴离子Cl-在阳极上发生氧化生成氯气 2Cl-→ Cl 2 + 2e- 阳极室的Na+和水通过离子交换膜一起传输到阴极室. 阴极室的水在电流的作用下发生如下的电解反应: 2H 2O + 2e-→ H 2 + 2OH- 阴极室最开始的反应是阳离子H+得到电子被还原为H 2 ，同时产生OH-。 Na+和OH-结合生成NaOH: Na+ + OH-→ NaOH 整个电化学反应方程式如下: 2NaCl + 2H 2O → 2NaOH + Cl 2 + H 2 为了调节阴极室中NaOH的浓度在NaOH循环管中加入纯水 淡盐水和Cl 2 一起排放出阳极室外。 阴极室中产生的烧碱和H 2 一起排放出阴极室外。 把循环碱液用纯水稀释后重新加到阴极室中。 上述电化学反应如图1所示 在电解进行过程中，由于阳极中的一部分Cl-透过了离子交换膜进入阴极室，阴极液就受到了少量盐的污染。一般来说，膜的电流效率越低，阴极液的盐污染程度就越高。 电解时，由于OH-在电场作用下由阴极室向阳极室移动，我们称之为OH-反渗透。Na+传输量的减少取决于OH-的透过离子膜的多少。电解槽电流效率的减少和OH-的减少直接有关。当阴极室OH-浓度增加时，电流效率减少。因此所生产烧碱的浓度受到限制，一般为32-35wt%此外，还要取决所用膜的类型。 新装膜原理上只允许Na+和少量的OH-和Cl-透过。实际上膜都有一定的使用寿命，随着膜工作时间的增加，阴离子透过膜的量也相应增加，槽的电流效率下降，阳极室由于下面的副反应PH值增加: 电化学副反应 ·H 2 O被氧化产生氧气
离子膜烧碱装置工艺培训课件 一、装置简介 巴陵石化环氧树脂事业部有二套离子膜烧碱生产装置，一是1993年建成投产采用日本旭化成公司强制式循环电槽工艺的20000t/a离子膜装置，一是2001年12月份建成投产采用日本旭化成自然式循环电槽工艺的50000t/a离子膜装置。 二、烧碱制碱技术的发展历程 烧碱从电石法、水银法、隔膜阳极法发展到离子膜制碱技术。 离子膜烧碱制碱技术是十九世纪60年代开始进入工业生产，最早由美国杜邦、日本旭化成、西欧伍德等化工公司实现工业生产。主要是膜和相应电解槽的发展决定离子膜制碱技术。 膜和电解槽的发展历程与离子膜烧碱技术发展是同步的，目前离子膜只有美国杜邦、日本旭化成、旭硝子公司生产，我国去年开始东岳集团才开始生产出用于强制循环的膜。电解槽从最开始的单级式电解槽发展到强制循环电解槽、自然循环电解槽、高电密电解槽、零极距电解槽及零极距高电密电解槽。 三、装置工序简介 装置分为20000t/a离子膜装置精制、电解工序、氢处理工序，氯气送50000t/a离子膜装置氯干燥处理；50000t/a离子膜装置分
为精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序、蒸发工序、氯气处理工序、氢处理工序。 四、原材料产品简绍 产品性质 30%离子膜烧碱 30%离子膜烧碱化学分子式NaOH，比重约1.3左右，分子量40，凝固点4.65℃，生成热101.99 千卡/克分子，熔点318.4℃、沸点1390℃。30%离子膜烧碱为无色粘状液体，呈强碱性，对皮肤、角膜、动物纤维有强腐蚀性，可吸收氯气和二氧化碳。离子膜烧碱广泛用于造纸、冶金、纺织、无机化工、军工领域，是一种基本无机化工原料。 氯气（Cl2） 氯气化学分子式Cl2，在常温常压下为黄绿色有刺激性气味的有毒气体。密度为3.21，是空气的2.45倍。易溶于碱溶液、二硫化碳和四氯化碳，难溶于饱和食盐水。在常温下，氯气被加压到0.6～0.8MPa或在常压下冷却到-35～40℃时就能液化为黄绿色透明液体。液氯的密度为1.47，熔点-102℃，沸点-34.6℃，气化热62kcal/kg(36℃)。氯气的化学性质很活泼，是一种活泼的非金属。液氯为第二类危险化学品，人体吸入浓度为2.5mg/m的氯气时，就会死亡。氯气爆炸的危害包括两部分：爆炸本身造成的危害及泄漏的氯气造成的二次危害常温下水中的溶解度为5～7g/l，湿氯气对绝大
膜法脱硝工艺在离子膜烧碱生产中的应用 彭祥燕 张中华 王兴华 邹先军 （中盐湖南株洲化工集团有限公司，湖南 株洲412004） [关键词]烧碱 膜法脱硝 应用 [摘 要]本文介绍了当前脱硝的两种方法，并对其进行了分析。 着重介绍了膜法脱硝在年产18万吨离子膜烧碱生产中的应用情况。 Application of sulfate-removing by membrane method in the production of ionic membrane caustic soda Peng xiangyan,Zhang zhonghua,Wang xinhua,Zou xianjun (Hunan Zhuzhou Chemical Industry Group Co.,Ltd.-CNSIC, Zhuzhou 412004,China) Key words: caustic soda; sulfate removed by membrane method; application Abstract:This paper is introduction and analysis of two sulfate-removing method, have introduced the Application of sulfate-removing by membrane method in the production of 180000t/a ionic membrane caustic soda. 前言 在烧碱生产过程中，盐水精制是主要工序之一，为保障电解工 序乃至整个烧碱的正常生产，必须保证盐水质量达到规定的工艺指 标。盐水中的SO42-过高会增加电解过程中的副反应，导致电流效率普 遍下降，严重影响离子膜烧碱的正常生产，为此大多生产厂家规定其 浓度不得超过5g/ L[1]。在离子膜电解生产烧碱的流程中，通过盐水 的回用，原盐（或卤水）中所含的SO42-和加入亚硫酸钠等产生的SO42-