烧碱蒸发与片碱工艺
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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1ﻩ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-固碱生产图2 盐水一次精制流程图二次盐水精制:二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附。
图3 盐水二次精制流程图一次盐水工段送来得一次精制盐水中钙、镁等离子可以被螯合树脂选择性吸附,而吸附得饱与树脂可用盐酸、氢氧化钠进行再生,从而使树脂达到重复使用得目得。
烧碱生产工艺简介建厂伊始,我公司采用从日本旭化成高电密自然循环复极式电解槽及相关工艺,装置运行状况优良,被日本旭化成公司评为中日合作示范工厂。
零极距离子膜电解技术是近年来投入运行的节能型电解技术,国家已开始大规模推广,我公司已在新建四期装置上使用,现有装置也要进行零极距技术改造,进一步降低顿碱电耗和生产成本。
烧碱生产系统包括一次盐水精制、电解、氯氢处理、氯化氢合成、高压液氯和蒸发固碱六个工序。
以下是各工序工艺流程介绍:1、一次盐水精制:本工序利用预处理器和凯膜过滤器为中心设备,采用热水化盐、空气吹出、膜过滤等物理方法和烧碱—纯碱化学沉淀方法相结合达到盐水精制的目的,最终得到含盐305g/l,可溶性钙镁杂质不大于4mg/l,悬浮物不大于1mg/l的合格一次盐水,供给电解使用。
同时,通过淡盐水外送纯碱生产系统并补充生产水以及膜法除硝装置来避免硫酸根富集,稳定生产。
其主要工艺为60℃左右、310g/L浓度的粗盐水,加入过量烧碱溶液,使镁离子生成氢氧化镁沉淀;其反应为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓随后混有氢氧化镁沉淀的粗盐水先加压溶气,再进入预处理器泄压析气,氢氧化镁沉淀作为空气析出的凝结核积聚空气小气泡,比重减小,与氯化铁絮凝剂作用后,其上升为浮泥从顶部排出;大颗粒氢氧化镁和原盐中的泥沙等下沉为底泥排出;随后澄清液进入后反应槽,与过量纯碱溶液发生反应,残余少量氢氧化镁被生成的碳酸钙沉淀共沉,其反应方程式为Ca2++CO32-=CaCO3↓沉淀颗粒通过凯膜过滤器一次性滤出,得到60℃、310g/L,钙镁离子浓度总和小于4mg/L 的合格一次盐水。
2、电解:电解工序是烧碱生产的核心,主要设备是电解槽、螯合树脂塔和真空脱氯塔。
在工艺上,一次盐水含钙镁离子浓度不能满足电解要求,需将合格一次盐水送入串联运行的螯合树脂塔,通过离子交换除去重金属离子,得到钙镁离子浓度总和小于0.02mg/L的二次精制盐水,送入电解槽阳极室通电电解;在电解槽阳极室,精盐水中的Cl-放电生成氯气,水合Na+穿过离子膜进入阴极室;同时,阴极室内的稀烧碱液中氢离子放电生成氢气,氢氧根与进来的Na+结合生成烧碱。
烧碱制备工艺介绍烧碱制备方法有两种: 苛化法和电解法。
现代工业关键经过电解饱和NaCl溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法, 中国现在关键采取是隔膜法和离子膜法, 这二者关键区分在于隔膜法制碱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。
现在中国烧碱生产关键采取是离子膜电解法生产烧碱, 我们关键针对离子膜电解法介绍烧碱制作工艺, 并简明讨论工艺中能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质氯化钠), 依据生产工艺中耗能情况, 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、固碱生产和废气吸收工序等七个步骤。
据测算, 电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序分布以下: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,电解和液碱蒸发是关键耗能工序。
电解工序中电耗约为吨碱电耗90%, 碱蒸发中蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗74%以上。
1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产图1 烧碱工艺总步骤示意图1整流:整流是将电网输入高压交流电转变成供给电解用低压直流电工序, 其能耗关键是变压、整流时造成电损, 它以整流效率来衡量。
整流效率关键取决于采取整流装置, 整流工序节能路径是提升整流效率。
当然降低整流器输出到电解槽之间电损也是不容忽略。
2盐水精制:将工业盐用水溶解饱和并精制(除去Ca2+、 Mg2+、 S02-4等有害离子和固体杂质)取得供电解用精制饱和盐水,是盐水精制工序功效。
一次盐水精制:采取膜过滤器(不预涂)Ca2++CO32−→CaCO3Mg2++2OH−→Mg(OH)2图2盐水一次精制步骤图二次盐水精制:二次盐水精制采取螯合树脂塔进行吸附。
图3盐水二次精制步骤图一次盐水工段送来一次精制盐水中钙、镁等离子能够被螯合树脂选择性吸附, 而吸附饱和树脂可用盐酸、氢氧化钠进行再生, 从而使树脂达成反复使用目。
40万吨离子膜/年(一期)烧碱项目蒸发片碱工序操作规程批准:审定:审核:编制: 40万吨/年烧碱项目组编制单位:金川集团公司化工厂编制时间: 2011年5月目录1、岗位任务 (2)2、适用范围 (2)3、工艺流程 (2)3.1 工艺原理 (2)3.2 工艺流程简述 (2)3.2.3熔盐加热单元 (5)3.3 工艺简图 (5)4、岗位设备 (7)4.1 设备明细 (7)5、本岗位安全规程 (12)5.1 本岗位安全须知 (12)5.2 劳动保护及安全操作规定 (13)6、日常操作 (15)6.1交接班确认 (15)6.2巡检 (16)6.3 操作与调节 (17)6.4 交班 (21)7、开停车程序 (21)7.1 50%碱开车操作规程 (21)7.2 99%碱开车操作规程 (24)7.3正常停车操作流程及步骤 (27)8、紧急停车 (29)紧急停车(突然停电或物料泄漏)操作流程及步骤 (29)8.1突然停电 (29)8.2熔盐管道泄漏 (30)9、生产、设备故障处理 (30)10、相关记录 (33)10.1蒸发片碱岗位生产原始记录 (33)10.2蒸发片碱岗位巡检记录 (33)40万吨离子膜/年(一期)烧碱项目蒸发片碱工序操作规程1、岗位任务生产浓度为50%的液碱和99%的片碱。
2、适用范围蒸发片碱系统、熔盐加热系统和包装系统蒸发系统包括:Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效降膜蒸发器片碱系统包括:预浓缩器和最终浓缩器3、工艺流程3.1 工艺原理浓度为32% 的液碱分别通过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ效蒸发器与蒸汽换热后,浓度达到50%,一部分经换热器换热后作为50%碱由管道输送至罐区进行销售,一部分经预浓缩器和最终浓缩器蒸发后,浓度达到98.5%,再经闪蒸槽闪蒸后达到浓度为99%的熔融碱,再由分配器靠重力将熔融碱分配至两台片碱机进行制片,经包装、称重、码垛后贮存销售。
3.2 工艺流程简述3.2.1蒸发单元65℃的32%的NaOH溶液被加入到第一级降膜蒸发器EV-1101.该蒸发器的物料侧的压力为9.5KPa(95 毫巴绝压或71.3乇真空度),碱液一次流过该蒸发器,浓度被从32%提升至约36%。
片碱生产工艺
2010-01-26 15:30
片碱的生产工艺主要有间歇法锅式蒸煮和连续法膜式(升膜、降膜)蒸发。
锅式蒸煮法已应用多年,工艺简单可靠,设备维修方便,热利用效率较高,产品质量稳定,不存在产量调整问题,但由于是间歇操作,所以生产能力低,而且设备笨重,不便于实现自动化。
随着含盐量很低的离子膜法烧碱产量的增加,连续生产将更加方便,很多企业在考虑改造原有工艺。
连续法膜式(升膜、降膜)蒸发工艺的出现并不晚,1970年广州化工厂就已采用熔融盐加热的降膜式蒸发工艺,生产质量分数为98.5%的片碱。
近10年来,国外商家如瑞士Bertrams公司、意大利SET 公司、法国NERO KESTNER公司以及美国BU-FLOYAK公司等在大力推广膜式蒸发装置,我国的沈阳化工股份有限公司、西安西化热电化工有限公司、齐鲁石化股份公司、内蒙古海吉氯碱化工股份有限公司等企业采用了它们的技术与装置。
膜式蒸发器有可连续运行、自动化程度高等较明显的优势,但温度高达450℃的熔盐系统的安全、高温条件下转动设备的维修、次氯酸盐对设备的腐蚀等问题较为突出。
选用哪种流程,还应结合装置的生产能力、运行费用以及本企业的实际公用工程条件,如新疆中泰化学股份有限公司采用了膜式蒸发工艺,蒸发至烧碱的质量分数为73%,然后进行用煤气供热的锅式蒸煮,获得片碱;而新疆天业股份有限公司则于2005年上了2万t/a锅式蒸煮法片碱装置。
碱液的蒸发工序及操作摘要:本文介绍碱液蒸发基本原理、蒸发流程、蒸发工序设备的结构、原理,操作及和运行过程中的故障处理。
关键词:碱液蒸发原理设备故障处理前言烧碱(又称为氢氧化钠)在国民经济中有着重要的作用。
广泛应用于造纸、纤维素的生产、洗涤剂、合成脂用酸的生产以及动植物油的提炼。
纺织印染工业用作棉布退浆、煮炼剂和丝光剂。
化学工业用于生产硼砂、氰化钠、甲酸、草酸、苯酚等。
石油工业用于精炼石油制品,并用于油田钻井泥浆中。
同时,还用于生产氧化铝、金属锌和铜以及玻璃、搪瓷、制革、医药、染料和农药等方面。
近年来,随着中国国民经济的发展,烧碱在各行各业中的应用也越来越重要。
目前,氯碱生产有隔膜法、水银法和离子膜法。
无论在技术先进、工艺优越性以及产品质量、节约能源等方面均为离子膜法占优。
然而,无论用何种方法生产,在烧碱生产过程中都存在着多种危险危害因素,一旦发生事故可能造成极为严重的后果,不仅影响到生产的正常进行,同时人们的生命和财产也将遭到损失。
本文作者对国内某离子膜烧碱现役装置进行了调研,同时查阅了国内外氯碱生产的资料和国家安全生产规范与标准,在经有关专家进行论证后,对离子膜烧碱生产过程中可能遇到的危险有害因素进行了辨识与评价,同时提出了相应的对策措施,以消除或降低这些危险有害因素,为安全生产提供保障。
碱液蒸发是各类生产工艺中的一个重要工段,占生产成本高,优化蒸发工艺具有深远的意义。
蒸发的基本原理一、碱液蒸发工序的原理碱液蒸发与所有的蒸发过程一样,是借加热作用(一般用蒸汽)来提高碱液的温度,使溶液中所含的溶剂(水)部分汽化,以提高溶液中溶质碱的浓度的物理过程。
工业上的蒸发过程是典型的传热过程。
这个过程可由传热方程式来表示:Q=K×F×△t式中Q——传热速率,kJ/h;F——传热面积,m2;△t—传热温差,℃;K——传热系数,kJ离子膜电解碱液蒸发过程的几个特性溶液的沸点升高在一定压力下,溶液处于沸腾状态下的温度即为该溶液在此压力下的沸点。
烧碱工艺简介摘要:烧碱即氢氧化钠,亦称苛性钠。
工业烧碱有液体和固体,液体为氢氧化钠水溶液,固体呈白色、不透明,常制成片、棒、粒状,或熔融状态,烧碱在化工行业应用广泛。
工艺概述:片碱即片状烧碱,是氢氧化钠的一种别名,氢氧化钠在工业上被称作工业碱、烧碱、苛性碱等,按存在形态可分为液碱、片碱、固碱、粒碱。
其中片碱、固碱、粒碱是固体氢氧化钠的三种形态。
烧碱制备可分为两个阶段:1、碱液从32%浓缩至61% ,这个阶段在降膜蒸发器中进行。
加热源采用中压蒸汽及二次蒸汽,并在真空下蒸发。
2、61%碱液再通过降膜浓缩器,以熔融盐为热载体,在常压下将碱液浓缩成熔融碱,再经片碱机制成片状固碱。
熔盐炉系统是一个密闭循环加热的系统,通过燃炉上方点火头用天然气加热内外盘管使熔盐升温,熔盐通过泵周而复始地在系统中循环,由于和外界隔离,最大限度地减少了熔盐的分解变质,在生产中初次加热熔盐应注意以下几点。
(1)、熔盐熔点在143 ℃左右,所有熔盐管线应有蒸汽伴热,最好同时采用电伴热,以防止熔盐在管线中凝固。
(2)、在熔盐梯度升温过程中,要仔细检查熔盐阀的伴热,熔盐在整个系统中进行大循环时,尤其注意小循环回流阀不能关死,必须回转一圈,以防止熔盐阀结死。
(3)、由于熔盐为混合物,密度不很均匀,而且初次加热熔化,熔盐中的水分含量较高,因此在熔盐循环过程中,要充分关注泵的电流,如果泵电流波动较大,而且持续时间较长,应立即停泵检查,找出问题原因。
正常情况下,泵的电流会有波动,但波动的范围不大,随着熔盐温度的升高,泵电流会逐渐降低且趋于平稳。
烧碱生产工艺:工业生产烧碱有苛化法和电解法。
苛化法用纯碱水溶液与石灰乳通过苛化反应而生成烧碱;电解法用电解饱和食盐水溶液生成烧碱,并副产氯气和氢气。
因此,电解法生产生产烧碱又称为氯碱工艺。
NaCl是强电解质,在溶液里完全电离,水是弱电解质,也微弱电离,因此在溶液中存在Na+、H+、Cl-、OH-四种离子。