氯碱工业定义

第４期２００２年４月氛碱工业Ｃｈｌｏｒ一Ａｌｋａｌｉ　ＩｎｄｕｓｔｒｙＮｏ．　４Ａｐｒ．，２００２

［防腐与节能】

氯气压缩机冷却器的腐蚀与防护

张坚，白刚，刘阳（沈阳化工股份有限公司，辽宁沈阳１１００２６

［关健词〕抓气压缩机；冷却器；腐蚀与防护 〔摘要〕分析了抓气压缩机冷却器的腐蚀原因，要求控制好壳程中抓气的含水量；认为应用ＴＨ一８４７耐蚀阻垢涂料对管程具有良好的防腐效果和经济效益。 ［中图分类号Ｉ　ＴＱ０５０．９；ＴＱ１２４．４［文狱标识码〕Ｂ［文章编号］１００８一１３３Ｘ（２００２）０４一００４１一０３

Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｏｌｅｒ　ｆｏｒ　ｃｈｌｏｒｉｎｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ ＭＡＮＧ　Ｊｉａｎ，　ＢＡＩ　Ｇａｎｇ，　ＬＩＵ　Ｙａｎｇ（Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ６．，Ｌｔｄ．月ｔｅｎｙａｎｇ　１１００２６，Ｃｈｉｍ）

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｃｈｌｏｒｉｎｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ；　ｃｏｏｌｅｒ；　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｒｅａｓｏｎｓ　ｆｏｒ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｏｌｅｒ　ｆｏｒ　ｃｈｌｏｒｉｎｅ　ｇａｓ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，　ａｎｄ　ｉｔ　ｈａｓ　ｂｅｅｎｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｓｔｒｉｃｋｌｙ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｉｎ　ｃｈｌｏｒｉｎｅ　ｇａｓ　ｉｎ　ｓｈｅｌｌ　ｐａｓｓ．　Ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｂｅｌｉｅｖｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ａｐ－ｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ　ａｎｄ　ａｎｔｉｓｃａｌｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ＴＨ一８４７　ｗｉｌｌ　ｂｒｉｎｇ　ａｂｏｕｔ　ｇｏｏｄ　ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｔｏｔｕｂｅ　ｕａｓｓ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃａｌ　ｂｅｎｅｆｉｔｓ．

前言 我公司于１９８９年从德国（原东德莱比锡泵和鼓风机厂）引进３组３ＶＲＺ型抓气压缩机（以下简称抓压机），用于输送来自电解槽并经干燥的抓气，此３组抓压机取代了耗能高的１４台辽原一ｎ型抓气泵。该装置于１９９２年１２月开车，抓压机冷却器是ｌＩ类压力容器，其制造、检验和验收严格按国家有关标准执行的，却仅用了４个月就腐蚀穿孔，导致泄漏。１台冷却器造价７．７万元，９台冷却器每年因腐蚀将造成近百万元的损失；更为重要的是影响了生产的正常运行。 因此，我们选用ＴＨ一８４７耐蚀阻垢徐料对抓压机冷却器进行防腐处理，较好地解决了抓气压缩机冷却器的腐蚀向题。１腐蚀原因分析１．１级气压缩机的工艺 如图１所示，每组抓压机有３台冷却器，其中两台中间冷却器，１台辅冷器。中间冷却器分别冷却一、二级压缩的抓气，辅冷器用于冷却第三级压缩的抓气 氛气经辅冷气冷却之后，进人抓气分配台，输送到各耗氛的单位使用。３台冷却器的材质均为碳钢，结构相同，可以换用，其规格和使用条件见表ｔｏ 表１冷却器的规格与使用条件

氯碱工业发展史

氯碱工业是基本无机化工之一。主要产品是氯气和烧碱（氢氧化钠），在国民经济和国防建设中占有重要地位。随着纺织、造纸、冶金、有机、无机化学工业的发展，特别是石油化工的兴起，氯碱工业发展迅速。

氯碱工业的形成 18世纪，瑞典人K.W.舍勒用二氧化锰和盐酸共热制取氯气：

这种方法称化学法。将氯气通入石灰乳中，可制得固体产物漂白粉，这对当时的纺织工业的漂白工艺是一个重大贡献。随着人造纤维、造纸工业的发展，氯的需要量大增，纺织和造纸工业，成为当时消耗氯的两大用户。用化学方法制氯的生产工艺持续了一百多年。但它有很大缺点，从上述化学反应式，可见其中盐酸只有部分转变为氯，很不经济；且腐蚀严重，生产困难。烧碱最初也用化学法（也称苛化法，即石灰－苏打法）生产：

Na2CO3+Ca(OH)2─→2NaOH+CaCO3

电解食盐水溶液同时制取氯和烧碱的方法（称电解法），在19世纪初已经提出，但直到19世纪末，大功率直流发电机研制成功，才使该法得以工业化。第一个制氯的工厂于1890年在德国建成，1893年在美国纽约建成第一个电解食盐水制取氯和氢氧化钠的工厂。第一次世界大战前后，随着化学工业的发展，氯不仅用于漂白、杀菌，还用于生产各种有机、无机化学品以及军事化学品等。20世纪40年代以后，石油化工兴起，氯气需要量激增，以电解食盐水溶液为基础的氯碱工业开始形成并迅速发展。50年代后，苛化法只在电源不足之处生产烧碱。

电解法的发展 氯碱生产用电量大，降低能耗始终是电解法的核心问题。因此，提高电流效率，降低槽电压和提高大功率整流器效率，降低碱液蒸发能耗，以及防止环境污染等，一直是氯碱工业的努力方向。

初期 为了连续有效地将电解槽中的阴、阳极产物隔开，1890年德国使用了水泥微孔隔膜来隔开阳极、阴极产物，这种方法称隔膜电解法。以后，改用石棉滤过性隔膜，以减少阴极室氢氧离子向阳极室的扩散。这不仅适用于连续生产，而且可以在高电流效率下，制取较高浓度的碱液。1892年美国人H.Y.卡斯特纳和奥地利人C.克尔纳同时提出了水银电解法，其特点是采用汞阴极，使阴极的最终产物氢氧化钠和氢气，不直接在电解槽而在解汞槽中生成，以隔离两极的电解产物。这种方法所制取的碱液纯度高、浓度大。1897年英国和美国同年建成水银电解法制氯碱的工厂。20世纪以来，水银法工厂大部分沿用水平式长方形电解槽，解汞槽则由水平式改为直立式，目的在于提高电解槽的电流效率和生产能力。隔膜法电解槽结构也不断改进，如电极由水平式改为直立式，其中隔膜直接吸附在阴极网表面，以降低槽电压和提高生产强度。立式吸附隔膜电解槽代表了20世纪60年代隔膜法的先进水平。

1 第三节 电解池

1．电解

(1)定义：使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。在此过程中，电能转化为化学能。

(2)特点：①电解是不可逆的；②电解质导电一定发生化学变化。

2．电解池

(1)概念：电解池是把电能转化为化学能的装置。

(2)电解池的构成条件

①有与电源相连的两个电极。

②两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中。

③形成闭合回路。

(3)电极名称及电极反应式

以用惰性电极电解CuCl2溶液为例：

总反应方程式：CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑。

(4)电解池中电子和离子的移动方向

①电子：从电源负极流出后，流向电解池阴极；从电解池的阳极流向电源的正极。

②离子：阳离子移向电解池的阴极，阴离子移向电解池的阳极。

3．电解产物的判断及有关反应式的书写

(1)首先判断阴、阳极，分析阳极材料是惰性电极还是活泼电极。

(2)再分析电解质水溶液的组成，找全离子并分阴、阳两组(勿忘水溶液中的H＋和OH－)。

(3)排出阴、阳两极的放电顺序

4．电解本质：电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程

☆规律总结：电解反应离子方程式书写：

稀溶液中离子放电顺序：

阳离子放电顺序

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H2O>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

阴离子的放电顺序

2 是惰性电极时：活性金属>S2->SO32->I->Br->Cl->OH->H2O>NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-

是活性电极时：电极本身溶解放电

注意先要看电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极（Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性材料，则根据阴阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。

电解规律

（1）电解水型：含氧酸，强碱，活泼金属含氧酸盐

氯碱化工生产专题

[教学背景]

【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容，包括氯碱工业、联合制碱工业等。

【意 义】化工生产与理论实际关系密切，教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产，学生已有一定的知识储备，对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础，同时巩固了已有知识。

【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学，应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示，提高学生的感性认识和理论联系实际的能力，激发学生的兴趣和求知欲，落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系，发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法，运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进，根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动，从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想，感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。

一．[教学目标]

知识与技能

1、氯碱工业原理（B）

2、索氏制碱法原理(A)

3、候氏制碱法和简单流程，并与索氏制碱法作对比(B)

4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A)

过程与方法

1、用对比的方法，分析索氏制碱法和候氏制碱法，感受化学原理应用于实际化工生产的方法；产生学习兴趣，懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系（A）

2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路，探讨氯碱工业发展的前景（A）

2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神（A）

情感态度价值观

1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系，树立“绿色化学”思想，增强民族自豪感（A）

2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点，形成合理利用资源、保护环境，确立可持续发展的观念，增强社会责任感（A）