中国氯碱行业的战略突围讲义.pptx

离子膜电解法
3、基本原理： 通电 2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑ 阳极：2Cl--2e- = Cl2↑ 阴极：2H+ +2e- = H2↑ 4、产品： H2 、Cl2 、 NaOH溶液 5、添加物质： 饱和食盐水、稀NaOH溶液 6、优点： 投资费用、能耗、污染都较低，产品质量较好。
二、阴极液中NaOH浓度 随着NaOH浓度的升高，阴极一侧膜的含 水率减少，固定离子浓度增大，因此电 流效率随之增加，但是随着NaOH浓度的 继续升高，膜中OH-浓度增大，电流效 率明显下降。


三、阳极液NaCI的浓度影响
阳极液NaC1的浓度太低时，水合钠离子中结 合水太多，膜的含水率增大。阴极室OH 反渗 透，导致电流效率下降；且阳极液中的氯离子 通过扩散到阴极室，导致碱中含盐增多。更严 重的是，在低NaC1质量浓度情况(低于50 g／ L)下运行，离子交换膜会严重起泡、分离直到 永久性损坏。阳极液中NaC1的浓度也不能太 高，以免槽电压上升。因此，生产中将阳极液 NaC1的质量浓度控制在(210±10)g／L，不得 低于170 g／L
氯碱生产技术
第一组
任务点01 氯碱生产工艺路线选择

1.氯碱生产概况

2.氯碱生产方法选择
1.氯碱生产概况
世界：
我国：

1.1 生产能力 氯碱工业，在我国国民经济中占有重要的地位。然而近年 来，由于市场的竞争日益激烈，我国各氯碱企业为了提高自 身的竞争力，纷纷扩大烧碱装置规模，从1999年开始，掀起 了一轮烧碱扩建高潮，到2000年其生产能力已从1998年的6 860 kt/a增至 8 000 kt/a，目前我国烧碱的总生产能力已经达 到 8 620 kt/a，居世界第2位。如此快速的增长，使国内烧 碱市场趋于饱和状态，而且这种扩建热潮目前还在继续，齐 鲁石化公司氯碱厂正在扩建的200 kt/a的离子膜装置，上海 氯碱化工股份有限公司计划再建400 kt/a的装置，其他的一 些厂家的计划项目估计还有700 kt/a, 如果这些计划项目得以 实施，我国的烧碱生产能力将达到近10 000 kt/a。 目前我国的烧碱企业有200多家，装置规模普遍较小，生产 能力超过100 kt/a的生产企业只有24家，见表1。

前言
7. 聚氯乙烯
氯乙烯通过链式聚合反应生成聚氯乙烯(PVC)。
聚氯乙烯是应用最广泛的热塑性高分子材料之一，是我国第一大通用型合 成树脂材料。由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、 制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，PVC已经成为应用领域最 为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用 事业等领域均有广泛应用。
化学性质：由于乙炔分子中的三键结构，乙炔气体具有很活泼的化学性质， 它可以和氢气、氯气、氯化氢、水等进行加成反应，还能在适当条件下发生二 聚、三聚和四聚作用。此外，乙炔还能进行一系列有机反应。因此，以乙炔为 基础可以制取各种塑料、橡胶和纤维的有机原料，如氯乙烯、乙醛、醋酸乙烯、 丙烯腈、氯丁二烯等。
而下移动，煅烧好的石灰由窑 底卸出，燃料气及其燃
烧所需的空气从窑的中部喷入窑内。竖窑中物料与气
体相对流动，物料自上落下，气体自下而上，所以它
是一个逆流式的热交换装置。
石灰石经加热达812℃便会发生分解，放出CO2，生 成石灰。
900－1250 ℃
CaCO3
CaO + CO2 ↑-42.5 kcal
电石工艺——气烧窑
在无水的条件下，电石在氢气流中加热至2200℃以上时，有相当量的 乙炔和金属钙生成(CaC2+H2=Ca+C2H2)。干燥的氧气在高温下氧化碳化钙而 生成碳酸钙(CaC2+O2=CaCO3+CO)。粉状电石与氮气在加热条件下反应生成 氰氨化钙（CaC2+N2=CaCN2+C）。除此之外，氯、溴、硫、氨、磷、氯化氢 和乙醇等等物质在一定条件下均能与电石发生化学反应，生成相应的化学 物质。
高纯酸 洗涤冷却

取加入 BaCl2 后的溶液静置，然后取上层清 液用稀硫酸检验。若有沉淀生成，说明所 加BaCl2 过量，否则不过量；用 PH 试纸可 检验出所加 HCl 是否过量。
1、为什么精制食盐水时，要使所加BaCl2 、 NaOH、Na2CO3 过量 ？
加BaCl2 过量，可使溶液中的SO42— 完全沉淀 ，加 NaOH、Na2CO3 过量，是为了使溶液中 的 Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、和过量的Ba2+完全沉淀。
2、怎样知道所加 BaCl2 是否过量？又怎样 知道所加 HCl 是适量？
（4）离子交换膜法的电解原理
2、食盐水的精制 思考：
已知粗盐水中常含有泥沙、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、 SO42— 等杂质，怎样用BaCl2 、Na2CO3 、NaOH、 盐酸等试剂将其除去？
泥沙、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、SO42—
加过量BaCl2
泥沙、BaSO4、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、Ba2+、Cl—
4h二离子交换膜法制烧碱1离子交换膜电解槽1离子交换膜电解槽的组成2离子交换膜的特性3离子交换膜的作用4离子交换膜法的电解原理2食盐水的精制已知粗盐水中常含有泥沙canaoh盐酸等试剂将其除去
氯碱工业
厦门市启悟中学化学组
.
1
思考题
1、电解饱和食盐水的反应原理是什么？ 2、离子交换膜电解槽主要由哪几部分组成？ 3、用离子交换膜电解槽制烧碱中，如何对食盐 水进行精制？ 4、离子交换膜有什么特征？这种特征有什么作 用？ 5、氯碱工业产品的主要用途有那些？ 6、试简述氯碱工业在国民经济中的重要作用？

一、车间概况
烧碱车间生产工序包括一次盐水精制、二次盐水及电 解、氯氢处理、氯化氢合成及盐酸、液氯及包装、蒸发固碱 六个工序，可生产32％烧碱、50％烧碱、片状固碱、高纯 盐酸、次氯酸钠、液氯、氯化氢气体等多种产品。本车间现 总生产能力为20万吨/年烧碱，大量使用了先进工艺与设备， 如凯膜盐水精制工艺、旭化成复极自然循环电解槽、西门子 氯气透平压缩机等等，在工艺指标、产品质量上居于国内先 进水平。
3、无法实现连续生产
分析：要制得纯的烧碱、氯气、氢气产品， 必须要把电解的阳极、阴极进行分离
ppt课件
6
阳极
电流方向
阴极
CI-失电子 形成氯气
Na＋
OH－离子增多与 Na＋形成烧碱液
H＋得电子 形成氢气
ppt课件
7
稀释盐 水流出
阳极
电流方向
阴极
高浓碱 液流出
CI-失电子 形成氯气
饱和盐 水补充
Na＋
ppt课件
1
烧碱车间概述
浓缩
化盐
粗盐水
精制
一次盐水
蒸发
精盐水
二次精制
电解
压滤
纯水吸收
高纯盐酸
氯化氢
单体转化
脱氯
干燥
压缩
加 压 降 温
液氯
ppt课件
压缩 干燥
湿氢气 湿氯气
片碱 50％ 烧碱 32％ 烧碱
2
烧碱车间概述
一次盐水：生产基础，提供盐水
电 解：以核心设备为主线，生产烧碱、氢、氯
氯氢处理：通过流程控制，保证电解槽稳定安全运行
14
电解槽离子交换膜的结构
F
F
F
C
C
C
F

12
三、以氯碱工业为基础的化工生产
液碱
NaOH
电
解
饱 和
含氯漂白剂
食
盐
水
湿Cl2
Cl2
有机合成、造纸、玻璃、肥皂、纺织、 印染
有机合成、氯化物合成、农药
湿H2
盐酸 H2
有机合成、金属冶炼
13பைடு நூலகம்
练习1.氯碱工业中，能穿过离子交换膜的是(
)
A.Cl-
B.Na+
C.OH-
D.Cl2
B
14
练习2.下列关于离子交换膜电解槽的叙述错误的是(
)
A.精制饱和食盐水进入阳极室
B.纯水(加少量NaOH)进入阴极室
D
C.阴极产物为NaOH和H2 D.电解槽的阳极用铁网制成
15
练习3.电解饱和食盐水制取Cl2、H2、NaOH (1)与电源正极相连的电极上发生的反应为 _____________________。(2)除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，使用的试剂有： a.Na2CO3；b.Ba(OH)2；c.稀盐酸。合理的加入顺序是________。(3)容积为10L的电解槽中，若 产生标况下11.2L Cl2，且溶液体积不变，此时溶液的pH为______。
B.Cl2和Na D.Br2和Na
C
4
e-
e-
Fe 阴 极
C 阳 极
Na+H+
Cl-OH-
2H++2e- = H2↑
NaCl
2Cl- -2e- = Cl2↑
电解 2NaCl+2H2O===2NaOH+H2↑+Cl2↑
5