电解培训资料.1doc

1、瑞恒化工培训资料电 解 工 段1第一章 产品概述一、 氯气 物理性质：1、氯气在通常情况下，是一种黄绿色的气体，具有毒和剧烈的刺激性，能刺激呼吸道粘膜发炎, 引起气管炎，人在含氯气2mg/m的空气中呆半小时可引起死亡。2、分子量为70.91，它的重量约是相同条件下同体积空气的2.5倍。（在标准状况下，氯气3.17克/升，空气1.29克/升）3、氯气能溶于水，在常温及一个大气压下，一体积水能溶解2.5体积的氯气, 氯的水溶液叫氯水。 化学性质：氯气是一种强氧化性的非金属，它具有强氧化剂的一般通性： 1、氯和金属反应：Cu(赤热 CL 2CuCL 2 2、氯和氢气反应：CL 2H 22HCL当CL

2、 2与H 2混合时，CL 2中含H 2在5%87.5%时形成爆炸性的混合物。3、氯和水的反应：CL 2H 2O HCL HCLO 4、氯还能和一些有机化合物反应：CH 2CH 2CL 2CH 2CL-CH 2CL二、氢气 物理性质氢气是一种无色无味的气体，已知气体中最轻的气体。在标准状况下，1升氢气中只有0.09克，氢气极难溶于水，在常压下，氢气在252.8变成液态氢。23化学性质：1、氢气的可燃性：2H 2 O 22H 2O氢气与氯气混合含氢气587.5%时可形成爆炸物；氢与氧混合含氢4.595%形成爆炸物；氢与空气混合含氢4.174.2%时也能引起爆炸。2、氢的还原性：CuO H 2Cu

3、H 2O三、氢氧化钠烧碱的化学名称叫氢氧化钠，又叫苛性纳或火碱。 物理性质：有涩味和滑腻感，并有强烈的腐蚀性，对织物、皮肤、纸张等物质都有较强的腐蚀，是十分重要的化工原料，广泛地应用于化工、纺织等行业。 化学性质：具有强碱的一般通性：1、能使酸碱指示剂显碱式颜色，即能使无色酚酞溶液变红色，橙色的甲基橙溶液变黄色。2、能和酸性氧化物反应，生成盐和水：2NaOH CO 2Na 2CO 3H 2O 3、能和酸反应生成盐和水NaOH HCL NaCL H 2O4、能和部分盐反应，生成沉淀碱和另一种新盐：2NaOH CuSO 4Na 2 SO4Cu （OH ）23第二章 生产目的及原理离子膜电解装置有三

4、个工序：二次盐水精制工序、电解工序、淡盐水脱氯工序。 一、生产目的：1、二次盐水精制工序生产目的：对一次精盐水进行二次精制，通过离子交换树脂塔除掉其中的Ca 、Mg 等其它对离子膜有害的多价离子，来符合离子膜工艺对盐水质量的要求。2、电解槽工序生产目的：将二次精盐水电解生产NaOH 、H 2和CL 2。 3、脱氯工序生产目的：将淡盐水中对设备管道有极大腐蚀性的游离氯提取出来。 二、生产原理：1、二次盐水精制工序：离子交换树脂塔中的树脂是一种螯合树脂。它的组分为具有活性离子交换集团的有机聚合物，并带有固定的负电荷和具有正电荷的离子有相对亲和力，当螯合树脂同含有Ca 、Mg 的盐水接触时，其中的C

5、a 、Mg 离子取代树脂中不稳定的钠离子，从而起到精制盐水的目的。螯合树脂吸附钙、镁离子后，失去交换能力，为恢复其能力必须进行再生，首先用盐酸将螯合树脂吸附的钙、镁等金属离子溶离下来，然后利用NaOH 溶液进行转型，使其转变成具有交换能力的钠型。再生后的树脂可重新使用，就达到了除掉阳离子，提高盐水质量的目的。42+2+2+2+2+2+2、电解工序：离子膜制碱法就是利用离子交换膜能让Na 离子通过而阻止CL 和OH 等阴离子通过的特性，将电解槽的阴极室和阳极室隔开来制取高纯度的烧碱、氯气和氢气。主反应方程式： 阳极：2CL-2e CL 2+阴极：2H 2O 2e H 22OH 总反应方程式：2N

6、aCL 2H 2O 2NaOH CL 2H 2 3、脱氯工序：电解后的淡盐水中含有游离氯会对设备、管道、螯合树脂等有危害及污染环境，因此要脱除淡盐水中的游离氯。本工艺采用的是真空脱氯与化学脱氯相结合的方法，在此工艺中先向淡盐水中加入盐酸，破坏氯在水中的溶解平衡并保持一定的温度送至脱氯塔, 在脱氯塔内真空的作用下，淡盐水剧烈沸腾，水蒸汽与氯气一起由塔顶出塔，经过冷却器冷却，将氯气与水蒸汽分开，然后向淡盐水中加入NaOH ，将PH 值调节为偏碱性，最后加入亚硫酸钠进一步将残余的游离氯除去。反应方程式： CL 2H 2O HCL HCLO Na 2SO 3NaCLO NaCL Na 2SO 45第三

7、章 工艺流程一、二次盐水精制工序：自盐水工段来的一次盐水，首先进入过滤盐水贮槽D-150，液位由LICA-150控制LCV-150阀，使液位平稳。经过滤盐水泵P-154A/B、盐水换热器E-153，温度由TICZA-153串级控制TCV-153阀的开度，调节低压蒸汽流量，加热至工艺要求温度；温度达到要求的过滤盐水送至螯合树脂塔T-160A/B/C，正常生产时，两塔串联使用，一塔线外再生，例A B ，C 再生；B C ，A 再生；C A ，B 再生。每24时有一塔进行再生，离子交换和再生为自动切换。由P-154A/B来的盐水经过运行塔的KV-161A/B/C阀，从一塔顶部进入，在塔内进行离子交换

8、后，从底部流出，经KV-165A/B/C阀进入第二塔顶部，从第二塔底部流出，经KV-164A/B/C阀、树脂过滤器BS-160，送至精盐水高位槽D-170，精盐水高位槽D-170液位由LICA-170串极控制LCV-170阀的开度，保持液位在规定范围内。螯合树脂再生过程中，31%的盐酸与纯水混合后通过程控阀送入离子交换树脂塔，溶液浓度由流量测量系统控制，使螯合树脂生成H 型；然后用32%的NaOH 以同样的方式将螯合树脂再生成Na 型，以便再次上线，树脂再生过程包括以下工序：A 、纯水冲洗（1小时）纯水经过FCV-162阀、流量计FIT162和KV-163A/B/C阀从再生塔塔顶加入，流量由F

9、ICA-162串级控制FCV-162阀，从塔底经KV-166A/B/C和KV-160-4阀将树脂塔盐水置换到回收盐水槽D-167。B 、返冲洗（0.5小时）纯水经FCV-162阀、流量计FIT-162、KV-160-3阀和KV-166A/B/C阀从塔底进入塔内对树脂进行返冲洗，流量由FICA-162串极控制FCV-162阀，保持流量在规定范围内，将破碎树脂从塔顶排出，经KV-167A/B/C和树脂捕集器Z-164将相对大颗粒的树脂回收，液体排入回收盐水储槽D-167。C 、用高纯酸再生（0.75小时）高纯酸经KV-169-1阀、KV-169-2阀和流量计FIT162-1同经流量计FIT-162

10、来的纯水混合，将酸稀释后经KV-163A/B/C阀从塔顶输送到塔内再生树脂，从塔底经KV-166A/B/C阀和KV-160-2阀排放到废水排放槽D-166。D 、纯水冲洗（2小时）纯水经FCV-162阀、流量计FIT-162和KV-163A/B/C阀从塔顶加入，流量由FICA-162串级控制FCV-162阀，从塔底经KV-166A/B/C阀和KV-160-2阀，排入废酸储槽D-166。NaOH 经KV-168阀和流量计FIT-162-2同经流量计FIT-162来的纯水混合，将碱稀释后经KV-163A/B/C阀从塔顶输送塔内再生树脂，从塔底经KV-166A/B/C阀和KV-160-1阀排入废碱储

11、槽D-165。F 、纯水冲洗（1小时）纯水经FCV-162阀、流量计FIT-162和KV-163A/B/C阀从塔顶加入，流量由FICA-162控制FCV-162阀，从塔底经KV-166A/B/C阀和KV-160-1将树脂塔废水排入废水储槽D-165。G 、等待（13.25小时）H 、盐水置换（3小时）盐水经流量计FIT-161-1、KV-162阀和KV-166A/B/C阀从塔底加入置换树脂塔内的水，从塔顶经KV-167A/B/C阀和树脂捕集器Z-164，排入回收盐水槽D-167。I 、等待（1小时）二、电解工序：1、阳极液部分：来自精盐水高位槽D-170来的精盐水，通过每台电解槽的KV-231

12、A H 阀、流量计FIT231A H 、FCV-231A H 阀、槽头过滤器BS-231A H 经阳极液进口总管上的软管进入电解槽R-230A H 的每个阳极室，精盐水流量由每台电槽的FICZA-231A H 控制FCV-231A H 阀，FICZA231A H 的值由所供直流电串级控制。在电解过程中，少量OH 通过膜由阴极室迁移至阳极室，高纯酸连续供应至阳极室以中和这些OH , 高纯酸通过FIT-211A H 、FCV-211A H 加入每台槽的阳极液总管，流量由FICA-211A H 控制FCV-211A H 阀，保持出口阳极液酸度在规定范围内，FICA-211A H 值由所供直流电串级控

13、制，当供给电解槽的直流电切断后FICA-211A H 会自动关闭。精盐水在阳极室电解产生氯气，盐水浓度降低，氯气和淡盐水的混合物经软管进入出口总管至分离器，被分离成淡盐水和氯气，然后淡盐水去淡盐水循环槽D-260。淡盐水槽D-260内的淡盐水通过淡盐水泵P-264A/B，一部分通过流量计FIT-265、FCV-265阀加入精盐水管线，流量由FICA-265控制FCV-265阀，FICA-265值由供电电解槽精盐水总流量串级控制，以保持进口阳极液浓度在规定值，同时为了防止钛管腐蚀。其中一部分进入氯酸盐分解槽进行分解，将盐水中的氯酸盐降低到规定值。另外大部分淡盐水通过LCV-260阀送往脱氯塔T-

14、310，排放量由LICZA-260控制LCV-260保持淡盐水槽D-260液位在规定范围。其中还有一小部分淡盐水经冷却器E-264、PHIT-264、FI-264，检测淡盐水的PH 值及流量后排入淡盐水槽D-260；氯气送往氯氢处理工段，由设置在氯气总管上PCV-216A/B阀来控制氯气压力，PCV-216阀由PICZA-216控制在规定范围,PICZA-216与PIT-216串级控制。开车时来自精盐水高位槽D-170的精盐水, 通过流量计FIT-241与经流量计FIT-242、FCV-242阀来的纯水混合，精盐水浓度由FICA-242串级控制FCV-242阀在规定范围，然后通过KV-241A

15、 H 阀、流量计FIT-231A H 、FCV-231A H 阀、槽头过滤器BS-231A H 加入电槽阳极室，流量由DCS 主控通过FCV-231A H 阀调节在规定范围。电槽停车后，水洗时，纯水通过PCV-244（自立式调节阀），自动调节压力后，经流量计FIT-235A H 、槽头过滤器BS-231A H 加入电槽每个阳极室。2、阴极液部分阴极液由碱液高位槽D-273通过每台电槽的流量计FIT-232A H 、槽头过滤器BS-232A H 经阴极液进口总管上的软管进入电解槽R-230A H 的每个阴极室，阴极液流量由流量计FIT-232A H 监控。为了确保阴极液浓度在规定值，需将纯水加至

16、阴极液中，纯水经流量计FIT-221、FCV-221阀加入阴极液进口总管，纯水流量由FICA-221来控制FCV-221阀，FICA-221由总电流串级控制以成品碱的流量、浓度为参数。阴极液在阴极室电解产生氢气和NaOH ，由单元槽出来的氢气和阴极液的混合物通过软管进入出口总管至分离器，被分离成氢气和碱液，然后阴极液去碱循环槽D-270；氢气汇入氢气总管，送往氯氢处理工段，氢气压力由设置在氢气总管上的PCV-226A/B阀控制，PCV-226A/B阀由PICZA-226控制，PICZA-226A/B通过PICZA-216串级控制，保持氯氢压差PDIZA-200在设计范围内。碱储槽D-270内的

17、阴极液，通过碱液泵P-274A/B大部分碱液经LCV-273阀、冷却器E-273送至碱高位槽D-273，液位由LICA-273控制LCV-273阀在规定范围内；阴极液温度由TICA-273控制TCV-273决定冷却器E-273的冷却水进量，保持电解槽温度在设计范围内。另一部分碱液经LCV-270阀、流量计FIT-274去成品碱中间槽D-274，碱储槽D-270液位由LICZA-270控制LCV-270阀，使碱储槽D-270液位平稳，去成品碱槽D-274的碱液流量由流量计FIT-274监测、累计。一小部分阴极液经BS-270A/B、FI-273、DT-274，检测烧碱浓度后，返回阴极液出口总管。

18、开车时，来自成品碱槽D-274的烧碱经流量计FI-243、槽头过滤器BS-232A H 加入电槽的每个阴极室，通过换热器对电解槽进行循环升温。电槽停车后，水洗时，纯水通过PCV-244（自立式调节阀）自动调节压力后，经流量计FIT-236A H 、槽头过滤器BS-232A H 加入电槽每个阴极室。三、脱氯工序由淡盐水泵P-264A/B来的淡盐水通过PHCV-312阀、流量计FIT-313加入适量的高纯酸，混合均匀后送往脱氯塔T-310，其中小部分淡盐水经E-312冷却至规定温度后送往PHIT-312检测PH 值，高纯酸加入量由PHICA-312串级控制PHCV-312阀，保持脱氯前淡盐水PH

19、值在工艺指标范围内。淡盐水进入脱氯塔T-310急剧沸腾，水蒸汽携带氯气进入脱氯塔冷却器E-310，水蒸汽冷却后氯水排入阳极液排放槽D-280；氯气由真空泵C-319A/B经真空泵分离器D-319，进一步冷却后，将冷却后氯水排入阳极液排放槽D-280，氯气送往氯气总管，真空度由PICA-310串级控制PCV-310阀在工艺指标范围内。出脱氯塔T-310的淡盐水通过流量计FIT-315、PHCV-314阀加入烧碱，调节淡盐水PH 值，烧碱加入量由PHICA-314串级控制PHCV-314阀，保持脱氯后淡盐水PH 值在工艺指标范围内。然后经脱氯淡盐水泵P-314A/B、LCV-310阀去一次盐水工段

20、，脱氯塔T-310的液位由LICZA-310串级控制LCV-310阀，在脱氯淡盐水泵P-314A/B后加入由亚硫酸钠罐D-320配制的浓度约为10%的亚硫酸钠溶液以彻底除去残余的游离氯，流量通过FICA-324控制FCV-324阀，FICA-324值由流量计FIT-324和0IA-314的值而定。然后小部分加过烧碱、亚硫酸钠的淡盐水经E-314冷却，通过PHIT-314、0IT-314，测量PH 值及氧化还原电位后去阳极液排放槽D-280。 四、其它部分1、阳极液排放槽D-280：电解槽停车后阳极室排放的阳极液、氯氢处理来得氯水及其它仪表排来的淡盐水，经阳极液排放泵P-284A/B/C去脱氯塔T-310，阳极液排放槽D-280的液位由LIZA-280控制阳极液排放泵P-284A/B的频率，调节阳极液排放槽D-280的液位。2、阴极液排放槽D-290：主要由电解槽停车后阴极室排放的阴极液，达到一定液位后由阴极液排放泵P-294经流量计FI-294排界外罐区。3、纯水槽D-360：纯水来自纯水站，液位保持在规定范围，一部分由纯水泵P-364A/B，送至各用水点（WM1），另一部分由P-364C 送至各用水点（WM2）。4、高纯盐酸储槽D-350：由界外来的高纯酸，经过滤器YS-420