二次盐水及电解

1、烧碱片区学习课件1烧碱片区概述化盐精制压滤 盐泥粗盐水 滤液 一次盐水二次精制 精盐水电解脱氯 蒸发32烧碱 浓缩50烧碱 片碱湿氢气湿氯气压缩干燥压缩干燥氯化氢单体转化高纯盐酸液氯纯水吸收加压降温2螯合树脂塔一.螯合树脂塔工作过程如下：1.吸附： 在生产中含有Ca2+、Mg2+和其它重金属离子的盐水进入树脂塔，被树脂络合，此时上层树脂已成Ca型，下面仍是Na型。中层有一部分Ca型，其它仍为Na 型，称为交界层。当盐水不断的进入树脂塔，Ca型越来越厚，交界层逐渐下移,直到塔的底部，这时从塔底流出的盐水中的Ca2+、Mg2+含量升高，这时树脂应该再生，原先串联的起保护作用的另一个塔开始工作。在交

2、界层到达塔的底部时，Ca2+、Mg2+开始泄漏，浓度超过允许值的那个点称为贯穿点。32.脱吸：在实际生产中加入5%盐酸溶液“洗”树脂，随着酸度的增加，下述平衡向右移动。 原先络合的金属离子全部“洗”脱，这时的树脂叫做“H”型。 3.再生：在已“洗脱”金属离子的“H”型树脂中加入4%NaOH溶液，调节PH=1011，由于溶液中H+大量减少，使下列平衡向右移动。树脂又回到吸附前的状态，称为Na型。4 二.树 脂 塔 的 工 艺 流 程 过滤流程： 在自一次盐水工序来的盐水总管上先加入高纯盐酸，以中和过量的碱，然后进入过滤盐水槽，出槽后先加少量碱微调将PH值调到螯合树脂要求的范围，再加少量亚硫酸钠以

3、进一步脱除游离氯。然后进入螯合树脂塔，开车初期或原始开车，为防止不合格盐水进入螯合树脂塔，过滤盐水也可以走开车管线，先进入淡盐水受槽，送回一次盐水工序，反复循环，反复精制，直至合格后再将盐水切换至进精盐水的管线。5再生流程：再生时，先加纯水将塔内盐水置换干净。加盐酸时，盐酸从盐酸计量槽出来，经盐酸喷射器，加压进纯水管道，加纯水稀释到5%，进螯合树脂塔，出塔废液进废水坑，加碱时碱液从烧碱计量槽出来，经烧碱喷射器，加压进纯水管道稀释至4%，进螯合树脂塔，出塔废碱液进废水坑，废水泵送至中和池，再生结束后，返洗及冲洗盐水进入废水坑，用泵送回一次盐水工序。6正常操作流程：盐水温度达到进塔要求(6065)

4、之后进入螯合树脂塔，进一步除去盐水中的Ca2+、Mg2+等重金属离子，出塔盐水经塔后过滤器，进入二次精盐水贮槽，然后用二次精盐水泵，送入盐水加热器，用蒸汽加热到电槽需要的温度 7075度，送入阳极室。7 三.二次盐水精制各控制点运行说明二次盐水精制我厂为三塔流程，运行说明如下：在进入螯合树脂塔前，有一流量控制阀，其信号来自精盐水储槽，通过对流量的控制，以保持精盐水储槽的液位。8以A、B两塔运行，C塔再生为例。当两塔进行二次盐水精制时，树脂塔-01A、树脂塔-02A与树脂塔-03B三阀全部开启，盐水经过滤器，进入精盐水储槽，其余各阀全部关闭（A、B塔），此时C塔进行再生，再生过程共分为九个步骤：

5、（1）水洗（1h）此时树脂塔-16、树脂塔-08C、树脂塔-04C、树脂塔-07C四阀开启，C塔其余各阀关闭，树脂塔-17也关闭，塔内盐水被纯水顶入二次盐水B坑中，由泵打至一次盐水工序。9（2）反洗（30min）此时树脂塔-16、树脂塔-08C、树脂-06C、树脂塔-05C、树脂塔-17五阀开启，C塔其余各阀全部关闭，破碎的树脂及盐水中沉积下来的悬浮物随纯水经过滤器进入二次盐水A中。（3）酸洗（45min）此时树脂塔-10、树脂塔-11开启，树脂塔-16、树脂塔-13、树脂塔-14关闭，树脂塔-08C、树脂塔-04C、树脂塔-07C、树脂塔-17开启，与纯水混合后的5%盐酸从塔顶进入，塔底流出

6、，经过滤器进入二次盐水A中。10（4）水洗（2h）此时树脂塔-16、树脂塔-08C、树脂塔-07C、树脂塔-17开启，废水经过滤树脂塔-04C器进入二次盐水A中。（5）碱洗（1.5h）此时树脂塔-13、树脂塔-14开启，树脂塔-16、树脂塔-10、树脂塔-11关闭，树脂塔-08C、树脂塔-04C、树脂塔-07C、树脂塔-17开启，与纯水混合后的4%氢氧化钠从塔顶进入，塔底流出，经过滤器进入二次盐水A中。11（6）水洗（1h）此时树脂塔-16、树脂塔-08C、树脂塔-04C、树脂塔-07C、树脂塔-17开启，废水经过滤器进入二次盐水A中。（7）待机（13h15min）（8）盐水填充（3h）此时树

7、脂塔-15、树脂塔-08C、树脂塔-06C、树脂塔-05C开启，其余各阀关闭，当盐水从塔顶流出时，经过滤器进入二次盐水B中。（9）待机（1h）12课 后 练 习1.二次盐水精制的目的？2.二次盐水精制的主要控制指标？3.二次盐水精制的主要步骤？4.树脂塔外排水有哪几部进入b坑中，最终送到哪里？13电解生产任务与产品介绍一生产任务1将合格的一次精制盐水通过螯合树脂塔制成符合入槽条件的二次精制盐水，送入离子膜电解槽阳极室电解，同时将纯水送电解槽阴极室（原始开车加28%烧碱溶液）电解。未电解的淡盐水脱氯后仍送回一次盐水工序，生成的碱液送往蒸发固碱工序或送出界区；氯、氢气送至氯、氢处理工序。2生产合格

8、的碱液和氯、氢气，完成公司下达的产量计划。3将电解工序事故氯气、液氯尾气和其它工序排放的氯气，用32%碱液吸收，生产次氯酸钠溶液，然后用NaCIO泵送出界区，可供一次盐水工序做精制剂或聚氯乙烯分厂乙炔工序做净制剂。14二产品介绍电解工序生产的湿氯气、湿氢气、次氯酸钠溶液均为半成品，送出界区外处理或使用；32%离子膜碱约二分之一作为成品冷却后出售，二分之一作为半成品，送蒸发固碱工序制成50%液碱或98%片碱出售。其规格及理化特性见表1：15序号名称技术规格理化特性及用途1离子膜碱NaOH32%(wt)NaCI35PPm(wt)Fe2O33PPm(wt)烧碱溶液产品俗称液碱，有强碱性，有滑腻感。对

9、皮肤、纸张、织物有强腐蚀性。是用途极广的基本化工原料。用于：轻纺工业，如造纸、印染等。化学工业，如农药、染料等石油工业，如精炼石油，油脂等国防，机械、医药工业等。2湿氯气CI298.5%(vol)O21.5%(vol)H20.03%(vol)氯气(CI2)：常温下氯气为黄绿色气体，比空气重2.5倍。沸点-34，熔点-101。氯气属剧毒性气体，吸入对人体危害极大。高温湿氯气对钢等金属设备腐蚀性较大。主要用于合成氯化氢气体制盐酸，制农药、消毒、漂白，有机氯产品等。3湿氢气H299.9%(vol)氢气(H2)：氢气是一种无色、无嗅、无味的气体，重度很小，在标准状态下为0.089Kg/m3，等于空气的

10、1/14.38，在所有的气体中最轻，故易存留在设备的最高处，应注意防爆；主要用于合成氯化氢气体制盐酸、农药等，也可做燃料。4次氯酸钠溶液有效氯10%NaCIO水溶液呈碱性，能逐步分解为氯化钠、氯酸钠、氯化氢，在光作用下或加热时，分解更迅速；是强氧化剂。水溶液在真空中蒸发时，能析出不稳定的五水物NaCIO5H2O，其极易变成一水物NaCIOH2O，后者加热到70即分解爆炸。用于漂白纸浆、织物，并用作氧化剂和水净化剂等。16三 .原辅材料本工序所用原料为通过戈尔过滤精制的一次盐水，辅助材料有烧碱、亚硫酸钠、螯合树脂、高纯盐酸、纯水、氮气等。见表217序号材料名称技 术 规 格作 用 1一次精盐水N

11、aCI 3105g/L; NaOH 0.20.6g/LNa2CO3 0.40.7g/LCa2+10PPmMg2+2PPmSO42-5g/LFe3+1ppm游离氯(以CIO-计) 0CIO3-2g/LSiO25ppmBa2+0.5ppmHg10ppmMn2+0.01ppmI20.2ppmSS10ppmPH = 1011电解原料电解工序原辅材料技术规格18四.离子膜电解原理 1电解： 当电解质溶解在水中时，便离解成带电的质子，这个过程叫电离。例如食盐溶解在水中时（同样有少量水分子电离）。 NCI N + CI HO H + OH当直流电通过电解质水溶液时，这些离子按同性相斥，异性相吸的原理来运动，

12、即带正电荷的阳离子向阴极迁移，带负电荷的阴离子向阳极迁移。根据这个原理，当电解食盐水溶液时，氯离子在阳极上放电变成氯原子，随后变成氯分子而逸出。氢离子在阴极上放电变成氢原子，随后变成氢分子而逸出。即：2CI- 2e 2CI 2CI CI2 2H+ + 2e 2H 2H H2 不放电的钠离子和氢氧根离子在阴极附近生成氢氧化钠。192离子膜电解食盐水溶液制NaOH的原理：离子膜又叫阳离子交换膜，它的特点就是电解时对阳离子具有选择透过的特性。食盐溶液电解时，Na+透过离子膜迁移到阴极室，而阴离子OH-却不能透过离子膜到达阳极室，因而产出的NaOH纯度极高。（开车时为加快OH-产生速度，需在阴极室加入

13、少量NaOH溶液）。如图所示：20 五.电 解 槽 流 程1. 阳极室进出物料 盐水加热到进槽温度7075度，进入电解槽的各单槽，盐酸从盐酸高位槽中流出进入电槽的各单槽。阳极上产生的Cl2 ，进入氯气冷却器冷却后，进入氯气处理工序的氯气洗涤塔；出氯气冷却器的氯气总管上有一支管路经氯气负压水封、正压水封将平衡压力多余的氯气排至废气处理系统。阳极室未电解的淡盐水进入淡盐水受槽，部分经过氯酸盐分解槽，用淡盐水泵送入脱氯塔。21 2 .阴极室进出物料 纯水通过纯水泵加入电槽阴极室；原始开车时，碱从开车碱槽通过开车碱泵加入阴极室，而生产正常后从烧碱受槽用碱泵加入电槽阴极室。阴极上产生的氢气进入氯氢处理工

14、序的氢气喷淋冷却器；氢气总管上有一支管经过氢气正压水封，将超压氢气放空。22 阴极室出来的32液碱经过碱液断电器，进入烧碱受槽，根据市场需求，需出售的碱液用烧碱泵，打入碱液冷却器冷却后，送至成品罐区直接出售；剩余碱液直接送至蒸发固碱工序，生产50液碱或片碱。23课 后 练 习1.离子膜电解槽的生产原理？2.离子膜电解的化学反应方程式？3.离子膜电解的方块图？4.离子膜电解的主要控制指标？24废 气一.氯气吸收原理烧碱（NaOH）溶液吸收氯气，会生成次氯酸钠，同时放出热量，反应方程式如下： 2NaOH + CI2 = NaCIO + NaCI + H2O 在反应过程中，由于氯气中含有氧气（O2）

15、，而且，NaCIO不稳定，分解产生氯酸钠（NaCIO3）所以，为了保证次氯酸钠的纯度，生产系统应密闭，避免与空气或其它氧化物接触，同时控制反应温度不要太高，避免NaCIO的分解。25 二.废 气 处 理 流 程1电解工序、氯氢处理工序事故氯气，液氯尾气及其它事故氯气，都进入氯气吸收塔底部，用烧碱液吸收掉大量氯气；未反应完的氯气从吸收塔顶部出来，再进入尾气吸收塔底部，氯气在尾气吸收塔内几乎全部被吸收，极少量未被吸收的氯气及氯气中夹带的杂质气体（符合环保排放规定），从尾气吸收塔顶部出来，然后通过风机抽吸放空。262碱液及次氯酸钠溶液流程：碱液和氯气逆流接触。自电解工序来的32%碱液先进入1#、2#

16、循环槽。2#循环槽碱液用尾气吸收塔循环泵，送入尾气吸收塔冷却器（用10冷水冷却），冷却后从上部进入尾气吸收塔，吸收液从底部流出仍回到2#循环槽继续循环使用，其中一部分进入1#循环槽；1#循环槽内碱液用吸收塔循环泵，送入吸收塔循环液冷却器（用10冷水冷却）冷却后碱液从上部进入吸收塔，吸收完液体仍回到1#循环槽继续循环使用，其中一部分合格的NaCIO溶液，从循环液旁路管道送出界区。27课 后 练 习1.废气处理的目的什么？2.废气处理的化学方程式？3.简述废气处理的工艺流程？4.废气处理的方块工艺流程图？28脱 氯一.脱氯原理在离子膜电解过程中，由于氯气溶于水、氯气和水反应、氢氧根离子反渗过离子膜

17、等原因发生下列反应： CI2 + H2O HCIO + HCI NaOH + CI2 NaCIO + NaCI + H2O导致出槽淡盐水中含有CI2、次氯酸（氯酸）、次氯酸盐（氯酸盐），以氯气计称为游离氯。游离氯存在于盐水中，会腐蚀设备、管道，阻碍一次盐水精制沉淀物的形成，损坏二次盐水树脂塔中的树脂，危害极大，所以游离氯必须除去。29我们所用的方法是真空脱氯与化学脱氯相结合的方法。就是先加盐酸使平衡向生成氯气的方向移动，然后在真空下使较高温度的淡盐水处于沸腾状态，产生蒸汽，利用生成的气泡带走氯气，极少量的溶解氯气采用滴加Na2SO3的方法除去。游离氯与亚硫酸钠反应如下：Na2SO3 + CI2 + H2O Na2SO4 + HCI30二.淡盐水脱氯流程未脱氯淡盐水从电解槽阳极室出来，进入淡盐水受槽,氯气在冷却过程中聚积在管