氯碱工艺培训课件.pptx

1、氯碱生产工艺氯碱生产工艺内蒙古宜化化工股份有限公司内蒙古宜化化工股份有限公司目目 录录2.2.电石工艺电石工艺3.3.烧碱工艺烧碱工艺4.4.VCMVCM工艺工艺5.5.PVCPVC工艺工艺1.前言前言1.1.前言前言前前 言言、氯碱工业、氯碱工业 氯碱工业以盐为原料，电解工业盐水制成氯碱工业以盐为原料，电解工业盐水制成烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气进一步制成以烧碱、盐酸、氯气、氢气，氯气进一步制成以聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品，目前我国生聚氯乙烯为代表的多种耗氯产品，目前我国生产产200多种耗氯产品，主要品种多种耗氯产品，主要品种70多个。多个。氯碱工业是国民经济的重要组成部分，是氯碱工业是国

2、民经济的重要组成部分，是基础化工原材料的生产供应行业，其碱、氯、基础化工原材料的生产供应行业，其碱、氯、酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造酸等产品广泛地应用于建材、化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业，在整个国家工业体系纸、纺织、石油等工业，在整个国家工业体系中占据着十分重要的基础性地位。中占据着十分重要的基础性地位。前前 言言、中国氯碱产能，世界第一。、中国氯碱产能，世界第一。01000200030004000500060002001200220032004200520062007200820092010世界产能中国产能10%12%13%15%19%26%34%35%39%41%前前 言

3、言工业盐工业盐电解电解氯气氯气烧碱烧碱氢气氢气HClC2H2转化转化C2H3Cl聚合聚合PVC电石法或乙烯法电石法或乙烯法电石或电石或乙烯乙烯、主要生产过程、主要生产过程前前 言言、主要产品、主要产品1.碳化钙（俗名电石）碳化钙（俗名电石）化学式：CaC2，相对分子量：64.1。纯的碳化钙几乎是无色透明的晶体，不溶于任何溶媒中。在18时相对密度为2.22，化学纯的碳化钙只能在实验室中，用加热的金属钙和纯碳使其直接化合的方法而制得。我们通常所说的电石是指工业碳化钙而言。它是由生石灰和碳素原料制得。电石中除了含大部分碳化钙外，还含有少部分杂质，这些杂质都是从原料中的杂质转移过来的。电石的外观为各种

4、颜色的块状体，其颜色随碳化钙的含量不同而不同，有灰色的、棕黄色的或黑色的，含碳化钙较高时则呈紫色。若电石的新断面暴露在潮湿的空气中，则因吸收了空气中的水分而使断面失去光泽变成灰白色。电石的相对密度决定于CaC2含量。且随着碳化钙的含量减少，则相对密度增加。电石的熔点也随碳化钙的含量改变而改变，纯碳化钙的熔点为2300，工业碳化钙的含量一般为80左右，其熔点常在2000左右。工业碳化钙有两个最低熔点，第一个是相当于含碳化钙69与含氧化钙31的混合物，第二点是相当于含碳化钙35.6与氧化钙64.4的混合物。前前 言言1.碳化钙（俗名电石）碳化钙（俗名电石）电石能导电，其导电性与电石纯度有关，碳化钙

5、含量越高，导电性能越好；反之越差。当CaC2含量下降到7065%之间时，其导电性能达到最低值，通常比电阻约120000/cm3。CaC2含量为94%时，通常比电阻为450/cm3。电石的导电性也与温度有关，温度越高，导电性则越好。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

6、物质。前前 言言2.氢氧化钠（俗名烧碱、火碱、苛性钠）氢氧化钠（俗名烧碱、火碱、苛性钠）化学式：NaOH，相对分子量：40。纯的无水氢氧化钠为白色不透明的固体，质脆易溶于水并放出大量的热，在空气中易潮解，且吸收CO2生成碳酸氢钠和碳酸钠。熔点：318.4,沸点：1390。相对密度（水=1）为2.12。氢氧化钠的水溶液为水白色或浅色不透明溶液，呈强碱性，有强烈的腐蚀性，它以灼伤的方式作用于人体组织，可溶解蛋白，形成碱性变性蛋白。对眼睛、皮肤有很强的腐蚀性作用。浓度越高、温度越高，腐蚀作用越强。化学性质：氢氧化钠是强碱，与酸发生剧烈反应，在潮湿空气中与锌、铝、锡、和铅金属生成可燃气体H2。与湿气或

7、水接触吸湿放出热量。烧碱在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在染料、塑料、药剂及有机中间体生产中，旧橡胶的再生中，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，要使用大量的烧碱。前前 言言3.氯气氯气分子式：Cl2，分子量：71。黄绿色带有刺激性气味的气体，属有毒气体。相对密度（空气=1）2.48，相对密度（水=1）1.47，沸点-34.5，熔点-101，饱和蒸气压506.62kPa（10.3）；临界温度144，临界压力7.71MPa。本品略溶于水，易溶于碱液，遇水

8、时有腐蚀性。氯气是一种有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成有害的影响：次氯酸使组织受到强烈的氧化；盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡。由食道进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。氯气在生产区允许浓度1mg/m3。前前 言言3.氯气氯气化学性质：化学性质非常活跃,除惰性气体外,几乎可以与各种元素直接化合。氯也能和许多化合物起反应，在自然界以游离状态存在的氯是极少的，大多数以无机化合物形式存在。（1）氯气与

9、水反应在常温下，氯气微溶于水，生成少量的盐酸和次氯酸。Cl2+H2O HClO+HCl（2）氯气与各种金属反应生成氯化物2Fe+3Cl2 点燃 2FeCl3(棕色的烟)在有水存在时，金属氯化物会水解生成盐酸，加速管道腐蚀，所以氯气在干燥之前不能使用铁质材料。（3）氯气与氢气反应氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体（4）氯气与碱溶液反应Cl22NaOH NaClNaClOH2O前前 言言3.氯气氯气 用途：主要下游产品氯PVC建材氯苯系列农药医药制冷剂化妆品肥皂洗涤剂农药次氯酸钠氯化苄漂粉精氯乙酸光气ECH氯化橡胶氯化高聚物洗涤剂消毒剂医药化妆品草甘磷汽车零件油墨建材家具橡胶弹性体涂料TDI

10、MDI聚氨酯甘氨酸CMC食品环氧树脂合成甘油防冻液电缆护套医药涂料香料电子电气元件氯甲烷有机硅电线电缆薄膜建材三氯氢硅多晶硅光伏能源甲烷氯化物氯代系列PCL3PO聚醚涂料粘结剂前前 言言4.氢气氢气分子式：H2，分子量：2。无色无臭气体。工业用本品纯度：工业98.0%，高纯99.999%。熔点：-259.2，沸点：-252.8，饱和蒸气压：13.3kPa（-257.9）。化学性质：氢气是可燃性气体，与空气或氯气均可形成易燃和易爆的混合物，其与空气混合爆炸极限为4.1%74.1%（体积%）；与氯气混合的爆炸极限为587.5%（体积%）；氢氧混合物中，氢的爆炸极限为4.595%（体积%）。用途：石

11、油精炼、电子、食品、化工生产、航天等行业前前 言言5.乙炔乙炔分子式：C2H2，分子量：26。纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢、磷化 氢、砷 化 氢,而 带 有 特 殊 的 臭 味。乙 炔 的 沸 点：-8 3.6 ，熔 点（118.656kPa）：-80.8。乙炔在易燃易爆性能上和氢气很相似，在空气中爆炸极限2.3%-72.3%（体积%）。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险，受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸，因此不能在加压液化后贮存或运输。乙炔微溶于水，易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15和1.5MPa时，乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L

12、，溶液是稳定的。因此，工业上是在装满石棉等多孔物质的钢桶或钢罐中，使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入，以便贮存和运输。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。前前 言言6.氯乙烯氯乙烯氯乙烯简称VC，液氯乙烯简称VCM。分子式：C2H3Cl，分子量：62.5。无色、易液化、具有醚样气味气体，熔点：-159.8 ，沸点：-13.4，临界温度142，临界

13、压力5.22MPa。相对密度（水=1）：0.91，相对蒸气密度（空气=1）：2.15。与空气混合爆炸下限：3.6%，爆炸上限：31.0%。本品微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂。本品用作塑料原料及用于有机合成，也用作冷冻剂等。本品车间空气中最高容许浓度（MAC）我国为30mg/m3。前前 言言7.聚氯乙烯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

14、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。前前 言言 、宜化氯碱、宜化氯碱 内蒙古化工股份有限公司PVC新工程于2010年4月投产，目前拥有年产29万吨烧碱的离子膜烧碱装置和年产36万吨PVC的电石法PVC生产装置。目前宜化集团生产PVC的子公司还有股份公司（2003年投产，年产烧碱10万吨、PVC12万吨）、楚星公司（2007年投产，年产烧碱6万吨、PVC10万吨）、青海宜化(2011年4月投产，年产烧碱30万吨、PVC30万吨)。并且，新疆宜化总规划年产120万吨PVC，2012年将投产一期30万吨PVC。前前 言言 、内蒙宜化物料流程简图、内蒙宜化物料流程简图石灰

15、石粗乙炔气生石灰炭材高压电弧精乙炔气精煤气粗煤气焦炭精盐水氢气氯气直流电工业盐电石32碱气烧窑脱水、合成、净化造气炉化盐、精制、效蒸发效蒸发粗VC气液氯氯化氢洗涤干燥发生器冷凝精馏甲酸钠料液VCM浆料聚合电石炉尾气PVC脱硫脱碳合成反应器炭粉甲酸钠离心干燥甲酸钠尾气兰炭碳球碳成型整流变交流电电解槽 变换CO2H2洗涤冷却48碱片碱提氢高纯酸清净二合一炉工业酸降膜吸收器粗VC气干燥废次钠破碎液氯冰机次钠汽提回收电石炉电石工艺电石工艺炭材干燥炭材干燥岗位任务：将含水较高的焦炭、兰炭送入干燥机，与沸腾炉来的热风换热，除去焦材中的水份，再通过筛分入仓供后工段使用。工艺流程：干燥干燥机机布袋布袋除尘除尘

16、器器沸腾沸腾炉炉日料日料仓仓筛分筛分原料原料仓仓旋风旋风除尘除尘器器炭材炭材放空放空筛分、破碎皮带皮带皮带电石工艺电石工艺炭材干燥炭材干燥炭材干燥外景电石工艺电石工艺炭材干燥炭材干燥回转窑电石工艺简介电石工艺简介炭材干燥炭材干燥回转窑电石工艺电石工艺气烧窑气烧窑装置原理：气体燃料石灰竖窑的装置原理是把具有一定粒度的石灰石从窑的上部加入，由于重力的作用，物料自上而下移动，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。9001250

17、CaCO3 CaO+CO2 -42.5 kcal电石工艺电石工艺气烧窑气烧窑石灰石料场上料斜桥电石工艺电石工艺气烧窑气烧窑气烧窑外景气烧窑外景电石工艺电石工艺电石炉电石炉反应原理：氧化钙与碳素原料在电石炉内凭借电流通过电极产生的电弧热和电阻热在18002200的高温下反应而生成碳化钙，其反应方程式如下：CaO+3C=CaC2+CO111.3千卡副反应CaC2=Ca+2C14.5千卡CaCO3=CaO+CO242.5千卡CO2+C=2CO39.2千卡H2O+C=CO+H239.6千卡Ca(OH)2=CaO+H2O26千卡Ca2SiO4=2CaO+SiO229千卡SiO2+2C=Si+2CO137

18、千卡Fe2O3+3C=2Fe+3CO108千卡Al2O3+3C=2Al+3CO291千卡MgO+C=Mg+CO116千卡电石工艺电石工艺电石炉电石炉工艺流程：炭材 日料仓密闭型链式输送机粗气风机增压风机石灰 日料仓净气风机一、二级旋风冷却除尘器出锅料仓布袋过滤器配料站环形加料机电石炉电石炉尾气熔融电石电石冷破车间尾气灰渣回收利用尾气尾气尾气尾气气烧窑或 甲酸钠脱硫灰渣灰渣电石工艺电石工艺电石炉出锅电石炉出锅电石工艺电石工艺电石冷破车间电石冷破车间电石工艺电石工艺电石尾气回收装置电石尾气回收装置电石工艺电石工艺电石炉外景电石炉外景电石工艺电石工艺电石炉二楼电石炉二楼电石电石工艺工艺电石电石炉二炉

19、二楼楼电石工艺电石工艺电石炉三楼电石炉三楼电石工艺电石工艺电石炉四楼电石炉四楼电石工艺电石工艺电石炉四楼电石炉四楼电石炉电极电石工艺电石工艺电石炉电极壳电石炉电极壳电石工艺电石工艺电石炉中控室电石炉中控室烧碱工艺烧碱工艺化化盐盐二次二次盐盐水水精制精制电电 解解 效蒸效蒸发发、效蒸效蒸 发发氯处氯处理理氢处氢处理理液化、液化、充装充装二合一二合一原盐原盐Cl2H232%烧碱烧碱48%烧碱烧碱液氯液氯高纯盐酸高纯盐酸淡盐水淡盐水淡淡盐盐水水脱氯脱氯外外销销外外销销自用、自用、内转内转、外外销销供供电电解解使用使用 效蒸效蒸 发发固碱固碱 新系统新系统HCl气体气体送新送新转转化化 老系统老系统工

20、业盐酸工业盐酸送老解析送老解析汽化器汽化器氯气氯气氯气氯气烧碱工艺烧碱工艺化盐工艺化盐工艺1.岗位任务岗位任务 将原盐通过加入一定量的氢氧化钠、将原盐通过加入一定量的氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡等精制剂后，采用沉降碳酸钠、氯化钡等精制剂后，采用沉降经膜过滤的办法制得合格的一次盐水供经膜过滤的办法制得合格的一次盐水供电解使用。电解使用。烧碱工艺烧碱工艺化盐工艺化盐工艺2.工艺原理工艺原理原盐中除了含有大量的原盐中除了含有大量的NaCl之外之外,还含有还含有Ca2+、Mg2+、SO42-等化学杂质和机械杂质。这些杂质在化盐过程中，也被带进等化学杂质和机械杂质。这些杂质在化盐过程中，也被带进盐水中，用含

21、有杂质的盐水进行电解，直接影响电流效率及离子膜盐水中，用含有杂质的盐水进行电解，直接影响电流效率及离子膜的使用寿命，影响氯碱生产的经济效益。因而除掉这些杂质，生产的使用寿命，影响氯碱生产的经济效益。因而除掉这些杂质，生产合格的精制盐水在氯碱生产中显得尤为重要。合格的精制盐水在氯碱生产中显得尤为重要。用用BaCl2除除SO42-：Ba2+SO42-=BaSO4用用Na2CO3和和NaOH溶液除溶液除Ca2+、Mg2+：Ca2+CO32-=CaCO3Mg2+2OH-=Mg(OH)2CaCO3、Mg(OH)2为沉淀物，加入为沉淀物，加入TXY（絮凝剂）溶液后（絮凝剂）溶液后可胶溶、携同沉淀，且沉淀速

22、度加快可胶溶、携同沉淀，且沉淀速度加快。烧碱工艺烧碱工艺化盐工艺化盐工艺3.流程方框图流程方框图淡盐水淡盐水来电解来电解来除钙除钙A槽槽预处理预处理器器加压溶加压溶气罐气罐粗盐水粗盐水池池2#折流折流槽槽化盐池化盐池配水槽配水槽道尔澄道尔澄清桶清桶1#折流折流槽槽除钙除钙B槽槽缓冲槽缓冲槽PE过滤过滤器器BaCl2淡淡精盐水精盐水储槽储槽3#折流折流槽槽凯膜凯膜去电解去电解 二次盐水二次盐水板板框框压压滤滤机机32%NaOHFeCl3Na2CO3非正常时非正常时正常时正常时压缩空气压缩空气烧碱工艺烧碱工艺化盐工艺化盐工艺烧碱工艺烧碱工艺化盐工艺化盐工艺4.主要工艺指标主要工艺指标溶盐温度（出口

23、）：溶盐温度（出口）：6065盐水含铵：盐水含铵：1mg/l（无机铵）（无机铵）4mg/l（总铵）（总铵）精、粗盐水精、粗盐水NaCl浓度：浓度：300315g/l精盐水精盐水SS：10ppm游离氯：游离氯：0精盐水含精盐水含Ca2+、Mg2+：10mg/l烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺1.岗位任务岗位任务1.1 盐水过滤岗位盐水过滤岗位将化盐岗位送来的一次精制盐水通过过滤器的过滤，将一次精制盐水中的固体将化盐岗位送来的一次精制盐水通过过滤器的过滤，将一次精制盐水中的固体悬浮物含量降低到悬浮物含量降低到1ppm以下，以除去盐水中的大部分固体颗粒，同时调节盐水以下，以除去盐水中的大部分固体颗粒

24、，同时调节盐水的的pH值和温度，以保证下工序螯合树脂塔的正常运转。值和温度，以保证下工序螯合树脂塔的正常运转。1.2 螯合树脂塔岗位螯合树脂塔岗位将将pH值为值为8.59.5之间的过滤盐水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂质金属阳之间的过滤盐水通过螯合树脂塔吸附盐水中的杂质金属阳离子，制取合格的二次精制盐水。通过螯合树脂塔的再生恢复树脂的性能使树脂循离子，制取合格的二次精制盐水。通过螯合树脂塔的再生恢复树脂的性能使树脂循环使用，保证二次精制盐水质量合格。环使用，保证二次精制盐水质量合格。1.3 电解岗位（电解岗位（200工序）工序）将合格的二次精制盐水送到电解槽进行电解，阳极生产出符合要求的氯气，阴

25、将合格的二次精制盐水送到电解槽进行电解，阳极生产出符合要求的氯气，阴极生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡盐极生产出合格的液碱和氢气，湿氯气和氢气送氯处理岗位和氢处理岗位，阳极淡盐水送淡盐水脱氯岗位水送淡盐水脱氯岗位,阴极产生的阴极产生的32%碱液送蒸发岗位。碱液送蒸发岗位。1.4 淡盐水脱氯岗位（淡盐水脱氯岗位（160工序）工序）将电解产生的含氯淡盐水进行真空和化学脱氯，将脱氯后的脱氯盐水送往化盐将电解产生的含氯淡盐水进行真空和化学脱氯，将脱氯后的脱氯盐水送往化盐岗位做化盐配水。岗位做化盐配水。烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺2.工艺原理工艺原理2.1 盐水过

26、滤岗位工艺原理盐水过滤岗位工艺原理盐水过滤采用碳素烧结管的多孔性进行微孔过滤，经过过滤以后，盐水过滤采用碳素烧结管的多孔性进行微孔过滤，经过过滤以后，10m以上的微小颗粒大部分被除去，以上的微小颗粒大部分被除去，Mg2+和和Ca2+的含量得到降低；过滤的含量得到降低；过滤之前须将碳素管上预涂具有支撑、分散作用之前须将碳素管上预涂具有支撑、分散作用-纤维素，形成过滤层，过滤层纤维素，形成过滤层，过滤层到一定厚度时进行反洗，过滤结束后通过返洗清洗掉粘附有悬浮物的过滤层保到一定厚度时进行反洗，过滤结束后通过返洗清洗掉粘附有悬浮物的过滤层保持碳素管的备用。持碳素管的备用。2.2 螯合树脂塔岗位工艺原理

27、螯合树脂塔岗位工艺原理螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通的交换树脂不同的是，它吸附螯合树脂也是一种离子交换树脂，与普通的交换树脂不同的是，它吸附金属离子后形成环状结构。以亚胺基乙酸为例，吸附金属离子发生以下反应：金属离子后形成环状结构。以亚胺基乙酸为例，吸附金属离子发生以下反应：R-NCH2-COONaCH2-COONa+M2+R-NCH2-COOCH2-COOM+2Na+烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺2.工艺原理工艺原理2.3 电解岗位工艺原理电解岗位工艺原理电解槽通直流电，利用电解食盐水原理，从阳极产生氯气和淡盐水，从阴电解槽通直流电，利用电解食盐水原理，从阳极产生氯气和淡盐水，从阴极

28、产生氢气和烧碱。极产生氢气和烧碱。+离子膜离子膜NaOH(32wt%l)NaCl(190220g/l)Cl-H2OCl2H2OH-H2ONa+OH-Cl-H2Cl2H2ONaCl(300315g/l)阴极阴极阳极阳极阳极反应：阳极反应：2Cl-2e Cl2 阴极反应：阴极反应：2H2O+2e 2OH-+H2总反应：总反应：2H2O+NaCl 2NaOH+Cl2+H2烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺2.工艺原理工艺原理2.3 电解岗位工艺原理电解岗位工艺原理离子交换膜的主体材料为全氟聚合物，膜体中有活性基团，如离子交换膜的主体材料为全氟聚合物，膜体中有活性基团，如SO3-和和COO-，同一个带正

29、电荷的对离子，同一个带正电荷的对离子Na+形成静电键。由于磺酸基团具有亲水性形成静电键。由于磺酸基团具有亲水性能，而使膜在溶液中溶胀膜体结构变松，从而造成许多微细弯曲的通道，使其能，而使膜在溶液中溶胀膜体结构变松，从而造成许多微细弯曲的通道，使其活性基团中对离子活性基团中对离子Na+可以与水溶液中的同电荷的可以与水溶液中的同电荷的Na+进行交换。与此同时膜进行交换。与此同时膜中的活性基团中固定阴离子基团具有排斥中的活性基团中固定阴离子基团具有排斥Cl-和和OH-的能力，从而获得高纯度的的能力，从而获得高纯度的氢氧化钠溶液。水化钠离子从阳极室穿过离子膜迁移到阴极室时，水分子也伴氢氧化钠溶液。水化

30、钠离子从阳极室穿过离子膜迁移到阴极室时，水分子也伴随迁移，此外还有部分随迁移，此外还有部分OH-和和Cl-受电荷的吸引和扩散作用迁移，发生负反应。受电荷的吸引和扩散作用迁移，发生负反应。2.4 淡盐水脱氯岗位工艺原理淡盐水脱氯岗位工艺原理从电解槽阳极出来的淡盐水中溶解从电解槽阳极出来的淡盐水中溶解了饱和氯气。淡盐水在送化盐岗位前须饱和氯气。淡盐水在送化盐岗位前须将其中溶解的氯脱除。将其中溶解的氯脱除。l真空脱氯真空脱氯l化学脱氯化学脱氯加入加入Na2SO3烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺一次盐一次盐水槽水槽换热器换热器成品碱槽成品碱槽树脂塔树脂塔精制盐精制盐水槽水槽循环淡盐循环淡盐水槽水槽 阴

31、极阴极 阳极阳极脱氯塔脱氯塔循环碱槽循环碱槽氢气去氢处理氢气去氢处理氯气去氯处理氯气去氯处理脱氯淡盐脱氯淡盐水去化盐水去化盐32%烧碱去烧碱去蒸发蒸发一次盐水一次盐水自自化盐化盐纯水纯水高纯盐酸高纯盐酸3.流程方框图流程方框图烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺烧碱工艺烧碱工艺电解工艺电解工艺4.主要工艺指标主要工艺指标过滤盐水过滤盐水pH8.59.5过滤盐水质量过滤盐水质量SS1ppm精制盐水质量精制盐水质量Ca2+Mg2+20ppb电槽阴极出液电槽阴极出液NaOH浓度浓度31.532.5%(m/m)电解槽温度电解槽温度 8090电解氯气纯度电解氯气纯度 Cl29

32、7%(V/V)O2/Cl23%(V/V)H2/Cl20.1%(V/V)氢气纯度氢气纯度 H299%(V/V)烧碱工艺烧碱工艺氯氢处理工艺氯氢处理工艺1.岗位任务岗位任务1.1 氯处理岗位氯处理岗位将电解送来的高温湿氯气经除沫、除水、降温、干燥成合格将电解送来的高温湿氯气经除沫、除水、降温、干燥成合格的干氯气加压输送给后工段使用。的干氯气加压输送给后工段使用。1.2 氢处理岗位氢处理岗位将电解送来的高温湿氢气，经冷却塔冷却，分离除水加压后将电解送来的高温湿氢气，经冷却塔冷却，分离除水加压后送至后面的工段。送至后面的工段。1.3 次钠岗位次钠岗位将所有将所有Cl2装置检修、开停车时产生的装置检修、

33、开停车时产生的Cl2处理吸收，突然断处理吸收，突然断电及不正常情况事故电及不正常情况事故Cl2的处理，液化尾气和的处理，液化尾气和PVC来的废来的废Cl2的的吸收处理。吸收处理。烧碱工艺烧碱工艺氯氢处理工艺氯氢处理工艺2.工艺原理工艺原理2.1 氯处理岗位工艺原理氯处理岗位工艺原理湿氯气由氯气总管至氯气处理时，温度湿氯气由氯气总管至氯气处理时，温度80左右，带有大量饱左右，带有大量饱和水蒸气，含有水份的湿氯气容易生成盐酸和次氯酸，次氯酸可分和水蒸气，含有水份的湿氯气容易生成盐酸和次氯酸，次氯酸可分解成初生态的氧和盐酸，初生态的氧具有强烈的氧化作用，再加上解成初生态的氧和盐酸，初生态的氧具有强烈

34、的氧化作用，再加上盐酸的作用，使湿氯气具有较强烈的腐蚀性，必须将氯气中的水份盐酸的作用，使湿氯气具有较强烈的腐蚀性，必须将氯气中的水份除去，一般氯中含水在除去，一般氯中含水在0.04%以下方能满足要求。以下方能满足要求。氯气经过冷却至氯气经过冷却至1215后，用硫酸来干燥，干燥过程可以理后，用硫酸来干燥，干燥过程可以理解为传质的单元操作：吸收过程。氯气中的水蒸汽和硫酸在一定条解为传质的单元操作：吸收过程。氯气中的水蒸汽和硫酸在一定条件下接触，而使水蒸汽溶解于硫酸中，而氯气是惰性气体不溶解于件下接触，而使水蒸汽溶解于硫酸中，而氯气是惰性气体不溶解于硫酸。硫酸。烧碱工艺烧碱工艺氯氢处理工艺氯氢处理

35、工艺2.工艺原理工艺原理2.2 氢处理岗位工艺原理氢处理岗位工艺原理从电解出来的氢气为水蒸汽所饱和的湿氢气，带有少量的碱雾，从电解出来的氢气为水蒸汽所饱和的湿氢气，带有少量的碱雾，这些对后工段都有较大的影响，必须对其进行冷却、水洗，以达到降这些对后工段都有较大的影响，必须对其进行冷却、水洗，以达到降低水份和去除碱雾的目的。氢气处理的原理是通过氢气的洗涤，使氢低水份和去除碱雾的目的。氢气处理的原理是通过氢气的洗涤，使氢气温度降低，氢气中水蒸汽分压降低，同时达到去除氢气中水份和碱气温度降低，氢气中水蒸汽分压降低，同时达到去除氢气中水份和碱雾的目的。雾的目的。2.3 次钠岗位工艺原理次钠岗位工艺原理

36、 利用碱液吸收氯气的特性吸收氯气利用碱液吸收氯气的特性吸收氯气2OH-+Cl2 ClO-+Cl-+H2O烧碱工艺烧碱工艺氯氢处理工艺氯氢处理工艺3.流程方框图流程方框图氯处理：氯处理：T0401氯气洗涤塔E0406钛冷E0402钛冷F0401水雾捕集器T0402A填料塔T0403泡罩塔C0402透平机F0402酸雾捕集器SP0401氯气 分配台C0401钛风机T0402B填料塔二合一、液化SP0501尾气分配台T0501事故氯吸收塔T0502尾气 吸收塔C0501海波风机事故氯气放空电解来氯气正常烧碱工艺烧碱工艺氯氢处理工艺氯氢处理工艺3.流程方框图流程方框图氢处理：氢处理：氢气冷却塔氢泵氢水

37、分离器水雾捕集器H2冷却器二合一或放空电解来氢气，90 高湿102-105 kPa烧碱工艺烧碱工艺氯氢处理工艺氯氢处理工艺4.主要工艺指标主要工艺指标干燥氯气纯度干燥氯气纯度 97%（VOL）氯中含水氯中含水 400ppm出系统氢气纯度出系统氢气纯度 99%，含氧小于，含氧小于0.5%（VOL）成品次钠碱含量成品次钠碱含量 13%烧碱工艺烧碱工艺蒸发工艺蒸发工艺1.岗位任务岗位任务将电解岗位所送来的将电解岗位所送来的32%烧碱一部分通过降膜烧碱一部分通过降膜蒸发器加热提浓到蒸发器加热提浓到48%、经固碱工序制成片碱后外、经固碱工序制成片碱后外卖；其余部分卖；其余部分32%烧碱存放储槽，控制液位

38、，送给烧碱存放储槽，控制液位，送给相关用户岗位使用。相关用户岗位使用。烧碱工艺烧碱工艺蒸发工艺蒸发工艺2.工艺原理工艺原理烧碱蒸发是借蒸汽加热的作用来提高碱液的温度，使碱液中所含烧碱蒸发是借蒸汽加热的作用来提高碱液的温度，使碱液中所含的溶剂（水）部分汽化，以提高溶液中溶质碱的浓度的物理过程。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。电解产生的电解产生的32%烧碱通过双效逆流降膜蒸发系统，采用蒸汽加热烧碱通过双效逆流降膜蒸发系统，采用蒸汽加热蒸发，得到蒸发，得到48%的烧碱。的烧碱。双效：两次蒸发双效：两次蒸发逆流：蒸汽和物料采用逆流流程逆流：蒸汽和物料采用逆流流程降膜：碱液在蒸

39、发器中沿管壁呈膜状蒸发。降膜：碱液在蒸发器中沿管壁呈膜状蒸发。烧碱工艺烧碱工艺蒸发工艺蒸发工艺3.流程方框图流程方框图电解来电解来32%32%碱碱效蒸发器效蒸发器效分离器效分离器效碱泵效碱泵效效段换热器段换热器效效段换热器段换热器效蒸发器效蒸发器效分离器效分离器效碱泵效碱泵48%成品冷却器成品冷却器48%碱槽碱槽表面冷凝器表面冷凝器真空泵真空泵效阻汽排液槽效阻汽排液槽蒸汽冷凝液槽蒸汽冷凝液槽送化盐送化盐生蒸汽生蒸汽效阻汽排液槽效阻汽排液槽冷凝液槽受槽冷凝液槽受槽固碱固碱工序工序烧碱工艺烧碱工艺蒸发工艺蒸发工艺烧碱工艺烧碱工艺蒸发工艺蒸发工艺4.主要工艺指标主要工艺指标效温度：效温度：管程管程1

40、38145效温度：效温度：管程管程658048%碱出碱温度：碱出碱温度：405048%碱浓度：碱浓度：48.1%烧碱工艺烧碱工艺主要控制指标主要控制指标项目项目指标指标生产烧碱产量(折百)830t/天电解耗盐量1.480t/t折百碱耗电2450kWh/t48%烧碱耗蒸汽0.4t/t安全氯中含水400ppm氯中含氢0.3%三氯化氮300ppm质量32%烧碱氯化钠含量40ppm32%烧碱铁离子含量1ppm48%烧碱氯化钠含量50ppm48%烧碱铁离子含量4ppm 片碱中氢氧化钠含量99.5%烧碱工艺烧碱工艺膜式法固碱工艺膜式法固碱工艺1.岗位任务岗位任务制备合格制备合格99%99%片状固碱（产量由

41、公司根据市片状固碱（产量由公司根据市场的需求来确定）。场的需求来确定）。保证蒸发系统、固碱系统及熔盐炉系统正保证蒸发系统、固碱系统及熔盐炉系统正常运转。常运转。烧碱工艺烧碱工艺膜式法固碱工艺膜式法固碱工艺2.工艺原理工艺原理膜式法生产片状固碱是使碱液与加热源的传热蒸发过程在薄膜传热膜式法生产片状固碱是使碱液与加热源的传热蒸发过程在薄膜传热状态下进行。膜式法生产固碱可分为两个阶段：状态下进行。膜式法生产固碱可分为两个阶段：碱液从碱液从4848浓缩至浓缩至6161液碱。本工序工艺是在液碱。本工序工艺是在EV-2101EV-2101降膜蒸发降膜蒸发器里进行，器里进行，EV-2101EV-2101降膜

42、蒸发器用降膜蒸发器用EV-2301EV-2301降膜浓缩器产生的二降膜浓缩器产生的二次碱蒸汽为加热源，并在真空下进行蒸发。次碱蒸汽为加热源，并在真空下进行蒸发。6161液碱再通过液碱再通过EV-2301EV-2301降膜效浓缩器以熔融盐为载热体，在常降膜效浓缩器以熔融盐为载热体，在常压下加热浓缩至压下加热浓缩至98%98%熔融碱，再经闪蒸罐闪蒸至密封罐熔融碱，再经闪蒸罐闪蒸至密封罐99%99%熔融熔融碱，最后经片碱机制成片状固碱。碱，最后经片碱机制成片状固碱。烧碱工艺烧碱工艺膜式法固碱工艺膜式法固碱工艺PVC工艺工艺乙炔工艺乙炔工艺1.岗位任务岗位任务1.1 破碎岗位破碎岗位将电石冷破车间送来

43、的原料电石经过鄂式破碎机破碎、除矽铁将电石冷破车间送来的原料电石经过鄂式破碎机破碎、除矽铁后经粗料斗提机送至粗料仓，再经粉破碎机二次破碎后送混料斗后经粗料斗提机送至粗料仓，再经粉破碎机二次破碎后送混料斗提机进细料仓，然后经滚筒筛筛分出粒度合格的碎电石，经细料提机进细料仓，然后经滚筒筛筛分出粒度合格的碎电石，经细料斗提机送至缓冲料仓，供乙炔发生岗位使用。斗提机送至缓冲料仓，供乙炔发生岗位使用。1.2 乙炔发生岗位乙炔发生岗位以电石为原料，采用干式发生、喷淋冷却、次钠清净、碱液中以电石为原料，采用干式发生、喷淋冷却、次钠清净、碱液中和的方法生产出合格的乙炔气，供氯乙烯转化工序使用。电石灰和的方法生

44、产出合格的乙炔气，供氯乙烯转化工序使用。电石灰渣送至灰仓外卖水泥厂等，电石渣浆送至压滤岗位。渣送至灰仓外卖水泥厂等，电石渣浆送至压滤岗位。1.3 压滤岗位压滤岗位将经过浓密机提浓的渣浆用板框压滤机压滤，进行固液分离，将经过浓密机提浓的渣浆用板框压滤机压滤，进行固液分离，清液部分冷却后送乙炔发生岗位使用，电石渣外运。清液部分冷却后送乙炔发生岗位使用，电石渣外运。PVC工艺工艺乙炔工艺乙炔工艺2.工艺原理工艺原理电石在发生器内与水发生反应生成乙炔气，同时放出大量电石在发生器内与水发生反应生成乙炔气，同时放出大量热。因工业电石不纯，其中杂质与水能起反应，放出相应的杂热。因工业电石不纯，其中杂质与水能

45、起反应，放出相应的杂质气体：质气体：主反应式如下：主反应式如下：CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2副反应式：副反应式：CaO+2H2OCa(OH)2CaS+2H2OCa(OH)2+H2SCaP2+6H2O3Ca(OH)2+2PH3Ca3N2+6H2O3Ca(OH)2+2NH3Ca2Si+4H2O2Ca(OH)2+SiH4Ca3As2+6H2O3Ca(OH)2+2AsH3PVC工艺工艺乙炔工艺乙炔工艺2.工艺原理工艺原理清净原理：即利用次氯酸钠的强氧化性质，将乙炔中的硫化清净原理：即利用次氯酸钠的强氧化性质，将乙炔中的硫化氢、磷化氢等杂质氧化成酸性物质而除去，其反应式如下：氢、磷化氢等杂

46、质氧化成酸性物质而除去，其反应式如下：4NaClO+H2SH2SO4+4NaCl4NaClO+PH3H3PO4+4NaCl4NaClO+AsH3H3AsO4+4NaCL中和操作是用浓度为中和操作是用浓度为1015%的的NaOH溶液，将清净后溶液，将清净后的气体喷淋，使各种酸类物质形成可溶性的钠盐而除去，其反的气体喷淋，使各种酸类物质形成可溶性的钠盐而除去，其反应式如下：应式如下：2NaOH+H2SO4Na2SO4+2H2O3NaOH+H3PO4Na3PO4+3H2O3NaOH+H3AsO4Na3AsO4+3H2OPVC工艺工艺乙炔工艺乙炔工艺3.流程方框图流程方框图冷破间电冷破间电石石鄂式破碎

47、鄂式破碎机机1#皮带皮带粗料斗提粗料斗提机机2#皮带皮带粗料仓粗料仓盘式给料盘式给料机机复合式破复合式破碎机碎机混料斗提混料斗提机机滚筒筛滚筒筛洗涤冷却塔洗涤冷却塔水洗塔水洗塔乙炔乙炔冷却塔冷却塔乙炔气乙炔气柜柜水环泵水环泵渣浆池渣浆池 清净清净I塔塔清净清净II塔塔中和塔中和塔渣浆压滤渣浆压滤乙炔送转乙炔送转化化细料仓细料仓细料下料细料下料器器细料斗提细料斗提机机缓冲料仓缓冲料仓干式发生干式发生器器灰仓灰仓外外卖卖渣浆渣浆螺旋给料器螺旋给料器冷凝器冷凝器安全安全水封水封灰渣灰渣正水封正水封VCM工艺工艺乙炔工艺乙炔工艺VCM工艺工艺乙炔工艺乙炔工艺4.主要工艺指标主要工艺指标电石粒度：电石粒

48、度：3mm发生器气相温度发生器气相温度：88-95发生器固相温度发生器固相温度：90-110发生器压力发生器压力：3-10KPa乙炔纯度：乙炔纯度：98.5%，不含，不含S、P（硝酸银试纸不变色）（硝酸银试纸不变色）水比值水比值(水量水量/电石量电石量)：0.851.25洗涤冷却塔乙炔出口温度洗涤冷却塔乙炔出口温度 ：65电石渣含水量电石渣含水量：2-8%发生器星型下灰器频率发生器星型下灰器频率：5-50HzPVC工艺工艺二合一工艺二合一工艺1.岗位任务岗位任务调节氢气与氯气配比，将氯气和氢气在二合一炉灯头调节氢气与氯气配比，将氯气和氢气在二合一炉灯头燃烧，生产出合格的氯化氢，经冷却降温后送至

49、转化，供燃烧，生产出合格的氯化氢，经冷却降温后送至转化，供合成转化岗位使用。合成转化岗位使用。转化岗位不使用氯化氢时，合成的氯化氢经冷却后用转化岗位不使用氯化氢时，合成的氯化氢经冷却后用稀酸吸收生成盐酸。稀酸吸收生成盐酸。PVC工艺工艺二合一工艺二合一工艺2.工艺原理工艺原理反应原理：氢气和氯气只有在加热、明亮的光线照反应原理：氢气和氯气只有在加热、明亮的光线照射下或触媒的存在的条件下，才会迅速反应生产氯化射下或触媒的存在的条件下，才会迅速反应生产氯化氢，其主反应式为：氢，其主反应式为：H2+Cl2 2HCl+44.126J/molVCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺3.流程方框图流程方框图阻火

50、器阻火器副产蒸汽副产蒸汽 石墨合成炉石墨合成炉转化转化高纯高纯酸酸 降膜降膜吸收吸收氯处氯处理来理来氯气、氯气、尾氯尾氯氯气缓氯气缓冲罐冲罐氢气缓氢气缓冲罐冲罐氢处氢处理、理、提氢、提氢、PSA来来氢气氢气300 kPa 300 kPa 蒸汽蒸汽一级或三级一级或三级 脱盐水脱盐水工业工业酸酸 降膜降膜吸收吸收VCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺VCM工艺工艺二合一工艺二合一工艺4.主要工艺指标主要工艺指标H2:Cl2（体积比）：（体积比）：（1.051.1）:1氯化氢纯度：氯化氢纯度：9395%，不含游离氯，不含游离氯氯化氢总管温度：氯化氢总管温度：40合成炉炉内压力：合成炉炉内压力：60kPa