烧碱生产工艺.docx
- 文档编号:1617875
- 上传时间:2022-10-23
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:83.65KB
烧碱生产工艺.docx
《烧碱生产工艺.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《烧碱生产工艺.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
烧碱生产工艺
学习资料注意保存
烧碱生产工艺
片碱即片状烧碱,是氢氧化钠的一种别名,氢氧化钠在工业上被称作工业碱、烧碱、苛性碱等,按存在形态可分为液碱、片碱、固碱、粒碱。
其中片碱、固碱、粒碱是固体氢氧化钠的三种形态。
如下图,依次是片碱固碱粒碱:
1.碱液从32%浓缩至61%,这个阶段在降膜蒸发器中进行。
加热源采用中压蒸汽及二次蒸汽,并在真空下蒸发。
2.61%碱液再通过降膜浓缩器,以熔融盐为热载体,在常压下将碱液浓缩成熔融碱,再经片碱机制成片状固碱(传说中的熔盐法)。
质量分数为32%的离子膜法烧碱经Ⅰ效蒸发器(真空、二次蒸汽)浓缩到47%,经碱泵并与Ⅱ效蒸发器的蒸汽冷凝水换热后,进入Ⅱ效蒸发器进一步浓缩至61%,并由碱泵将61%碱打入最终浓缩器,用熔盐加热浓缩至98%~99%,再经片碱机制成片状固体烧碱。
自电厂来的1MPa的饱和蒸汽进入Ⅰ效蒸发器,冷凝液与Ⅰ效碱换热后进入循环水池,作为软水的补充,Ⅱ效产生的二次蒸汽与终浓缩产生的二次蒸汽进入Ⅰ效蒸发器作为热源,蒸发32%碱液。
415~430℃的熔盐由熔盐泵送入熔盐炉经加热后进入最终浓缩器,作为热源将碱蒸发至98%~99%,并最终回至熔盐罐,循环使用。
熔盐炉系统是一个密闭循环加热的系统,通过燃炉上方点火头用天然气加热内外盘管使熔盐升温,熔盐通过泵周而复始地在系统中循环,由于和外界隔离,最大限度地减少了熔盐的分解变质。
在生产中初次加热熔盐应注意以下几点。
(1)熔盐熔点在143℃左右,所有熔盐管线应有蒸汽伴热,最好同时采用电伴热,以防止熔盐在管线中凝固。
(2)在熔盐梯度升温过程中,要仔细检查熔盐阀的伴热,熔盐在整个系统中进行大循环时,尤其注意小循环回流阀不能关死,必须回转一圈,以防止熔盐阀结死。
(3)由于熔盐为混合物,密度不很均匀,而且初次加热熔化,熔盐中的水分含量较高,因此在熔盐循环过程中,要充分关注泵的电流,如果泵电流波动较大,而且持续时间较长,应立即停泵检查,找出问题原因。
正常情况下,泵的电流会有波动,但波动的范围不大,随着熔盐温度的升高,泵电流会逐渐降低且趋于平稳。
片碱为基本化工原料,广泛用于造纸、合成洗涤及肥皂、粘胶纤维、人造丝及绵织品等轻纺工业方面,农药、染料、橡胶和化学工业方面、石油钻探,精炼石油油脂和提炼焦油的石油工业,以及国防工业、机械工业、木材加工、冶金工业,医药工业及城市建设等方面。
还用于制造化学品、纸张、肥皂和洗涤剂、人造丝和玻璃纸,加工铝矾土制氧化铝,还用于纺织品的丝光处,水处理等。
离子膜烧碱工艺流程图解析离子膜烧碱生产工艺来源:
【中国化工网】2010-6-4字体大小:
[大中小]-
当化学反应涉及酸碱等物质时,ph值往往是反应过程中一个主要的工艺变量。
离子膜烧碱研究报告显示:
量溶液的ph值时,在实验室一般采用酸碱指示法,在工业过程中,则采用电位滴定法。
在用离子膜电解生产烧碱的过程中,尤其是在盐水淡化之前,在制作离子膜烧碱时,ph值的测量是很重要的。
离子膜烧碱工艺流程图解析离子膜烧碱生产工艺
1、离子膜电解工艺流程
以原盐为原料,从离子膜电解槽流出的淡盐水经过脱氯塔,脱去氯气,进入盐水饱和槽制成饱和盐水;而后在反应器中再加入naoh、na2co3及baci2等;从反应器出来的盐水进入澄清槽澄清。
但是从澄清槽出来的一次盐水还有一些悬浮物,这对盐水二次精制的螯合树脂塔将产生不良影响(一般要求盐水中的悬浮物少于1mg/l)。
因此,盐水需要经过过滤,再经过螯合树脂塔,除去其中的钙、镁等金属离子,加到离子膜电解槽的阳极室;与此同时,纯水和液碱一同进入阴极室。
通入直流电后,在阳极室产生氯气和淡盐水,经过分离器分离。
氯气输送到氯气总管;淡盐水中naci含量一般为200-220g/l,经脱氯塔去盐水饱和槽。
在电解槽的阴极室产生氢气和30-35%的液碱,同样也经过分离器。
氢气输送到氢气总管;30-35%的液碱可以作为商品出售,也可以送到蒸发装置,使之浓缩到50%。
a、过滤盐水的ph值控制及orp测量
为了保证进电解槽盐水ph值的稳定,有的工艺采用在过滤盐水中加入一定量盐酸的方法,将过滤盐水的ph值控制在100.5。
盐水orp的值反应盐水中游离氯的含量。
为了防止游离氯进入螯合树脂塔,在过滤盐水管路中,设置了orp检测装置。
根据orp的高低,决定亚硫酸钠的加入量。
b、淡盐水ph值控制及orp测量
电解过程中产生的淡盐水,含有一定数量的游离氯。
这部分游离氯对设备、管道的腐蚀非常严重,必须清除。
根据次氯酸在低ph值情况下,有利于向氯气脱析方向转变这一特性,在淡盐水中加入一定量盐酸,使它的ph值控制在1.25~1.5之间,以利于去除游离氯。
淡盐水经真空脱氯或空气吹除,再加亚硫酸钠,以进一步去除游离氯。
2、ph值测量的重要性
本装置的物料分析主要有酸度(ph值)、氧化还原电位(orp)、浓度以及钙、镁离子含量。
这些参数在生产过程中起着非常重要的作用。
比如,精盐水的酸碱度。
以及钙、镁离子的浓度,直接关系到离子膜的工作状态和寿命,也是产量和产品成本核算的重要依据。
为此,一定要保证各台分析仪的测量精确度及可靠性。
3、应用难点
上海氯碱化工有限公司电化厂四车间离子膜电解生产烧碱中,淡盐水要根据其ph值加亚硫酸钠,因此该ph值的测量和控制对产量与质量的提高具有很重要的意义。
该装置共有两台ph计:
脱氯前为301信号,脱氯后为303信号。
原2套ph计在引进时采用某日本厂商的产品,由于ph电极的性能不能满足生产工艺的实际需要,从开车起一直不能投入使用,故弃置不用,只能靠车间分析室不断取样得到数据。
这样做,不但时效性差,而且分析误差大,不能对亚硫酸钠进行自动加料控制。
而人工加料控制不但劳动强度大,而且ph值难以得到稳定的控制,影响了产品的质量。
过去ph电极用得不好的原因有:
(1)301信号测量点由于cio4-离子含量较高,达700-800mg/l。
由于cio4-离子会和kci反应生成不溶性的化合物,而氯化银电极会进一步与溴化物、碘化物、氰化物特别是硫化物反应,生成胱氨酸或半胱氨酸。
由于硫化银在隔膜上会生成黑色沉淀,由此导致响应时间增加和电极电位的重复性变差(直接导致ph测量误差),同时也使隔膜阻抗增加好几倍。
(2)测量点ph值很低,一般在1.9左右,由于ph值在2以下和12以上时均难以测量,因此测量误差大。
在强酸介质中,由凝胶层吸收的酸分子导致凝胶层中氢离子活度的增加。
故在很低的ph值下,会产生酸度误差,即产生虚假的高ph值。
(3)测量点温度较高,一般在90c左右。
这不仅对ph电极提出了极大的挑战(因为90c的高温会大大缩短ph电极的寿命),而且,如果取样后在分析室测ph值,由于同样的介质在不同温度下的ph值是不同的,用分析室测得的ph值来控制流程中亚硫酸钠的加入量会产生较大的误差。
(4)测量点在泵的出口,压力波动大,这样会加速电极反渗透,影响ph电极电位的正常建立,缩短电极寿命。
(5)被测介质腐蚀性强。
二、梅特勒-托利多的在线ph检测系统
针对上述原因,梅特勒-托利多公司为用户选用了由ha465-50-90-t-s7电极、inflow764-22/-56护套组成的测量系统,成功地解决了在线测量的要求。
1、电极
这种电极采用了双盐桥结构,选用viscolyt参比电解液(一种含高分子粘度的参比溶液),并采用三陶瓷隔膜。
ph值的测量范围为0~14,温度范围为0-130c。
这种ph电极的特点为:
(1)viscolyt参比电解液不会和被测介质发生化学反应,使参比液与被测溶液隔开;而双盐桥结构也可隔离游离氯对参比电极电位的干扰,保证参比电极电位的稳定。
(2)三陶瓷隔膜适当加快了参比电解液的流速,确保电解液外流稳定,使读数更加精确。
(3)在使用时保持正压2bar左右,既可防止氯气影响电极电位,又可限制被测介质的反渗透。
2、护套
护套用来保护电极不受外界冲击,并将电极固定在测量点上。
由于常用的护套材料不锈钢无法抵挡氯气等物质的腐蚀,因此选用了了溶性聚四氟乙烯制成测量室的护套inflow764-22/-56。
3、变送器
针对在化工/石化行业中的危险区域使用的防爆要求,可使用本安型的变送器2100/2xh或2220x。
三、应用效果
原来使用的电极寿命仅为一星期,而使用梅特勒-托利多公司的ha465双盐桥电极后,两年来仅换过三支电极。
梅特勒-托利多产品的应用保证了测量精确度,使亚硫酸钠自动加料控制得以实现,提高了劳动生产率和产品质量,减少了工人的维护工作量,因此得到用户的好评。
离子膜法制烧碱的生产工艺综述
离子膜法制烧碱是烧碱生产工艺的常用制法之一,但是在目前烧碱生产工艺中所见的比例并不是很大,所以我们必须仔细的熟悉一下子膜法制烧碱的工艺特点
1.离子膜法碱液蒸发的特点
1.1流程简单,简化设备,易于操作
由于离子膜碱液仅含有极微量的盐,所以,在其整个蒸发浓缩过程中,即使是生产99%的固碱,也无须除盐。
这就是极大的简化了流程设备,即隔膜碱蒸发必须有的除盐的设备及工艺工程都被取消,而且,由于在蒸发过程中没有盐的析出,也就很难发生管道阻塞,系统打水问题,使操作轻易进行。
1.2浓度高,蒸发水量少,蒸汽消耗低
离子膜法碱液的浓度高,一般在30%~33%,比隔膜法碱液的10%~11%要高很大,因而大量的减少了浓缩所用的蒸汽。
若以32%的碱液为例,假如产品的浓度为50%,则每吨50%的成品碱需蒸出水量为:
而隔膜法电解碱液若同样浓缩到50%,则一般要蒸出6.5t的水量。
也就是说,浓缩到同样的50%,离子膜碱液蒸发比隔膜碱液蒸发少蒸出约5.4t水。
由于蒸发水量的减少,蒸汽消耗就大幅度下降。
以双效流程为例,一般仅耗汽0.73~0.78t/t,另外蒸汽的空间也相应的减少,使设备的投资也相应的降低。
2影响碱液蒸发的因素
2.1生蒸汽压力
蒸汽是碱液蒸发中的主要热源,生蒸汽的压力高低对蒸发能力有很大的影响。
通常较高的一次蒸汽压力,使系统获得较大的温差,单位时间所传递的热量也相应的增加,因而也使装备具有较大的生产能力。
当然,蒸汽压力也不能过高,因为过高的蒸汽压力轻易使加热管内碱液温度上升过高,造成液体的沸腾,形成汽膜,降低了传热系数,反而使装备能力受到影响。
同样,蒸汽压力偏低,经过加热器的碱液不能达到需要的温度,减少了单位时间内的蒸发量,使蒸发强度降低。
因此,选择适宜的蒸汽压力是保证蒸发强度的重要因素。
另外,保持蒸汽的饱和度也是至关重要的。
因为,饱和蒸汽冷凝潜热是其可提供的最大热量;再则,保持蒸汽压力的稳定也是保持操作的主要因素之一,因为,加热蒸汽压力的波动,就会使蒸发过程很不稳定,从而直接影响了进出口物料的浓度、温度,甚至影响液面、真空度、产品质量等。
2.2蒸发器的液位控制
在循环蒸发器的蒸发过程中,维持恒定的蒸发器液位是稳定操作的必要条件。
因为液位高度的变化,会造成静压头的变化,使蒸发过程变的极不稳定,液位高度低,蒸发及闪蒸剧烈,夹带严重,使大气冷凝器下水带碱,甚至跑碱;液位过高,会使蒸发量减小,进加热室的料液温度增高,降低了传热有效温差,另外也降低了循环速度,最终导致蒸发能力下降。
因此,稳定液位是提高循环蒸发器蒸发能力,降低碱损失,降低汽耗的重要环节。
2.3真空度
真空度是蒸发过程中生产控制的一个重要的控制指标,它是在现有装置中挖掘,提高蒸发能力的重要途径,也是降低汽耗的重要途径。
因为真空度的提高,将使二次蒸汽的饱和温度降低,从而提高了有效温度差,除外,也降低了蒸汽冷凝水的温度,因而也就更充分的利用了热源,使蒸汽消耗降低。
真空度的高低与大气冷凝器的下水温度有关,也与二次蒸汽中的不凝气含量有关。
所以,提高真空度的途径之一是降低大气冷凝器下水温度,即降低其饱和蒸汽压,但水温过低,耗水量过大,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 烧碱 生产工艺