片堿性狀是白色半透明片狀固體,片堿是基本化工原料,廣泛用于造紙、合成洗滌及肥皂、粘膠纖維、人造絲及綿織品等輕紡工業(yè)方面,農(nóng)藥、染料、橡膠和化學(xué)工業(yè)方面、石油鉆探,精煉石油油脂和提煉焦油的石油工業(yè),以及國防工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、木材加工、冶金工業(yè),醫(yī)藥工業(yè)及城市建設(shè)等方面。還用于制造化學(xué)品、紙張、肥皂和洗滌劑、人造絲和玻璃紙,加工鋁礬土制氧化鋁,還用于紡織品的絲光處,水處理等。
99片堿(IS-IT-Ⅰ)氫氧化鈉≥碳酸鈉≤氯化鈉≤三氧化二鐵≤
優(yōu)等品 99.0 0.5 0.03 0.005
一等品 98.5 0.8 0.05 0.008
合格品 98.0 1.0 0.08 0.01
96片堿(IS-DT-Ⅰ) 氫氧化鈉≥ 碳酸鈉≤ 氯化鈉≤ 三氧化二鐵≤
優(yōu)等品 96.0 1.2 2.5 0.008
一等品 96.0 1.3 2.7 0.01
合格品 95.0 1.6 3.0 0.02
注 IS:固體氫氧化鈉
IT:通常指離子交換膜法生產(chǎn)的氫氧化鈉,但不限于此工藝。
DT:通常指隔膜法生產(chǎn)的氫氧化鈉,但不限于此工藝。
1.用于造紙、纖維素漿粕的生產(chǎn);
2.用于肥皂、合成洗滌劑、合成脂肪酸的生產(chǎn)以及動(dòng)植物油脂的精煉。
3.紡織印染工業(yè)用作棉布退漿劑、煮煉劑和絲光劑。
4.化學(xué)工業(yè)用于生產(chǎn)硼砂、氰化鈉、甲酸、草酸、苯酚等。
5.石油工業(yè)用于精煉石油制品,并用于油田鉆井泥漿中。還用于生產(chǎn)氧化鋁、金屬鋅和金屬銅的表面處理以及玻璃、搪瓷、制革、醫(yī)藥、染料和農(nóng)藥方面。
6.食品級(jí)產(chǎn)品在食品工業(yè)上用做酸中和劑,可作柑橘、桃子等的去皮劑,也可作為空瓶、空罐等容器的洗滌劑,以及脫色劑、脫臭劑。
7.還可用做堿性干燥劑。燒堿在國民經(jīng)濟(jì)中有廣泛應(yīng)用,許多工業(yè)部門都需要燒堿。使用燒堿最多的部門是化學(xué)藥品的制造,其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業(yè)。另外,在生產(chǎn)染料、塑料、藥劑及有機(jī)中間體,舊橡膠的再生,制金屬鈉、水的電解以及無機(jī)鹽生產(chǎn)中,制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等,也要使用大量的燒堿。
天然堿苛化法先將天然堿粉碎、溶解、澄清,再將石灰乳加入清液中進(jìn)行苛化反應(yīng);苛化液澄清后所得清液經(jīng)一次蒸發(fā),過濾除去雜質(zhì)鹽;濾液經(jīng)二次蒸發(fā)后,再過濾除鹽;最后濾液熬制成燒堿。
NaHO3+Ca(OH)2→NaOH+H2O+CaCO3↓2純堿苛化法先將純堿溶于水,與石灰乳混合進(jìn)行苛化反應(yīng)??粱撼吻搴螅逡赫舭l(fā)濃縮至一定濃度的液體產(chǎn)品,將濃縮液進(jìn)一步熬濃可得固體產(chǎn)品。
Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3↓3.隔膜電解法將原鹽(食鹽)溶于水(化鹽)后,分別加入適量的純堿、燒堿和氯化鋇,以除去鈣、鎂和硫酸根離子。為加速沉淀,可加入苛化麩皮類沉淀劑。鹽泥過濾、洗滌,洗水用于化鹽。澄清液經(jīng)砂濾后,用鹽酸中和,經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)人電解槽電解。電解液經(jīng)預(yù)蒸發(fā)后過濾除去氯化鈉等鹽,最后熬制成固體燒堿。2NaCl+2H2O[電解] →2NaOH+Cl2↑+H2↑;
工業(yè)燒堿:
苛化法按原料不同分為純堿苛化法和天然堿苛化法;電解法可分為隔膜電解法和離子交換膜法。純堿苛化法將純堿、石灰分別經(jīng)化堿制成純堿溶液、化灰制成石灰乳,于99~101℃進(jìn)行苛化反應(yīng),苛化液經(jīng)澄清、蒸發(fā)濃縮至40%以上,制得液體燒堿。將濃縮液進(jìn)一步熬濃固化,制得固體燒堿成品。
苛化泥用水洗滌,洗水用于化堿。其Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3天然堿苛化法 天然堿經(jīng)粉碎、溶解(或者堿鹵)、澄清后加人石灰乳在95~100℃進(jìn)行苛化,苛化液經(jīng)澄清、蒸發(fā)濃縮至NaOH濃度46%左右、清液冷卻、析鹽后進(jìn)一步熬濃.制得固體燒堿成品??粱嘤盟礈?,洗水用于溶解天然堿。
其Na2CO3+Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3↓NaHCO3+Ca(OH)2→NaOH+CaCO3↓+H2O隔膜電船法將原鹽化鹽后加入純堿、燒堿、氯化鋇精制劑除去鈣、鎂、硫酸根離子等雜質(zhì),再于澄清槽中加入聚丙烯酸鈉或苛化麩皮以加速沉淀,砂濾后加入鹽酸中和,鹽水經(jīng)預(yù)熱后送去電解,電解液經(jīng)預(yù)熱、蒸發(fā)、分鹽、冷卻,制得液體燒堿,進(jìn)一步熬濃即得固體燒堿成品。
鹽泥洗水用于化鹽。其2NaCl+2H2O[電解] →2NaOH+Cl2↑+H2↑離子交換膜法將原鹽化鹽后按傳統(tǒng)的辦法進(jìn)行鹽水精制,把一次精鹽水經(jīng)微孔燒結(jié)碳素管式過濾器進(jìn)行過濾后,再經(jīng)螫合離子交換樹脂塔進(jìn)行二次精制,使鹽水中鈣、鎂含量降到0.002%以下,將二次精制鹽水電解,于陽極室生成氯氣,陽極室鹽水中的Na+通過離子膜進(jìn)入陰極室與陰極室的0H生成氫氧化鈉,H+直接在陰極上放電生成氫氣。
電解過程中向陽極室加入適量的高純度鹽酸以中和返遷的OH-,陰極室中應(yīng)加入所需純水。在陰極室生成的高純燒堿濃度為30%~32%(質(zhì)量),可以直接作為液堿產(chǎn)品,也可以進(jìn)一步熬濃,制得周體燒堿成品。其2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑。
片堿在水處理行業(yè)中被廣泛當(dāng)成中和劑使用,在化工行業(yè)中廣泛用于各種鈉鹽制造、肥皂、造紙、棉織品、絲、粘膠纖維、橡膠制品的再生、金屬清洗、電鍍、漂白等。片堿具有強(qiáng)腐蝕性,對(duì)于片堿的安全防護(hù)有著特殊的要求。
對(duì)片堿操作的工人是最容易受到片堿危害的人群,要求這些員工在上崗之前要穿著防護(hù)服,戴防護(hù)工作,并且要求公司提供安全淋浴和洗眼設(shè)備。片堿在生產(chǎn)過程中容易泄漏,對(duì)于片堿泄漏要采用應(yīng)急處理。隔離泄漏污染區(qū),限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴防塵口罩,穿防酸堿服。穿上適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)服前嚴(yán)禁接觸破裂的容器和泄漏物。盡可能切斷泄漏源。用塑料布覆蓋泄漏物,減少飛散。勿使水進(jìn)入包裝容器內(nèi)。用潔凈的鏟子收集泄漏物,置于干凈、干燥、蓋子較松的容器中,將容器移離泄漏區(qū)。
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)公告2007年第74號(hào)
為遏制氯堿行業(yè)盲目擴(kuò)張趨勢(shì),促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),規(guī)范行業(yè)發(fā)展,依據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策要求,我委會(huì)同有關(guān)部門制定了《氯堿(燒堿、聚氯乙烯)行業(yè)準(zhǔn)入條件》,現(xiàn)予以公告。
各有關(guān)部門在對(duì)氯堿生產(chǎn)建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行投資管理、土地供應(yīng)、環(huán)境評(píng)估、信貸融資、電力供給等工作中要以本準(zhǔn)入條件為依據(jù)。
附件:氯堿(燒堿、聚氯乙烯)行業(yè)準(zhǔn)入條件
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)
二〇〇七年十一月二日
附件:
氯堿(燒堿、聚氯乙烯)行業(yè)準(zhǔn)入條件
為促進(jìn)氯堿行業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展,防止低水平重復(fù)建設(shè),提高行業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力,依據(jù)國家有關(guān)法律法規(guī)和產(chǎn)業(yè)政策,按照"優(yōu)化布局、有序發(fā)展、調(diào)整結(jié)構(gòu)、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境、安全生產(chǎn)、技術(shù)進(jìn)步"的可持續(xù)發(fā)展原則,對(duì)氯堿(燒堿、聚氯乙烯)行業(yè)提出以下準(zhǔn)入條件。
一、產(chǎn)業(yè)布局
(一)新建氯堿生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)靠近資源、能源產(chǎn)地,有較好的環(huán)保、運(yùn)輸條件,并符合本地區(qū)氯堿行業(yè)發(fā)展和土地利用總體規(guī)劃。除搬遷企業(yè)外,東部地區(qū)原則上不再新建電石法聚氯乙烯項(xiàng)目和與其相配套的燒堿項(xiàng)目。
(二)在國務(wù)院、國家有關(guān)部門和省(自治區(qū)、直轄市)人民政府規(guī)定的風(fēng)景名勝區(qū)、自然保護(hù)區(qū)、飲用水源保護(hù)區(qū)和其他需要特別保護(hù)的區(qū)域內(nèi),城市規(guī)劃區(qū)邊界外2公里以內(nèi),主要河流兩岸、公路、鐵路、水路干線兩側(cè),及居民聚集區(qū)和其它嚴(yán)防污染的食品、藥品、衛(wèi)生產(chǎn)品、精密制造產(chǎn)品等企業(yè)周邊1公里以內(nèi),國家及地方所規(guī)定的環(huán)保、安全防護(hù)距離內(nèi),禁止新建電石法聚氯乙烯和燒堿生產(chǎn)裝置。
二、規(guī)模、工藝與裝備
(一)為滿足國家節(jié)能、環(huán)保和資源綜合利用要求,實(shí)現(xiàn)合理規(guī)模經(jīng)濟(jì),新建燒堿裝置起始規(guī)模必須達(dá)到30萬噸/年及以上(老企業(yè)搬遷項(xiàng)目除外),新建、改擴(kuò)建聚氯乙烯裝置起始規(guī)模必須達(dá)到30萬噸/年及以上。
(二)新建、改擴(kuò)建電石法聚氯乙烯項(xiàng)目必須同時(shí)配套建設(shè)電石渣制水泥等電石渣綜合利用裝置,其電石渣制水泥裝置單套生產(chǎn)規(guī)模必須達(dá)到2000噸/日及以上?,F(xiàn)有電石法聚氯乙烯生產(chǎn)裝置配套建設(shè)的電石渣制水泥生產(chǎn)裝置規(guī)模必須達(dá)到1000噸/日及以上。鼓勵(lì)新建電石法聚氯乙烯配套建設(shè)大型、密閉式電石爐生產(chǎn)裝置,實(shí)現(xiàn)資源綜合利用。
(三)新建、改擴(kuò)建燒堿生產(chǎn)裝置禁止采用普通金屬陽極、石墨陽極和水銀法電解槽,鼓勵(lì)采用30平方米以上節(jié)能型金屬陽極隔膜電解槽(擴(kuò)張陽極、改性隔膜、活性陰極、小極距等技術(shù))及離子膜電解槽。鼓勵(lì)采用乙烯氧氯化法聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)替代電石法聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù),鼓勵(lì)干法制乙炔、大型轉(zhuǎn)化器、變壓吸附、無汞觸媒等電石法聚氯乙烯工藝技術(shù)的開發(fā)和技術(shù)改造。鼓勵(lì)新建電石渣制水泥生產(chǎn)裝置采用新型干法水泥生產(chǎn)工藝。
三、能源消耗
(一)新建、改擴(kuò)建燒堿裝置單位產(chǎn)品能耗標(biāo)準(zhǔn)
新建、改擴(kuò)建燒堿裝置單位產(chǎn)品能耗限額準(zhǔn)入值指標(biāo)包括綜合能耗和電解單元交流電耗,其準(zhǔn)入值應(yīng)符合以下要求。
新建、改擴(kuò)建燒堿裝置產(chǎn)品單位能耗限額準(zhǔn)入值
產(chǎn)品規(guī)格
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)
綜合能耗準(zhǔn)入值
(千克標(biāo)煤/噸)
電解單元交流電耗準(zhǔn)入值
(千瓦時(shí)/噸)
≤12個(gè)月
≤24個(gè)月
≤36個(gè)月
≤12個(gè)月
≤24個(gè)月
≤36個(gè)月
離子膜法液堿≥30.0
≤350
≤360
≤370
≤2340
≤2390
≤2450
離子膜法液堿≥45.0
≤490
≤510
≤530
離子膜法固堿≥98.0
≤750
≤780
≤810
隔膜法液堿≥30.0
≤800
≤2450
隔膜法液堿≥42.0
≤950
隔膜法固堿≥95.0
≤1100
注1:表中離子膜法燒堿綜合能耗和電解單元交流電耗準(zhǔn)入值按表中數(shù)值分階段考核,新裝置投產(chǎn)超過36個(gè)月后,繼續(xù)執(zhí)行36個(gè)月的準(zhǔn)入值。
注2:表中隔膜法燒堿電解單元交流電耗準(zhǔn)入值,是指金屬陽極隔膜電解槽電流密度為1700 A/m2的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。并規(guī)定電流密度每增減100 A/m2 ,燒堿電解單元單位產(chǎn)品交流電耗減增44千瓦時(shí)/噸。
(二)現(xiàn)有燒堿裝置單位產(chǎn)品能耗標(biāo)準(zhǔn)
現(xiàn)有燒堿生產(chǎn)裝置單位產(chǎn)品能耗限額指標(biāo)包括綜合能耗和電解單元交流電耗,其限額值應(yīng)符合以下要求。
現(xiàn)有燒堿裝置單位產(chǎn)品能耗限額
產(chǎn)品規(guī)格
質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)
綜合能耗限額
(千克標(biāo)煤/噸)
電解單元交流電耗限額
(千瓦時(shí)/噸)
離子膜法液堿≥30.0
≤500
≤2490
離子膜法液堿≥45.0
≤600
離子膜法固堿≥98.0
≤900
隔膜法液堿≥30.0
≤980
≤2570
隔膜法液堿≥42.0
≤1200
隔膜法固堿≥95.0
≤1350
注:表中隔膜法燒堿電解單元交流電耗限額值,是指金屬陽極隔膜電解槽電流密度為1700A/m2的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。并規(guī)定電流密度每增減100A/m2 ,燒堿電解單元單位產(chǎn)品交流電耗減增44千瓦時(shí)/噸。
(三)新建、改擴(kuò)建電石法聚氯乙烯裝置,電石消耗應(yīng)小于1420千克/噸(按折標(biāo)300升/千克計(jì)算)。新建乙烯氧氯化法聚氯乙烯裝置乙烯消耗應(yīng)低于480千克/噸。
(四)推廣循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,提高氯堿行業(yè)能源利用率。按照國家有關(guān)規(guī)定和管理辦法,建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)、開展直購電工作,提高能源利用效率。
四、安全、健康、環(huán)境保護(hù)
新建、改擴(kuò)建燒堿、聚氯乙烯裝置必須由國家認(rèn)可的有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)和有資質(zhì)單位組織的環(huán)境、健康、安全評(píng)價(jià),嚴(yán)格執(zhí)行國家、行業(yè)、地方各項(xiàng)管理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),并健全自身的管理制度。電石法聚氯乙烯生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的廢汞觸煤、廢汞活性炭、含汞廢酸、含汞廢水等必須嚴(yán)格執(zhí)行國家危險(xiǎn)廢棄物的管理規(guī)定,嚴(yán)格監(jiān)控。
新建、改擴(kuò)建燒堿、聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)必須達(dá)到國家發(fā)展改革委發(fā)布的《燒堿/聚氯乙烯清潔生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系》所規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)要求。電石法聚氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)必須要有電石渣回收及綜合利用措施,禁止電石渣堆存、填埋。
五、監(jiān)督與管理
(一)按照國家投資管理有關(guān)規(guī)定,嚴(yán)格新建、改擴(kuò)建燒堿、聚氯乙烯項(xiàng)目的審批、核準(zhǔn)或備案程序管理,新建、改擴(kuò)建燒堿、聚氯乙烯項(xiàng)目必須嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)定實(shí)行安全許可、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、土地使用、項(xiàng)目備案或核準(zhǔn)管理。
(二)新建、改擴(kuò)建燒堿、聚氯乙烯生產(chǎn)裝置建成投產(chǎn)前,要經(jīng)省級(jí)及以上投資、土地、環(huán)保、安全、質(zhì)檢等管理部門及有關(guān)專家組成的聯(lián)合檢查組,按照本準(zhǔn)入條件要求進(jìn)行檢查,在達(dá)到準(zhǔn)入條件之前,不得進(jìn)行試生產(chǎn)。經(jīng)檢查未達(dá)到準(zhǔn)入條件的,應(yīng)責(zé)令限期整改。
(三)對(duì)不符合本準(zhǔn)入條件的新建、改擴(kuò)建燒堿、聚氯乙烯生產(chǎn)項(xiàng)目,國土資源管理部門不得提供土地,安全監(jiān)管部門不得辦理安全許可,環(huán)境保護(hù)管理部門不得辦理環(huán)保審批手續(xù),金融機(jī)構(gòu)不得提供信貸支持,電力供應(yīng)單位依法停止供電。地方人民政府或相關(guān)主管部門依法決定撤銷或責(zé)令暫停項(xiàng)目的建設(shè)。
(四)各省(區(qū)、市)氯堿行業(yè)主管部門要加強(qiáng)對(duì)氯堿生產(chǎn)企業(yè)執(zhí)行本準(zhǔn)入條件情況進(jìn)行督促檢查。中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)和中國氯堿工業(yè)協(xié)會(huì)要積極宣傳貫徹國家產(chǎn)業(yè)政策,加強(qiáng)行業(yè)自律,協(xié)助政府有關(guān)部門做好行業(yè)監(jiān)督、管理工作。
六、附則
(一)本準(zhǔn)入條件適用于中華人民共和國境內(nèi)(臺(tái)灣、香港、澳門地區(qū)除外)所有類型的氯堿生產(chǎn)企業(yè)。
(二)本準(zhǔn)入條件自2007年12月1日起實(shí)施,由國家發(fā)展和改革委員會(huì)負(fù)責(zé)解釋。國家發(fā)展和改革委員會(huì)將根據(jù)氯堿行業(yè)發(fā)展情況和國家宏觀調(diào)控要求進(jìn)行修訂。
1.工業(yè)鹽
2.電石(也叫煤石,對(duì)于電石法生產(chǎn)PVC而言)
3.氯乙烯單體(VCM單體,對(duì)于石油法提取單體生產(chǎn)PVC而言)
4.其他聚合助劑
燒堿 和片堿 是 固體 氫氧化鈉純堿 是 碳酸鈉液堿 是 液堿即液態(tài)狀的氫氧化鈉,亦稱燒堿、苛性鈉?,F(xiàn)有氯堿廠由于生產(chǎn)工藝的不同,液堿的濃度通常為30-32%或40-42%望采納
氫氧化鈉,化學(xué)式NaOH.除開溶液,通常氫氧化鈉外觀呈白色片狀,所以俗稱片堿,它屬于強(qiáng)堿,加水稀釋便得到氫氧化鈉溶液。
燒堿又稱火堿、苛性堿、苛性鈉,按形態(tài)可劃分為片堿、粒堿、固堿。燒堿的用途涉及多個(gè)領(lǐng)域,下面給大家詳細(xì)介紹:一、精煉石油。石油產(chǎn)品經(jīng)洗滌后,還含有一些酸性物質(zhì)必須用氫氧化鈉溶液洗滌,再經(jīng)水洗,才能得到精...
1.32%氫氧化鈉
2.50%氫氧化鈉
3.固體氫氧化鈉(片堿)
4.高純鹽酸
5.工業(yè)鹽酸
6.次氯酸鈉
7.氯氣、液氯(液態(tài)氯氣)
8.PVC(聚氯乙烯樹脂,氯堿工業(yè)一般都伴隨PVC樹脂)
9.氫氣
在這種電解槽中,用陽離子交換膜把陽極室和陰極室隔開。陽離子交換膜跟石棉絨膜不同,它具有選擇透過性。它只讓Na + 帶著少量水分子透過,其它離子難以透過。電解時(shí)從電解槽的下部往陽極室注入經(jīng)過嚴(yán)格精制的 NaCl溶液,往陰極室注入水。在陽極室中Cl - 放電,生成 C1 2 ,從電解槽頂部放出,同時(shí) Na + 帶著少量水分子透過陽離子交換膜流向陰極室。在陰極室中 H + 放電,生成 H 2 ,也從電解槽頂部放出。但是剩余的 OH - 由于受陽離子交換膜的阻隔,不能移向陽極室,這樣就在陰極室里逐漸富集,形成了 NaOH溶液。隨著電解的進(jìn)行,不斷往陽極室里注入精制食鹽水,以補(bǔ)充NaCl的消耗;不斷往陰極室里注入水,以補(bǔ)充水的消耗和調(diào)節(jié)產(chǎn)品NaOH的濃度。所得的堿液從陰極室上部導(dǎo)出。因?yàn)殛栯x子交換膜能阻止Cl - 通過,所以陰極室生成的NaOH溶液中含NaCl雜質(zhì)很少。用這種方法制得的產(chǎn)品比用隔膜法電解生產(chǎn)的產(chǎn)品濃度大,純度高,而且能耗也低,所以它是目前最先進(jìn)的生產(chǎn)氯堿的工藝。
由電解食鹽水溶液制取燒堿、氯氣和氫氣的工業(yè)生產(chǎn),是重要的基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)之一。我國的氯堿工業(yè)主要采用兩種生產(chǎn)工藝。
1.隔膜法
電解在立式隔膜電解槽中進(jìn)行,如圖 a所示。電解槽的陽極用涂有tiO 2 - RuO 2 涂層的鈦或石墨制成,陰極由鐵絲網(wǎng)制成,網(wǎng)上附著一層石棉絨做隔膜,這層隔膜把電解槽分隔成陽極室和陰極室。將已除去 Ca 2+ 、 Mg 2+ 、
下兩種電離方程:
NaCl =Na + + Cl -
H2O= (可逆)H + + OH -
所以,食鹽水中含有 Na + 、 H + 、 Cl - 和 OH - 四種離子。當(dāng)接通電源后,在電場(chǎng)的作用下,帶負(fù)電的 Cl - 和 OH - 移向陽極,帶正電的 Na + 和 H + 移向陰極,在這種條件下,電極上發(fā)生如下反應(yīng):
在陽極 2Cl - - 2e= Cl 2 ↑
在陰極 2H + + 2e=H 2 ↑
即在陽極室放出 Cl 2 ,陰極室放出 H 2 。由于陰極上有隔膜,而且陽極室的液位比陰極室高,所以可以阻止 H 2 跟 Cl 2 混合,以免引起爆炸。由于 H + 不斷放電,破壞了水的電離平衡,促使水不斷電離,造成溶液中 OH - 的富集。這樣在陰極室就形成了 NaOH溶液,它從陰極室底部流出。電解食鹽水的總反應(yīng)可以表示如下:
2NaCl+2H2O= 2NaOH+H 2 ↑+ Cl 2 ↑
用這種方法生產(chǎn)的堿液比較稀,其中含有多量未電解的 NaCl ,需要經(jīng)過分離、濃縮,才能得到固態(tài) NaOH。
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金牛鉀堿分公司從瑞士波特公司引進(jìn)的片堿機(jī)是片堿車間的關(guān)鍵設(shè)備,其刮刀更換頻繁,不但增加了備件成本,又耽擱了正常生產(chǎn),成為制約片堿生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。為此,對(duì)片堿機(jī)制冷系統(tǒng)進(jìn)行了改造,取得了較好的效果。
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針對(duì)片堿生產(chǎn)過程中存在的問題,對(duì)片堿機(jī)及包裝系統(tǒng)進(jìn)行了改造,并分析了改造后的運(yùn)行效果及經(jīng)濟(jì)效益。
以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生產(chǎn)原料,可以進(jìn)一步加工成多種化工產(chǎn)品,廣泛用于各工業(yè)。所以氯堿工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。
由電解槽流出的陰極液中含有30%的NaOH,稱為液堿,液堿經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶可以得到固堿。陰極區(qū)的另一產(chǎn)物濕氫氣經(jīng)冷卻、洗滌、壓縮后被送往氫氣貯柜。陽極區(qū)產(chǎn)物濕氯氣經(jīng)冷卻、干燥、凈化、壓縮后可得到液氯。
2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2O
H2O+Cl2=HCl+HClO
H2+Cl2=2HCl
2NaOH+CO2=Na2CO3(蘇打)+H2O
NaOH+CO2=NaHCO3(小蘇打)
隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),對(duì)以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)過程中所造成的污染及其產(chǎn)品對(duì)環(huán)境造成的影響越來越重視。例如,現(xiàn)已查明某些有機(jī)氯溶劑有致癌作用,氟氯烴會(huì)破壞臭氧層等,因此已停止生產(chǎn)某些有機(jī)氯產(chǎn)品的措施。我們?cè)诔浞职l(fā)揮氯堿工業(yè)及以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用的同時(shí),應(yīng)盡量減小其對(duì)環(huán)境的不利影響。
我國氯堿工業(yè)的發(fā)展
我國最早的氯堿工廠是1930年投產(chǎn)的上海天原電化廠(現(xiàn)上海天原化工廠的前身),日產(chǎn)燒堿2t。到1949年解放時(shí),全國只有少數(shù)幾家氯堿廠,燒堿年產(chǎn)量僅1.5萬噸,氯產(chǎn)品只有鹽酸、液氯、漂白粉等幾種。
從20世紀(jì)末開始,我國的氯堿工業(yè)在產(chǎn)量、質(zhì)量、品種、生產(chǎn)技術(shù)等方面都得到很大發(fā)展。到1990年,燒堿產(chǎn)量達(dá)331萬噸,僅次于美國和日本,位于世界第三位。1995年,燒堿產(chǎn)量達(dá)496萬噸,其中用離子交換膜電解法生產(chǎn)的達(dá)56.2萬噸,占總產(chǎn)量的11.3%。預(yù)計(jì)到2000年,燒堿年產(chǎn)量將達(dá)540萬噸,其中用離子膜電解法生產(chǎn)的將達(dá)180萬噸,占33.3%。
氯堿離子膜的工藝屬于高尖端技術(shù)機(jī)密,無從獲得,也不可能公布。因此,在此只能簡單介紹其宏觀構(gòu)成及其原材料。
膜的構(gòu)造
我國自主研發(fā)的氯堿離子膜,與美國和日本的樹脂擠出成膜法不同,屬于樹脂溶解鑄膜法。
氯堿離子膜主要由網(wǎng)布和膜組成,網(wǎng)布主要是為了增加強(qiáng)度,膜是關(guān)鍵材料,膜的核心材料是磺酸樹脂和羧酸樹脂,是膜的核心技術(shù)。
氯堿離子膜技術(shù)最核心的有兩部分,第一部分是單體部分,第二部分是樹脂部分。
膜的主要原材料
離子膜的原材料是螢石,螢石主要成分是氟化鈣,屬不可再生的戰(zhàn)略資源,是發(fā)展氟化工的源頭。
全球螢石資源儲(chǔ)量約6億噸,我國儲(chǔ)量就占了54%,居全球第一。
氯堿離子膜的特性及發(fā)展趨勢(shì)
由于離子膜電解法因兼有環(huán)保和節(jié)能等特性,采用離子膜電解法是當(dāng)今世界最先進(jìn)的燒堿生產(chǎn)工藝。離子膜電解槽和離子膜是氯堿裝置的核心裝置,而其中發(fā)揮關(guān)鍵作用的是安裝在電解槽上的全氟磺酸羧酸離子膜(簡稱全氟離子膜)。
全氟離子膜的發(fā)展趨勢(shì)是超薄、增強(qiáng)、摻雜自濕化、各向同性,而在這四方面樹脂溶解鑄膜法均比傳統(tǒng)的樹脂擠出成膜法具有非常明顯的天然優(yōu)勢(shì)。