合肥工业大学生产实习研究报告Word下载.docx

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2.2.2电解工段-隔膜法电解7

2.2.3片碱工段9

第三章总结、讨论及实习心得11

第一章前言

概述（安徽氯碱化工集团、氯碱工业、主要实习工段）

2010年4月20号到4月28号，我们合肥工业大学化工学院07级化工工艺的学生走进安徽氯碱集团的生产车间参观了化工企业的生产情况。

1.1氯碱工业简介

氯碱工业是现代无机化工之一。

主要产品是氯气和烧碱（氢氧化钠），在国民经济和国防建设中占有重要地位。

随着纺织、造纸、冶金、邮寄、无机化学工业的发展，特别是石油化工的兴起，氯碱工业发展迅速。

氯碱工业特点，除原料易得、生产流程较短外，还有三个突出问题：

（1）能源消耗大，主要是用电量大。

氯碱生产的耗电仅次于电解法生产铝。

在美国，氯碱工业用电量占总发电量的2%左右，中国氯碱工业用电量占1988年总发电量的1.5%。

因此，电力供应情况和电价对氯碱产品的生产成本影响批大，各国始终把降低能耗作为电解法的核心问题。

重视选用先进设备，提高电解槽的电能效率和碱液蒸发热能的利用率，来降低烧碱的电耗和蒸汽消耗。

开辟节约能源新途径，具有重要意义。

（2）氯与碱的平衡。

电解食盐水溶液时，按固定质量比例（I：

0.85）同时产出烧碱和氯气两种联产品。

在一个国家和地区，对烧碱和氮气的需求量不一定符合这一比例。

因此，出现了烧碱和氯气的供求平衡问题。

在一般情况下发展中国家工业发展初期用氯量较少，由于氯气又不宜长途运输，所以从是以氯气需用量来决定烧碱产量，往往出现烧碱短缺。

在石油化工和基本有机原料发展较快的国家和地区用氯气量大，因此出现烧碱过剩。

总之，烧碱与氯气平衡始终是氯碱工业发展的恒定矛盾。

（3）腐蚀和污染。

氯碱产品如烧碱、盐酸等具有强腐蚀性，在生产过程中使用的原材料，如石棉、汞、含氯废气等都可能对环境造成污染，因此防止腐蚀和环境污染也一直是氯碱工业努力革新的方向。

69年代由于石油化工的发展，氯碱工业生产能力也急剧上升，80年代初创商哆。

以后由于石油能源危机，有所下降。

1985年开始逐渐上升。

氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及由此衍生系列产品的基本化学工业，其产品广泛用于国民经济各部门，对国民经济和国防建设具有重要的作用。

1.2公司概况

安徽氯碱化工集团有限责任公司系国有股份制企业，位于合肥市二环路东边，北靠淮南铁路，南临淝河，经巢湖入长江可直达江苏、上海、浙江等地，东有合宁、合芜、合徐、合界高速公路，通往全国各地。

公司现有职工2937人，占地面积70公顷，资产总值10.2亿元，自2004年起至今，已先后通过IS09001:

2000质量管理体系,IS014001:

2004环境管理体系，GB/T28001一2001职业健康安全管理体系。

经过50年的建设，目前公司已发展成以氯碱化工为基础，以精细化工、农用化工、塑料化工、为主导的综合性化工企业和安徽省最大的氯碱企业，合肥市重点骨干企业，国家大型工业企业。

第二章实习过程

此次我们的实习主要分为两个项目，分别为PVC糊树脂生产工艺，氯碱生产工艺。

其中，PVC糊树脂生产工艺分为：

（1）电石法PVC生产工艺；

（2）乙烯氯化法生产工艺。

而氯碱生产工艺分为四个工段组成：

（1）盐水工段

（2）隔膜和离子膜电解工段（3）片碱工段（4）氯氢处理工段。

其中盐水工段主要进行化盐及盐水的初级处理，为电解工段提供所需的饱和食盐水隔膜工段利用盐水工段的一次盐水进行电解，生产10%烧碱。

离子膜工段电解二次精制盐水，生产32%烧碱，片碱工段利用三效蒸发离子膜电解出来的32%烧碱生产固体片碱。

氯氢处理工段主要是对从电解槽出来的氢气，氯气进行冷却，干燥处理，为后续生产做准备。

2.1PVC糊树脂生产工艺

（一）聚氯乙烯的生产工艺及技术发展

PVC是聚氯乙烯塑料，简单地说，盐的水溶液在电流作用发生化学分解。

这一过程会产生氯、苛性钠和氢气。

精炼、裂化石油或汽油能产生乙烯。

当氯和乙烯混合后，就会产生二氯乙烯；

二氯乙烯又可以转化生成氯化乙烯基，大使聚氯乙烯的基本组成部分。

聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯乙烯链。

以这种方式生产的聚氯乙烯呈白色粉末状。

他是不能单独使用的，但是可以与其他成分混合生成许多产品。

（二）聚氯乙烯的主要生产方法

PVC的生产方法主要有两种，分别是电石法和乙烯氯化法。

其中电石法以电煤为原料，乙烯氯化法以石油为原料。

PVC生产工艺流程图：

2.1.1电石法PVC生产工艺

电石工业诞生于19世纪末，迄今工业生产仍沿用电热法工艺，是生石灰（CaO）和焦炭（C）在埋弧试电炉（电石炉）内，通过电阻电弧产生高温反应制得，同时生成副产品一氧化碳（CO）。

电石生产的基本化学原理：

CaO+3C---CaC2+CO

式中可见电石生成反应中投入的三分C，其中两份生成CaC2，而另一份则形成CO，即消耗了1/3的碳素材料，如不加利用，则既费能又增加排出量。

为本工艺的一大缺点。

要做到CO的回收利用，才能符合循环经济的要求。

电石法生产聚氯乙烯工艺流程示意图：

2.1.2乙烯氯化法生产工艺

乙烯氯化法生产聚氯乙烯工艺流程图：

氯乙烯工艺流程：

（1）混合冷冻脱水

由乙炔工段送来的精制乙炔与来自脱析工段的干燥HCl，通过流量计分配比后，在混合器内充分混合，然后进入串联的石墨冷凝器，由-35℃冷冻盐水间接冷却，部分呈膜状沿壁流出，另一部分则夹带于气流中呈酸雾状，进入除尘器中。

由含浸硅玻璃棉捕集分离，然后气体经预热器预热后进入转化器。

（2）合成水洗碱洗

干燥的混合气体由转化器上部进入，通过列管中填装的吸附于活性炭上的氯化汞触媒，转化为氯乙烯，转化时放出的热量通过循环的无离子水移出，粗氯乙烯在高温中带逸出的升华物，在填装活性液的除汞器中吸附除去，然后进入水洗塔、碱洗塔，除去过量的盐酸和二氧化碳，送入氯乙烯气柜。

（3）精馏

由气柜来的粗氯乙烯经机前预冷器预冷，分离出部分冷凝水后，经压缩机加压并经机后冷却器除水及油后，先进入两台串联的全凝器，用5℃的水冷凝使大部分气体冷凝液化，经水分离器除水后送入低沸塔。

低沸塔釜加热器将液相组分加热，蒸出的气相组分经塔顶冷凝器用5℃的水冷凝后，由塔顶汇入第二全凝器，再通过尾气冷凝器处理，尾气冷凝器未冷凝的气体经尾气回收装置，回收氯乙烯后排空，塔釜内除去乙炔等低沸点杂志的液相氯乙烯经过过料阀进入高沸塔。

从高沸塔釜加热器将氯乙烯蒸出，经塔自身分馏而成精氯乙烯经塔顶冷凝部分冷凝作回流，大部分经成品冷凝液化后，进入单体贮槽中备送聚合。

从高沸塔塔釜分离收集的高沸物经高沸物受槽进入蒸出釜，从水分离器放出的水进入集水槽，分别蒸出处理，回收氯乙烯，高沸点残液收集处理。

2.2氯碱生产工艺

2.2.1化盐工段

工业原盐溶为盐水后，其中所含的杂质Ca2+，Mg2+，S042-。

和机械不溶杂质会被破坏电解槽的操作，如不溶性的机械杂质同食盐水一起进入电解槽，它会堵塞电解槽隔膜上的孔，降低隔膜的渗透性，恶化电解槽的运行。

而钙盐和镁盐随同盐水进入电解槽，它们将会也电解槽中的物质发生下列反应：

Ca2++Na2CO3=CaC03+2Na+

Mg2++2NaOH=Mg（OH）2+2Na+

这样不仅消耗了NaOH，而且这些沉淀物还会堵塞电解槽碱性隔膜的孔隙。

降低隔膜的渗透性，对电解槽寿命，能量的消耗及安全生产等产生不利影响。

在工业上一般采用化学精制法达到精制的目的

1、工艺原理

用NaOH和Na2CO3除去Ca2+，Mg2+，（由于该厂盐质量较高，SO42-含量较少，故没有除S042-工序。

）

CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl

CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+2Na2SO4

MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2↓+2NaCl

FeCl3+3NaOH=Fe（OH）3↓+3NaCl

在折流槽中，先后加入盐酸（中和溶液中一部分碱，易于后面沉淀晶核的形成），纯碱（除去Ca2+），氢氧化钠（除去Mg2+），之后再加盐酸调节pH至7～8。

（详见流程图）之后，溶液进入澄清桶，在絮凝剂的作用下，出去机械不溶性杂质。

2、主要工艺指标

①化盐的工艺指标：

NaCl>

315g/L；

温度：

50～60℃；

盐层高度>

2m

②精盐水质量指标：

315g/L;

Ca2++Mg2+<

6mg／L；

SO42-<

5g／L；

无机

铵<

lmg／L；

总胺<

4mg／L。

50~60℃，pH值：

7.5-8。

3、主要工艺流程

固体粗盐由传送带送入化盐桶溶解，再进入折流槽，加入沉淀剂，沉淀钙镁离子，加入酸调节pH，之后进入澄清桶，在絮凝剂的作用下，沉降机械不溶性杂质。

静置后上层清液进入熟盐水桶，无阀滤池，精盐水桶，该盐水可作为金属阳极使用，不可作为离子膜使用。

下层沉淀进入洗泥槽，板框压滤器，得压滤水（可用来化盐）和白色下脚料（简称白脚）。

4、主要生产设备的作用和工作原理

①化盐桶：

由对面的盐仓内通过皮带运输机将盐送入化盐桶，化盐水来自深地水，熟盐水，循环水，经预热后在化盐桶内由下而上与海盐逆流接触化盐。

为了得到饱和盐水，需要维持盐层高度在2m以上。

②折流槽：

化盐之后的盐水经过粗盐水中间槽输送到折流槽中，在折流槽中加入纯碱，氢氧化钠，盐酸，使钙镁离子形成沉淀悬浮在盐水中。

折流槽中间有许多折流板，用于减缓盐水流速，在流道中形成湍流，加强传质传热可以使钙镁离子充分反应形成沉淀。

③纯碱高位槽、氢氧化钠高位槽，盐酸高位槽：

用于存储各物质。

④澄清桶：

该设备上大下小，在折流槽中除杂的盐水，夹带大量沉淀物靠位差送到澄清桶中进行澄清。

为了加速沉淀，在进入澄清桶前加入絮凝剂。

澄清桶的盐泥先用蒸发送来的冷凝水冲洗回收其中的氯化钠，洗水送入化盐桶化盐，盐泥用板框压滤机压滤综合利用。

⑤无阀滤池：

澄清后的盐水从桶上部溢出进入无阀滤池，无阀滤池中放置了几层颗粒大小不同的石英石滤层。

盐水通过过滤层之后，所夹带的悬浮物颗粒被截留。

盐水通过虹吸装置进入精盐水桶。

2.2.2电解工段-隔膜法电解

1、实习任务

1）了解氯碱生产中电解的过程，包括隔膜电解和离子膜电解，重点在于离子膜的电解；

2）了解离子膜电解前盐水的处理过程；

3）了解电解后产物的生产以产物的处理；

比较隔膜电解和离子膜电解的优缺点；

4）了解各生产设备的作用；

掌握电解的基本生产流程。

2、工艺原理

隔膜法工艺原理：

电解槽中的阳极和阴极与直流电源相连接形成回路。

因在电解槽中要发生一系列的副反应，并且如果不把析出的氯气和氢气及时分开，两者混合极可能发生爆炸，因此在阳极和阴极之间设置一多孔隔膜，它将电解槽分隔为阳极室和阴极室，隔膜电解既能允许各种离子和水通过，又能阻止阴，阳极的产物混合。

饱和食盐水由阳极室加入，并使阳极室液面高于阴极液面。

3、主要工艺指标

隔膜电桥主要工艺指标

控制项目

控股

NaC1含量

＞315g/L

Ca、Mg离子

＜10mg/L

硫酸根

＜5g/L

温度

（75±

5）℃

pH值

7~8

C12中的氢气

＜5%

C12中氧气

＜=1.8%

金属阳极：

由盐水精制工段送来的精制盐水进入高位槽，以便利用高位槽的液位压差，使盐水平稳地