氯碱生产电解工段.docx

1、氯碱生产电解工段2.4电解工段2.4.1主要原材料及产品的物化性质2.4.1.1 氯气物理性质：氯气为黄绿色气体，有毒，在常温常压下占的体积很大，如在标准状态下 1m3体积氯气的重量仅有3.214公斤.氯气对人的呼吸器官有强烈的刺激作用，吸入大 量氯气会中毒致死，生产中应特别注意避免漏气.氯气是一种易液化的气体，含水 的氮气在1atm和9.6C时能与水生成CI2 .8H2O黄绿色晶体，所以含水氯气管道 冬季必须保温，以防止结晶物阻塞管道而影响生产。化学性质：氯是一种典型的非金属元素，化学性质比较活泼，可与多种物质起反应。a、 氯与金属反应：3Cl2+_ 2Fe+2FeCl3完全干燥的氯气在常温

2、下几乎不与金属作用，故干燥后的氯气可用铁质管 道输送。但金属钛例外，它与湿氯气不起反应，而与干燥的氯生成钛的氯化物。b、 氯与水作用：氯气可与水作用生成次氯酸和氯化氢。CI2+H2O f HCI+HCI生成的次氯酸易分解为HCI，并放出新生态的氧，新生态的氧具有更强的 氧化性，所以含水氯气具有强烈的氧化性。c、 氯气与氢气作用：氯气与氢气起反应生成氯化氢。CI2+H2 * 2HCI氯气与氢气在一定范围内混合，在光照射下会发生爆炸，爆炸极限（以含氢计）为5%-87.5%。d、 氯气与碱的作用：氯气易溶于碱性溶液，并生成次氯酸盐氯化物。Cl2+2NaOHk 2NaCIO+NaCI+H2O次氯酸根（

3、CIO-）具有漂白作用。e、 氯气与氨的作用：氯气可与氨起反应。在氨过量时：8NH3+3CI2* 6NH4CI+N2氯化铵为白色烟雾，易挥发。利用这一特性，可以检查氯气是否泄漏。在氯过量时，则生成爆炸性物质三氯化氮4NH3+3CI2 3NH4CI+NCI3因此，液氯贮槽要定期对三氯化氮含量进行检测，同时必须定时排污。f、氯与有机物的作用氯气与绝大多数有机物发生剧烈反应， 特别是液氯与有机物接触，反应更 剧烈，所以，决不允许液氯与有机物直接接触。为防止出现爆炸事故，在钢瓶充 装前的检验过程中，一定要细心、认真，不能有半点马虎（拉液氯客户以生产氯 化石蜡的居多）。另外，有氯场所在检修时注意乙炔瓶的

4、放置，防止乙炔瓶的漏 气。241.2氢气物理性质：氢气是一种无色、无味、无臭、易燃气体，在各种液体中溶解甚微，且难以 液化。氢是所有气体中最轻的一种，与氧、碳、氮分别结合成水、碳氢化合物、 氨等。化学性质：a、 易燃性：氢气在空气和氯气中都易燃烧，放出大量的热。2H2+O2 2H2O+Qb、 易爆性：氢气与氧气、空气、氯气混合，在强光、强热条件下均可发生爆炸。在氧气中的爆炸极限是：4.5%95% ；在空气中的爆炸极限是： 4.1%74.2% ； 在氯气中的爆炸极限是：5.0%87.5% 。2.4.1.3 烧碱物理性质：烧碱学名氢氧化钠，易溶于水，水溶液有涩味和滑腻感，具有强烈的腐蚀性。 化学性

5、质：它能跟酸起中和反应，生成盐和水。NaOH+HCL NaCI+HzO另外，它还能和一些盐以及酸性氧化物起反应。2.4.1.2 食盐物理性质：学分子式为NaCl，分子量为59.5,为无色透明的正六面体结晶。相对密度2.161 （25C）,假比重0.7-1.5.散重为0.9/1 （确定原盐仓库容积时，堆放重度按 1Kg/1计算）。熔点8008C，沸点1465 C,比热容为0.853J/ （gC）,，溶解热 517.1J/g，汽化热为40.81千卡/摩尔。纯的氯化钠很少潮解，普通工业食盐除含有 NaCI外，还含有CaCb、MgCb等杂质。这些杂质吸收空气中的水分而使食盐潮解结块， 结块给食盐的运输

6、及使用带来一定的困难。温度对氯化钠在水中的溶解度影响并不大，但升高温度可加快食盐的溶解速 度。化学性质：食盐水在直流电的作用下，在阳极上产生氯气，在阴极上产生氢气和氢氧化 钠，化学方程式如下：2NaCI+2H2O Cb+2NaOH+H22.4.2目的将盐水二次精制岗位送来的 305土 5g/1的盐水和纯水岗位送来的纯水分别送入电解槽阳、阴极室，在那里盐水被电解生成32+0.5%的成品烧碱溶液，98%（体积）的氯气和99% （体积）的氢气，生成的成品碱送至贮罐销售，氯气和 氢气被送至氯氢处理工序进一步处理。2.4.3范围适用于离子膜分厂自然循环电解装置。2.4.4工艺流程由树脂塔（T-160A/

7、B/C ）来的盐水精树脂过滤器（SB-160）、电磁流量计FIT-160进入盐水高位槽（D-170）。D-170液位由LCV-170控制。D-170的盐水在重力的作用下经FICZA231A-F调节流量（流量根据电流串极控制）后进入电 解槽（R-230A-F）阳极入口总管。碱液由碱液循环泵（P-274A/B/C）经碱液换 热器（E-273）换热后送往碱液高位槽（D-273），D-273的碱液在重力的作用下 由进槽阀门调节流量后进入 R-230（A-F）阴极入口总管，阀前加入稀释纯水，纯水 流量有FICA-221根据碱液浓度或电流串极调节。阴、阳极电解液经与入口总管连接的进槽软管进入电槽阴、 阳极

8、室，在电流 作用下在槽内发生化学反应，阳极侧生成氯气，盐水浓度下降为淡盐水，阴极侧生成烧碱和氢气，阴、阳极液的气液混合流体经出口软管汇入出口总管， 进入阴、阳极分离器进行气液分离器。氯气由阳极分离器上出口进入氯气总管， 氯气压力由PICZ216调节后送往氯氢处理；淡盐水由阳极分离器下出口流入阳极液循环 槽（D-260）,阳极液循环泵（P-264A/B）将D-260的淡盐水抽出，大部分送往 脱氯岗位。D-260液位由LICZA260根据FICZA231（A-F）的总流量按比例调节。氢气由阴极分离器上出口进入氢气总管，氢气压力由 PICZA226串极调节后并网。碱液由阴极分离器下出口流回阴极液循环

9、槽（ D-270）,阴极液循环泵（P-274A/B/C）将D-270的碱液抽出，大部分经过E-273冷却后送往D-273继续 循环；部分碱液经E-275冷却后供树枝塔再生、淡盐水加碱；其余碱液经冷却器 E-274冷却送往成品碱储槽，成品碱抽出流量由LICZA270根据D-270液位自动调节2.4.5主要设备序号代号名称规格数量1R-230A-F复极式自然循环离子膜电解槽ZMBH-2.762P274-A/B/C碱液循环泵Q=145m 3/h，N=30kw33P-264A/B淡盐水循环泵Q=130m /N=30kw24P-284A/B阳极排放泵3Q=30m /h， N=7. 5kw25P-294/

10、344阴极排放泵/开车碱泵3Q=45m /h，N=15kw26E-2732碱液冷却器 （60m）F=100m 217D-170盐水高位槽 （30.8m3）18D-273碱液咼位槽 （7.6m3）19D-260淡盐水循环槽（25.6m3）110D-270碱液循环槽 （25.6m3）111D-280阳极液排放槽1（143.4m3）12D-2903阴极液排放槽（103m）113D-350高纯酸储槽 （69.3m3）114D-330A/B成品碱中间槽（402m3）215D-340开车碱储槽 （50.3m3）116T-310脱氯塔（15.9m3）117E-310脱氯塔冷却器F=100m 2118E-27

11、43成品碱冷却器 （40m）2F=70m119P-314A/B脱氯淡盐水泵3Q=120m /h，N=30kw220P-354A/B高纯酸泵3Q=10m/h，N=5， 5kw121P-334A/B成品碱泵3Q=40m /h，N=15kw222C-319A/B脱氯真空泵3Q=100m /h，N=2kw2246操作首先确认系统内所有阀门关闭，启动离心泵之前应严格按照离心泵的要领去 操作：1） 检查轴承箱内润滑油，油位至油箱中间水平面。2） 转动联轴器，检查有无卡死或其他异常。3） 打开泵冷却水阀门，泵进口阀，确认出口阀关闭。4） 启动泵，慢慢打开泵出口压力表，打开泵出口阀门，调节回流阀门至所 需压力

12、。5） 检查泵和电机的温升有无异常。6） 停泵时应慢慢关闭泵出口阀、停电机、关出口压力表。关泵进口阀门。 关泵冷却水阀，若长期停用应放净泵内液体，以防冻裂。247分析项目序号取样点位置分析内容控制指标取样频率1电解槽阴极进液口NaCI280-300g/l1次/班PH2 （加酸）必要时2淡盐水泵NaCl21010g/l1次/日P-264A/B/CPH3-4 （加酸）必要时3碱液泵P-274A/B/CNaOH32.0-32.5%2次/班NaCl必要时Fe必要时4高纯盐酸泵P-350A/B 出口HCl310.5%必要时Fe必要时Ca必要时Mg必要时游离氯1次/周5氯气（氯气总管）Cl21次/班O2必

13、要时H21次/班6氢气（氢气总管）H21次/日O2必要时248异常现象及处理序号现象原因处理措施1电解槽 阳 极液出 口加入盐酸过量检查盐酸流量计流量，如果流量过高， 降低HCI流量。检查加酸控制阀FICZA211是否失灵。PH过低2淡盐水泵出口 盐水PH过低1.加入盐酸过量2.PH值测定仪表失 灵3.仪表冷却器的温 度不在指定范围。1.取样分析其酸度，检查其值是否与 仪表指示相符2.检查淡盐水PH值测定仪表冷却器 的温度是否在20-60 C之间3.检查加酸控制阀FICZA-211是否失灵。3电解槽 阳极液 出口PH值过大1.加酸量不足2.离子膜泄露1.检查HCI流量计的流量，如果流量 太低，

14、增加流量。检查 FICZA-211 是否失灵。2.如果淡盐水PH值有波动，某单元 槽的电压异常，阳极液出口软管变 色，则说明该单元槽的膜有泄露。（在旧膜试车时属于正常现象）4二次盐水质量恶化二次盐水精制工序出现问题定时在电解槽进口取样分析盐水质量， 如盐水质量不符合正常工艺要求，通知 盐水精制岗位1.当 Ca +Mg 含量为 20-40ppb 时： 立即检查异常原因，进行恢复处理 和再分析。迅速通知盐水精制岗位 切换螯合树脂塔。2.当Ca2+Mg2+含量在40ppb以上： 立即检查异常原因，迅速进行恢复 处理和再分析。迅速通知盐水精制 岗位切换二次盐水的整合树脂塔， 如果不能马上恢复，电解槽停

15、车。5氢气氯气总管氯气、氢气总管压力波动大检查氢气和氯气管道是否有积水。 通知氯氢处理岗位检查生产是否正常。压差检杳PICZA216与PICZA226工作是否正常。6电解槽1.电流短路1.检查电解槽侧面杆和电解槽导杆之电位差2.进曹电解液流量间是否有异物检查电解槽是否由于计波动.杂物影响发生短路EDIZA3.一个或多个单元2.调节进电解槽电解液流量或气体压波动槽电压异常。力。4.直流电流击波动。3.检查软管气体和液体混合物的流动5.离子膜泄露。状态，如流动不均匀，有气堵现象，6.漏电。停车检杳。4.对电解槽进行膜泄露实验，检查直流电供电系统。5.如有泄露，更换之。6.检查电解槽和管路的结缘情况

16、，不 好更换之，如发现电解槽和垫片泄 露严重，立即停车处理。7二次供1.过滤盐水泵停1.尽快恢复它的运行，并且同时降低应盐水2.管路堵塞电流运行。如不能启动，停车。停止或3.二位阀开关错误2.每台电解槽有FICZA-231连锁。当流量降报警发生时，立即在现场检查电解低槽，迅速恢复盐水供应最初的流量，并检测盐水浓度。严重时停车处理。3.及时检查阀门状态，确认阀门信号是否正常。8单元槽1.单元槽电解液进1.停车疏通或清洗单元槽进出管口。电压比出口堵塞2.停车进行膜泄露实验。平均电2.离子膜漏3.如单元槽电极损坏，更换之。压 咼3.单元槽电极损坏0.3v9单元槽电压比 平均电 压低0.2v1.膜泄露

17、2.单元槽导杆螺栓上有锈斑1.如果淡盐水PH值有波动，某单元 槽的电压异常，阳极液出口软管变 色，则说明该单元槽的膜有泄露。 停车检查，进行膜泄露实验。检查 单兀槽电极是否有损坏，如有更换 之。2.除锈，重新测量。10电解槽电压急剧升高1.电解槽温度低于 正常温度2.阳极液浓度低3.阳极液酸度增加4.因整流故障造成 过电流5.阴极液浓度增加6.膜被金属污染7.电极液流量太低8.氯氢压差太低1.检查电解槽阴极液出口温度，如太 低，调至正常温度。2.检查阳极液浓度，如浓度低，通知 盐水精致岗位调整之；检查进曹盐 水流量和返回淡盐水流量是否真 确。3.检查淡盐水酸度，如酸度太高，雕 节降低盐酸的流量

18、。4.检查直流电流表指示是否正常，如 不正常，停车检查。5.检查阴极液浓度，如高于正常值， 调节增加纯水流量。6.检查电解液中金属离子含量，检查 纯水，高纯盐酸，二次盐水的质量 是否满足工艺要求。7.提咼电解液流量到正常值。8.调整电压到正常。11离子膜泄露从以下情况判断膜是否泄露：1.电解槽阳极液出口软管变色。2.电解槽阳极液PH值升高，且波动较大。3.电解槽HCI消耗不正常，且急剧上升。4.氯气含氢超过0.3%。5.单兀槽电压不稳定，过咼或过低（6.EDIZA指示波动且不稳定。12成品碱 浓度下 降，阴 极系统 加水量 明显下 降1.检查盐水共用管路是否堵塞，流量显示值是否准确。2.检查进槽阳极流量计FICZA-231是否正常。3.分析进槽阳极液浓度，如低于 280g/l,先降低电流运行，增大供应盐水流量，浓度上升正常后提升电流。