提升氯碱化工生产效率的措施

提升氯碱化工生产效率的措施

王继东

新疆圣雄能源股份有限公司氯碱厂 新疆维吾尔自治区吐鲁番市

摘要：创建节能型氯碱企业，推行清洁生产，节能降耗、减少排放，从而降低生产成本，已成为氯碱企业提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。

关键词：氯碱化工；生产效率；提升措施

引言

氯碱生产的特点是易燃、易爆、易中毒、易腐蚀。采用屏蔽泵实现完全无泄漏，有效避免了环境污染和物料损失;只要选型正确，操作条件没有异常变化，在正常运行情况下，几乎没有维修工作量。

1液氯汽化工艺

液氯汽化装置设计能力为200m3/h，利用热水在汽化器中与液氯进行间接逆流换热，从而使液氯由液态转化为气态的氯气的过程。将液氯储槽中的液态氯，通过液氯泵送至液氯汽化装置，与加热后的热水进行热量交换，从而使液氯转化为氯气，汽化后的氯气送至氯化氢合成工序。

2提升氯碱化工生产效率的措施

2.1氯气液化系统的应用

冷冻过程是通过制冷剂氟利昂液态和气态的相互转化过程中的吸、放热来实现。在制冷循环中，液态的氟利昂从氟贮液器进入氯气液化器列管间，与管内约30℃干燥氯气交换热量后变为气态氟利昂，再进入压缩机压缩后成为温度与压力较高的气态氟利昂，此时的氟利昂压力为0.9~1.2MPa，只须稍加冷却即可成为液态氟利昂。即气态氟利昂进入冷凝器内与冷凝器管内25℃左右的循环冷却水换热，使温度与压力较高的气态氟利昂降温降压成为液态氟利昂，再贮存到氟贮液器。再利用液态的氟利昂气化需大量吸收热量的原理，吸收氯气的热量，达到氯气被液化的效果，而氟利昂则变为气态，再进入压缩，形成一个冷冻循环。

2.2金属材料的选用

当前在氯碱化工行业中应用较多的金属耐腐蚀材料包括碳钢、不锈钢、钛、镍等等。有的是直接使用该金属的制品，有的则是将其作为设备内衬使用。例如在一些盐水的稀释溶液或电解液当中，有一些是作为直接的生产设施，而也有一些是用作生产设备的表面涂层或者内衬，进行防腐效果；而在一些饱和性的盐水会对碳钢等材料腐蚀性比较大的情况下，就要结合内衬的方式进行，也就是采用碳钢内衬橡胶的方式。碳钢作为目前最常用到的金属物质，只有当酸碱度高于9.5并且碱液浓度低于30%的时候，碳钢以及铸铁才具有耐腐蚀特点。如果碱液的浓度增加或者温度高于80℃的时候，碳钢与铸铁相应的耐腐蚀性就会逐渐降低，在这种情况下，不锈钢则能够具有较好的耐腐蚀性，特别是当处于沸腾状态下的浓碱液的时候，使用高镍铬不锈钢或者镍合金的材料更佳。不锈钢有很多不同的种类，例如304、316等。不锈钢一般就是在烧碱溶液浓度高于30%或者温度高于80℃的时候应用更多。通常情况下，在50~100℃的碱液当中使用316型号的不锈钢更合适，而当温度低于50℃的时候选用304则相对来说成本更低，更为经济环保。钛材料也有着较高的耐腐蚀效果，通常更多的应用在湿氯、盐水等管道当中。钛物质在常温的时候能够形成一层具有良好保护特点的氧化膜，具有较高的耐腐蚀特点，能够抵抗盐水、氯溶液以及碱液的腐蚀，因此在氯气冷却中也被广泛应用。镍以及镍合金也是经常用到的耐腐蚀材料。镍对烧碱具有高度的防腐蚀性，不论是什么温度还是浓度的烧碱溶液中都能够抗腐蚀，并且镍与镍合金的物理特性与碳钢相近，良好的耐腐蚀性仅次于银，所以更多被应用于高温、高浓度的烧碱溶液当中。

2.3深化钛材料的运用

钛材料的初次使用需要的成本较多，但是具有耐腐蚀效果强的特点，能够最大程度上提升氯碱产品的质量，延长生产设施的使用寿命，降低企业由于设备维修等方面的不必要支出，优化产业环境等。以往的传统耐腐蚀材料由于生产技术不到位或者生产环境不好等，不能够进行高质量的耐腐蚀效果，但是钛材料的运用能够在很大程度上提高对生产设备的密闭性，降低设备的腐蚀率，从而提高安全生产环境。近些年钛材料的换热器装置以及钛泵装置更多的应用在了电解、脱氯以及废氯气的处置当中，一定程度上保证了氯碱工业生产的稳定性，所以在未来一段时间内加强对钛材的应用十分重要。

2.4做好电解槽管理

一是烧碱。氯化钠溶液经电解后，电解槽内会生成一定烧碱，这时的烧碱温度高、腐蚀性强，需要对烧碱进行冷却处理。此环节生成人员应避免与烧碱直接接触，以免损伤皮肤。二是氢气。当电解槽与阴阳两极建立连接后，阴极、阳极的氯气、氢气将于电解槽内发生接触引发气体混乱。在这种情况下，烧碱溶液可能与氯气发生反应，导致氯气含量明显减少，而由于氢气并未发生反应，因此电解槽将呈现明显不平衡状态。当氢气与氯气或空气混合后，很容易发生爆炸。研究表明，当氢气与空气体积混合在4.1%～74.2%时，出现爆炸的可能性极高。因此，要加强电解槽平衡状态的检测，将氢气含量控制在4%以内，保证氯气浓度应小于1mg/m3。一旦氯气和氢气状态失衡，应立即采取调整措施，以免发生人员伤亡事故。

2.5氯气腐蚀防护措施

在氯碱生产中主要通过电解产生氯气，氯气温度通常在75~85℃之间，并且具有较多的水分。氯气中水分超过一定范围后，就会变成湿氯。湿氯具有较高的氧化性，会造成铜、铝等设施的腐蚀。针对这一现象，可以在有关湿氯运输的通道中选用钛或者玻璃材质。钛是一种活性较强的金属物质，在常温时能形成一层氧化保护膜，具有较强的耐腐蚀特点，能够抵挡多种酸、碱物质的腐蚀。而且还具有较强的耐电性，可以有效提高生产设备的使用寿命。因此在氯碱生产中开展湿氯冷却或者进行脱水操作时，可以采用钛物质进行氯气的腐蚀防护。但是，钛不能用到干燥的氯气中。这是由于钛会与氯气形成化学反应，不止造成严重的腐蚀，还会导致严重的火灾出现。基于此，为了确保钛物质的有效应用，通常会将湿氯中的水浓度控制到1.5％上下，确保钛表面能够形成保护膜。此外，橡胶也是常用的一种腐蚀防护物质，因为橡胶有着良好的防渗透与耐腐蚀特点，常被用作金属设施的内部防腐层。

2.6二效蒸馏技术

有些企业采用化学稳定性优良的石英玻璃作为制作浓缩器的材质，第一步将质量分数80%的废硫酸浓缩到97%～98%，第二步将第一步产生的废酸浓缩到80%左右的酸，返回第一步。蒸馏后的废酸含酸质量分数小于1%，经中和达标排放。该方法经济合理，操作性强，提高了回收酸的质量，而且节能效果明显，循环利用了资源，治理了废酸对环境的污染。但设备材质制作工艺复杂，强度低，造价不菲，未得到广泛推广。

2.7氯碱和聚氯乙烯行业用仪器仪表防爆等级的选择

在氯碱装置防爆区域主要是根据氢气存在的区域来进行划分的，一般选择不低于ExiaIICT4或ExdIICT4的防爆等级标准。在聚氯乙烯行业的各装置防爆区域的划分，乙炔装置是根据乙炔气体存在的区域来划分的，一般选择不低于ExiaIICT2或ExdIICT2的防爆等级标准。VCM装置是根据综合考虑乙炔、庚烷、VCM气体可能存在的区域，一般选择不低于ExiaIICT4或ExdIICT4的防爆等级标准。聚氯乙烯装置是根据VCM气体存在的区域来划分的，一般选择不低于ExiaIIBT4或ExdIIBT4的防爆等级标准。

结语

总之，氯碱化工生产中产生的大量废氯气会对生产人员和附近居民的生命安全以及生态环境造成严重威胁。要提升氯碱化工企业生产效率，为化工行业的发展提供支持。

参考文献

[1]张立超，王永康.离子膜烧碱生产工艺浅析[J].科技与企业，2013（24）：348.

[2]林向俊.离子膜制烧碱工艺降低能耗技术优化[J].化工管理，2017，（30）：74