氯碱工艺及仪表选型

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1、氯碱工艺应用及仪表选型聚光科技(杭州)有限公司2009年1月V1.0氯碱行业概况介绍电解工艺及仪表选型VCM工艺及仪表选型聚合工艺及仪表选型Copyright@2005FPIinc,allrightreserved行业概述氯碱行业是以氯和碱作为主要原料的化工行业总称。氯碱行业主要的产品有：烧碱、液氯、PVC、盐酸。过去氯碱行业以地方国企为主，规模偏小，但新建企业开始大量引入民营资本，规模都在10万吨/年以上。由电解食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气的工业生产，是重要的基础化学工业之一。产品同质化相对严重，属于完全竞争行业。我国的氯碱工

2、业主要采用两种生产工艺：隔膜法和离子膜法。Copyright@2005FPIinc,allrightreserved整体工艺电解装置氯乙烯（VCM）单体的备制VCM聚合成PVCCl2VCM电解装置利用电解食盐生产：烧碱、氯气、氢气、盐酸，为下游生产提供Cl2气。VCM装置利用Cl2和乙烯/乙炔生产VCM单体。PVC装置利用VCM进行聚合。Copyright@2005FPIinc,allrightreserved企业分布目前，全国氯碱企业有近200余家，其中PVC厂家有87家，其中电石法有75家。主要分布在山东、天津、四川、河北、江

3、苏、浙江、上海、河南、新疆等省。Copyright@2005FPIinc,allrightreserved发展现状规模与技术问题我国氯碱企业规模普遍偏小、布局分散、集中度低，区块分割现象比较严重，另外由于石油、电费涨价等原因企业效益相对其他行业较差。氯与碱平衡问题国内市场上氯产品需求旺盛，而烧碱市场相对疲软。氯产品的开发与生产成为企业今后主要的效益增长点，也是氯碱生产中决定企业经济效益和技术水平的最关键的因素之一。安全与环保问题据国家安全局统计，由氯气及含氯化合物引起的占全部安全安事故的22%。另外，电石法PVC耗电高，含氯

4、尾气扩散等污染已经引起了国家环保局重视。Copyright@2005FPIinc,allrightreserved企业需求迫切需要提高经济效益，提高企业竞争力：扩大生产规模；提高氯利用率；调整产品结构。亟需降低事故发生率，降低舆论和环保压力：加强工艺控制；提高安全意识；配置安全设备。Copyright@2005FPIinc,allrightreserved氯碱行业概况介绍电解工艺及仪表选型VCM工艺及仪表选型聚合工艺及仪表选型Copyright@2005FPIinc,allrightreserved电解工艺电解是借助直流电流来

5、进行化学反应的过程。当以直流电通过食盐水溶液时，产生离子的迁移和放电，可以制造烧碱、氢气和氯气。电解总反应式：2NaCl+2H2O→Cl2↑+H2↑+2NaOH阳极上反应式2CL--2e→Cl2↑阴极上反应式2H2O+2e→H2↑+2OH-氯碱生产有离子膜法、隔膜法、水银法。Copyright@2005FPIinc,allrightreserved隔膜法盐水由管r连续加入阳极室。阳极液不断地从阳极室通过隔膜的孔隙流入阴极室。阴极上生成的电解液，经电解槽底部的管n连续流出。氯气及氢气分别经过管c及h连续排出。在阴极石墨棒a上，进行的

6、主要电极反应2Cl--2e——→Cl2↑食盐水溶液经电解后发生的主要反应是溶液中的Cl-在阳极上放电并逸出Cl2后，阳极液中剩下的Na+向阴极迁移，这与阳极液从阳极室通过隔膜的孔隙流入阴极室，在方向上是一致的在铁阴极K上进行的主要电极反应为：随着放电的结果，在阴极室的溶液中就剩下了OH-，它与来自阳极液中的Na+形成NaOH，所以阴极室的溶液又称为电解碱液；简称为电解液Copyright@2005FPIinc,allrightreserved电解槽以前隔膜电解槽发展相当缓慢，以石墨制作阳极有90多年历史，从1969年开始，石墨阳极

7、逐渐被长寿命、低能耗的金属阳极所取代。金属阳极金属阳极是一种新型高效电极材料。所谓金属就是以金属钛为基体，在基体上涂一层其它金属氧化物的活化层所构成的阳极。当前，金属阳极一般采用网形结构。阴极：隔膜电解槽能使用的阴极材料有铁、铜和镍。铁的导电性能良好，耐电解液的腐蚀；铁易于制成各种形状，经济合适。因此，在工业上一般采用铁作为阴极材料。石棉隔膜立式吸附隔膜电解槽的隔膜，是以石棉纤维为材料制成的滤过式的隔膜。石棉隔膜能阻止气体分子穿过，但不能阻止水分子和离子穿过。Copyright@2005FPIinc,allrightreserve

8、dMDC-20型隔膜电解槽1—漏斗2—电解液流出管3—氢气出口4—阳极液面视镜5—阴极侧面网6—氯气出口7—盐水入口管8—紧固缆带9—槽盖吊耳10—塑料槽盖11—拉紧弹簧12—阴极铜排13—阴极管14—阳极铜底板15—阴极板16—阴极网袋17—阳极