工业副产氢之氯碱制氢制备工艺

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一、烧碱制备工艺

工业上生产烧碱的方法有苛化法、电解法和离子交换膜法三种:

1. 苛化法

将纯碱、石灰分别经化碱制成纯碱溶液、石灰制成石灰乳,于99~101℃进行苛化反应,苛化液经澄清、蒸发浓缩至40%以上,制得液体烧碱。将浓缩液进一步熬浓固化,制得固体烧碱成品。苛化泥用水洗涤,洗水用于化碱。

Na2CO3+Ca(OH)2= 2NaOH+CaCO3↓

2. 隔膜电解法

将原盐化盐后加入、、氯化钡精制剂除去钙、镁、硫酸根离子等杂质,再于澄清槽中加入钠或苛化麸皮以加速沉淀,砂滤后加入盐酸中和,盐水经预热后送去电解,电解液经预热、蒸发、分盐、冷却,制得液体烧碱,进一步熬浓即得固体烧碱成品。盐泥洗水用于化盐。

2NaCl+2H2O[电解] = 2NaOH+Cl2↑+

H2

3. 离子交换膜法

将原盐化盐后按传统的办法进行盐水精制,把一次精盐水经微孔烧结碳素管式过滤器进行过滤后,再经螫合离子交换树脂塔进行二次精制,使盐水中钙、镁含量降到0.002%以下,将二次精制盐水电解,于阳极室生成氯气,阳极室盐水中的Na+通过离子膜进入阴极室与阴极室的OH生成氢氧化钠,H+直接在阴极上放电生成氢气。电解过程中向阳极室加入适量的高纯度盐酸以中和返迁的OH-,阴极室中应加入所需纯水。在阴极室生成的高纯烧碱浓度为30%~32%(质量),可以直接作为液碱产品,也可以进一步熬浓,制得固体烧碱成品。

2NaCl+2H₂O= 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑

二、部分企业工艺信息

1. 河南神马氯碱化工股份有限公司

根据河南城建学院学生实习报告(2013年)内容显示,公司始建于1971年,主要产品有烧碱、聚氯乙烯树脂、盐酸、液氯、塑料制品等,目前年生产规模为:烧碱(折叠100%)40万吨(其中离子膜碱38万吨)、聚氯乙烯树脂40万吨、工业盐酸20万吨、高纯盐酸10万吨、液氯20万吨、塑料制品2000吨,其它氯产品2万吨。产品广泛应用于化工、轻工、纺织、造纸、塑料等行业,质量稳定。

氯碱工艺:主要通过电解食盐水生产烧碱(离子膜电解法)

2. 河北沧州大化集团黄骅氯碱有限责任公司

根据2010年第28届全国氯碱行业技术年会暨第11届"佑利杯"论文交流会中,该公司工程师刘义发表论文《离子膜法烧碱系统硫酸钡回收改造方案》内容显示,"河北沧州大化集团黄骅氯碱有限责任公司离子膜法烧碱生产过程中产生的硫酸钡的回收利用改造工艺"。

氯碱工艺:离子膜电解法

3. 昊华宇航化工有限责任公司沁阳氯碱分公司

根据2018年河南省环保厅《昊华宇航化工有限责任公司自行监测方案》显示,"2006年6月昊华宇航化工有限责任公司入驻沁北工业集聚区,开工建设20万吨离子膜烧碱……2009年7月通过了竣工环保验收"。

氯碱工艺:离子膜电解法

4. 中盐吉兰泰氯碱化工有限公司

根据2016年招标网显示,"中盐吉兰泰盐化集团有限公司氯碱厂离子膜采购项目招标"。

氯碱工艺:离子膜电解法

5. 广西柳化氯碱有限公司

根据2016年12月柳州新闻显示,"投产近7年的柳化控股公司下属子公司——广西柳化氯碱有限公司首次盈利……公司大胆采用日本零极距离子膜电解槽、德国零泄漏KK&K压缩机"。

氯碱工艺:离子膜电解法

6. 内蒙古鄂尔多斯电力冶金股份有限公司氯碱化工分公司

根据2018年6月《中国现代煤化工行业周报》报道显示,"内蒙古鄂尔多斯电力冶金集团股份有限公司氯碱化工分公司年产40万吨聚氯乙烯、30万吨烧碱项目开工……中化工程四公司承建了该项目年产30万吨烧碱装置及变电标段土建、安装工程,施工内容主要包括

电解装置、盐场、机柜间、液碱罐区及装车站台、高低压变电站、柴油发电机厂房、一二次盐水精制装置以及110KV总变站和35KV变电站"。

氯碱工艺:电解工艺

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