氯碱生产实习报告

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1、 生产实习报告 目录 前言2 概述4 正文5 一.化盐工段5 二.电解工段8 1.金属阳极工段8 2.离子膜工段10 三.氯，氢处理工段17 四.片碱工段25 实习心得27 前言 2009年四月份学校组织了我们化学工程与工艺专业的生产实习，实习地点是安徽氯碱化工集团，主要实习和参观内容为生产烧碱和氯气的工段。 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ISO90

2、01：2000质量管理体系，ISO14001：2004环境管理体系，GB/T28001-2001职业健康安全管理体系。 公司主要产品有：烧碱、液氯、盐酸、杀虫双、杀虫单、草甘膦、双甘膦、保险粉、聚氯乙烯糊树脂（MSP-3）、聚氯乙烯树脂（PVC）、三氯化铁等，其中十种产品曾获省部级优质产品称号。农药杀虫双荣获“国家用户信得过产品”和“安徽省免检产品”，聚氯乙烯糊树脂（MSP-3）、聚氯乙烯树脂（PVC）、三氯化铁、30%烧碱荣获部优。杀虫双、保险粉、32%离子膜碱、草甘膦和糊树脂是安徽名牌产品。烧碱系列产品于2006年12月荣获“国家免检产品”称号。公司产品畅销全国各地，远销欧洲、美国、加拿大

3、、澳大利亚、韩国、南非、保加利亚、日本、新加坡等地区和国家。 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。 4月1日，我们到达实习工厂后，工厂的师傅首先就化工厂的安全问题和生产流程的相关理论做了整体而细致地介绍，让我们对安全问题的认识提升到了一个新的高度，整个生产流程的大体情况也了然在胸。 此次生产实习我们主要从以下几个方面进行了参观考察： 1. 氯碱生产的单元过程和工艺流程 2. 主要生产设备的基本结构及仪表的自动化控制 3. 工厂的设备和生产布局 4. 每个生产工段的

4、基本原理 5. 工厂的公用工程和能量利用情况 在此过程中，我们遇到了许多了问题，得到工人师傅的详细解答和指导老师的亲切指导，在此对他们表示诚挚的感谢！ 概述 安徽氯碱集团的生产主要是通过电解饱和食盐水生产烧碱，氯气和氢气。采用的是隔膜电解法和离子膜电解法。生产的烧碱可直接销售，经过三效蒸发的生产片碱，加入纯水后循环加入离子膜电解槽中，用于树脂再生剂，氯气可经过洗涤，冷却，干燥，加压液化转化成产品液氯，也可以进一步加工成盐酸，聚氯乙烯等。氢气可作为生产盐酸的原料，也可作为能源气直接输送到使用部门。离子膜电解法比隔膜电解法在能耗，产品质量，环境污染等方面具有明显的优势性，且工作环境也进一步提高，但

5、因为我国目前不具备生产离子膜的能力，离子膜仍需依靠进口。 我们的实习主要由5个工段组成：（1）盐水工段（2）隔膜工段（3）离子膜工段（4）片碱工段（5）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要的饱和食盐水，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。 第一部分 化盐工段 一、工艺原理 将固体原盐(或搭配部分盐卤水)与蒸发工段送来的回收盐水、洗盐泥回收的淡盐水，按

6、比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液，同时按原盐中杂质含量连续加入适量的精制剂(氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等)，使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物，然后加入助沉剂(聚丙烯酸钠等)。经过澄清、砂滤得到一次盐水，一次盐水经中和、过滤、树脂吸咐等步骤制得质量合格的精盐水，按需要源源不断地输送给电解工段。一般1t碱需要1.5t盐（理论比例为1：1.462）。 基本化学方程式：CaCl2+NaCO3=CaCO3+2NaCl CaSO4+Na2C03=CaC03+2Na2SO4 MgCl2+2NaOH=Mg(OH)2+2NaCl FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl Na

7、2SO4+BaCl2=BaSO4+2NaCl 2、 主要工艺指标 28 化工工艺06级2班 入槽盐水含NaCl315gL 盐水过碱量NaOH 0.070.15 g/L Na2CO 3 0.250.35 gL 盐水中钙、镁总量 5mgL 盐水中硫酸根含量 5gL 澄清桶入口盐水温度 l与4季度48士3 2与3季度503 入槽盐水铵含量 无机铵1mgL 总 铵4mg/L 盐水透明度900mm(十字观察法) 排放盐泥中含 NaCI8gL 入槽盐水pH控制值 810(微碱性盐水入槽) 约7(中性盐水入槽) 约4(酸性盐水入槽) 烟道气制纯碱中含NaOH 3gL 三、工艺流程 图11为盐水精制工艺流程。

8、固体食盐从盐仓内用铲车l将盐送入盐斗2，经皮带运输机3卸入化盐桶4。盐卤水、蒸发工段回收盐水和洗盐泥回收的淡盐水，按比例搭配用泵6送到化盐桶4内进行化盐操作，经过桶底配水管均匀流出，沿化盐桶内盐层逆流而上将食盐溶解制成饱和的粗盐水，从化盐桶上部溢流而出。出化盐桶的粗盐水与精制剂碳酸钠、氯化钡及蒸发回收盐水中的氢氧化钠发生化学反应，使溶解在粗盐水中的钙、镁、硫酸根等杂质离子生成不溶解于水的氢氧化镁、碳酸钙、硫酸钡等沉淀物而悬浮在粗盐水中。 与精制剂反应后的粗盐水靠位差进入澄清桶8，为了加速澄清,在进入澄清桶前添加助沉剂,使悬浮物沉淀颗粒凝集增大加速澄清。澄清后的清盐水从澄清桶上部溢流入砂滤器l1

9、，盐水通过砂滤层之后，盐水中所夹带的少量细小悬浮物颗粒被截留。出砂滤器盐水含钙、镁杂质量可降到5mgL以下，即一次盐水。然后进入中和罐12,加盐酸中和过剩碱量,再进入精盐水贮槽13,用泵19送往盐水高位槽供电解工段使用。澄清桶底部排出的盐泥定期排放回收。 四、主要设备及作用和工作原理 1、化盐桶 化盐桶的作用是把固体原盐、部分盐卤水、蒸发回收盐水和洗盐泥回收淡盐水，按比例掺和，并加热溶解成氯化钠饱和溶液。 化盐桶一般是钢板焊接而成的立式圆桶，其结构见图12。化盐水由桶底部通过分布管进入化盐桶内。分布管出口均采用菌帽形结构防止盐粒、异物等进入化盐水管道造成堵塞现象。在化盐桶中部设置加热蒸汽分配管

10、，蒸汽从分配管小孔喷出，小孔开设方向向下,可避免盐水飞溅或分配管堵塞。在化盐桶中间与还设置有折流圈，折流圈与桶体成45度角折流圈的底部开设用于停车时放净残存盐水的小孔。折流圈的作用是避免化盐桶局部截面流速过大或化盐水沿壁走短路造成上部原盐产生搭桥现象。折流圈宽度通常约为150250mm。 化盐桶上都有盐水溢流槽及铁栅，与盐层逆相接触上升的饱和粗盐水，从上部溢流槽溢流出，原盐中常夹带的绳、草、竹片等漂浮性异物经上部铁栅阻挡除去。 2、澄清桶 澄清桶的作用是将加入精制剂后反应完全的盐水，在助沉剂的帮助下，使杂质沉淀颗粒凝集变大，下沉分离。澄清后的清盐水从桶顶部溢流出，送砂滤器作进一步精制过滤，桶底

11、部排出的盐泥送三层洗泥桶，用水洗涤回收其中所含的氯化钠。 盐水中钙、镁等不溶物悬浮颗粒在加入助沉剂后起凝聚作用，颗粒增大，被截留到桶底定时排出。澄清后的清盐水从桶底部缓缓向上，经桶顶部环形溢流槽汇集后连续不断流出。 3、砂滤器 砂滤器的作用是把澄清桶送来的澄清盐水经砂滤层过滤，进一步除去清盐水中微量悬浮性不溶杂质，提高进电解槽的盐水质量，确保电解工段对高质量入槽盐水的要求。 第二部分 电解工段 一、金属阳极电解工段 （一）工艺原理 把化盐工段用泵输送来的符合质量要求的精盐水,经高位槽稳压及预热器预热后送入电解槽,同时输入由变电工段送来的直流电进行电化学反应。根据操作规程和工艺条件,确保电解槽正

12、常安全运转。电解过程中产生的氯气与氢气分别导入各自的总管,汇集送氯、氢处理工序，进一步处理加工。生成约含氢氧化钠11的电解液流入总管汇集电解液贮槽,经碱泵送蒸发工段进行蒸发浓缩。 反应方程式如下 （二）主要工艺指标 单槽氯中含氢量 10 氯气总管中含氢量 O4 单槽氯中含氧量30 氯气总管中含氧量 3 电解液总管浓度 1305gL 单槽电解液浓度 90140gL 氧气总管氢纯度98 电解槽槽温 80105 氯气总管压力 050Pa 氢气总管压力 050Pa 对地电压偏差(总电压) 10 电解槽阳极电流效率 90 （三）工艺流程 图211为金属阳极电解流程图。电化盐工段送来含氯化钠315gL以上

13、、质量合格的精制盐水送至盐水高位槽1,高位槽内盐水液面维持恒定，以保持一定的静压力。经一段盐水预热器2内与来自电解槽出口的湿热氢气(氢气总管温度约85)进行热交换，温度可提高810，然后再进入二段盐水预热器,用蒸汽进一步补充加热盐水，加热到盐水温度在6080间，再经盐水总管、支管连续均衡地分别送入各台电解槽5进行电解。电解生成的氯气从电解槽盖顶部支管导入氯气总管，送到氯气处理工段.氢气从电解槽阴极箱上部支管经断电器断电后汇集入氢气总管，经一段盐水预热器预热盐水降温后送氢气处理工段。生成的含氢氧化钠11的电解液经碱液断电器断电后从电解槽下侧流出导入电解液总管，汇集于电解液贮槽6中，再经泵7输送到

14、蒸发工段进行蒸发浓缩。 （四）主要设备及作用 金属阳极电解槽是隔膜电解槽的两大类型之一，其结构如图212。隔膜电解槽是隔膜法电解食盐溶液制取氯气、氢气、烧碱的主要设备。是我国发展比较成熟的一种技术。隔膜电解槽示意图如图213。 电解槽主要由槽盖、阴极箱、阳极组合件三大部分组成。 金属阳极电解槽的槽盖多数采用钢板焊接制成，内衬橡胶防腐蚀层。在槽盖的顶部有氯气出口孔，侧面有盐水注入口，槽盖前侧面装有液面计便于掌握电解槽内盐水液位高低。槽盖上还装有氯气压力表和取样孔。 阴极箱是由阴极铁丝网袋钢板外壳和阴极导电钢板组合成一个完整的阴极导电系统。在阴极箱的外壳下端有电解液导出管，上方有氢气出口管。 金属

15、阳极电解槽阳极组合件是由钛-钢-铜三板叠合组成，上层2mm钛板作为防腐 蚀层，中层20mm钢板作支撑层,下层16mm铜板作为阳极导电板涂有钌层的钛阳极片通过铜螺丝、铜螺母联接固定在下层阳极铜导电板上,电流由此导入。 槽盖与阴极箱、阻极箱与阳极组合件之间可用“陶泥沥清软封料”外围麻绳进行密封以免盐水泄漏,也可采用橡胶垫片加绝缘螺栓联接密封。 二、离子膜工段 (一)工艺原理 以食盐水为原料的离子膜法电解工艺，因离子交换膜性能要求，进离子膜电解槽的盐水质量必须严格控制，不然将影响离子交换膜性能的发挥和使用寿命以及产品的质量。因此本工段的任务是： (1)将送来的一次精制盐水再经过一次精密过滤，使盐水中的悬浮物达到1PPm，送二次精制； (2)将上述过滤后的合格盐水，经二次精制处理即采用树脂吸咐（使用过的树脂经处理后再生），使盐水中的ca2+、Mg2+杂质含量达到20ppb，送离子膜电解槽； (3)合格的二次精制盐水在电解槽内经通电电解，得到合格的氢氧化钠