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1、国内烧碱生产技术简介姓 名：陈 银 星学 号：2012084117班 级：应用化学1241班 前言：氯碱工业作为基础原材料产业与国家经济发展状况密切相关,氯碱工业的增长水平与国家GDP增长水平保持一定的比例关系。“十五”时期,随着我国经济稳定快速的发展,氯碱下游行业的消费水平不断提高,消费结构不断改变,氯碱工业始终保持较快的发展速度。我国烧碱总产量由2000年的668万t增长至2005年的1 253万,t年均增长率达13. 41%。“十一五”期间,我国的烧碱年产量将超过美国,位居世界第一位,我国将成为世界最大的氯碱生产国和消费国。我国烧碱市场的状况是众多烧碱生产企业所普遍关注的，作为最基本的化
2、工原料之一的烧碱的生产在国民经济建设中起着极为重要的作用。 国内烧碱生产技术简介摘 要 国内烧碱主要用于轻工业、化工、纺织和医药等,生产方法以隔膜法和离子膜法为主。详细介绍了盐水精制工艺、淡盐水脱氯工艺及电解槽发展情况、膜法工艺。离子膜法生产技术是目前世界上最先进、最节能和最节省投资的方法,但中国尚不能生产离子膜,导致国内离子膜烧碱生产并不经济,中国应尽快将离子膜国产化,以益于氯碱行业的发展。 关键词 烧碱，应用，生产技术，盐水精制，电解槽 目 录 1.概述11.1国内烧碱概况11.1.2 生产现状21.1.3市场价格情况41.1.4影响我国烧碱工业发展的因素52中国烧碱生产技术621盐水精制
3、工艺72.1.1一次盐水精制72.1.2盐水二次精制72.2淡盐水脱氯82.3电解槽92. 3. 1金属阳极电解槽92.3.2 离子膜电解槽92. 4膜法工艺92. 4. 1隔膜工艺92. 4. 2离子膜工艺10 1.概述： 烧碱是一种重要的氯碱产品，主要用作化工原料，广泛应用于造纸、纺织、人造纤维、肥皂与洗涤剂、炼铝、玻璃、橡胶、塑料、农药、医药和石油炼制等领域，在国民经济中占有重要地位。11.1国内烧碱概况1.1.1我国烧碱的供需现状氯碱工业作为国家的基础原材料工业,其产品烧碱、氯气、氢气的下游产品超过900种,广泛应用于轻工、化工、纺织、农业、建材、电力、电子、国防、冶金等国民经济的各个
4、部门,是经济发展与人民生活衣食住行不可缺少的重要基本化工原料。在轻工业中,造纸行业用碱量一直居各行业之首。在1998年,造纸用烧碱约为117万t,占轻工业烧碱总消耗量的75%。其次是油脂行业,1998年,洗涤剂及制皂行业用碱33万t,占轻工业烧碱总消耗量的19.9%。另外,制冷剂、聚四氟乙烯、聚氨酯、感光材料生产中均使用烧碱。轻工业现用烧碱量在160万t/a以上。化学工业耗用烧碱约125万t/a。有机化工和无机化工是烧碱消耗中的大户,其消耗烧碱比例分别为化学工业总耗碱量的60%和27%左右。农用杀虫剂及其它方面消耗烧碱比例分别为9%和4%。2随着环氧丙烷等工业的发展,估计今后有机化工耗碱比例将
5、上升,无化工耗碱总量将稍稍减少。烧碱在无机盐、染料、涂料、化学助剂、橡胶、石油化工、精细化工、合成纤维、塑料、添加剂、化工环保等方面均有广泛的用途。纺织工业耗用烧碱总量约95万t/a,其中化纤漂洗及印染后处理是纺织用烧碱的最大用户。其它方面:医药工业,如医用树脂、有机硅树脂等也需用烧碱和氯气,现医药工业用烧碱量约30万t/a以上。冶金工业、电解金属、电镀、金属热处理、矿产处理等也耗用大量烧碱和盐酸。现冶金工业需烧碱量在30万t/a以上。另外,电力、电子、国防、农业、食品卫生等行业均使用氯碱产品。国内氯碱厂的大型化与大型氯碱厂生产装置的出现,将提高中国氯碱企业的竞争能力。但是,因为中国氯碱工业起
6、步较晚,基础仍然较弱,相当部分氯碱企业规模小,产品结构不合理,与世界先进国家相比还有较大差距。同时,由于中国烧碱生产能力过剩,需要出口,但随着东南亚等地区氯碱装置的建成投产,中国烧碱出口形势将越来越严峻。 近年来，我国烧碱的消费量不断增加。2003年我国烧碱的表观消费量为913.21万吨，2006年增加到1381.39万吨，2008年表观消费量增加到1b4b.70万吨，同比减少约2 . 09% 0 2003-200$年表观消费量的年均增长率约为12.51%。近几年我国烧碱的供需情况如表2。3 1.1.2 生产现状 近年来，我国烧碱产业发展迅速，生产能力从 2004年的1190.0万吨发展到20
7、07年的2181.0 万吨，2008年产能进一步增加到2472.0万吨，同 比增长13.34%。生产厂家遍布除西藏、海南以外的全国29个省、市、自治区。其中上海氯碱化工股份 有限公司是目前我国最大的烧碱生产厂家，其生产能力达到78.0万吨/年，约占全国烧碱总生产能 力的3.16%;其次是天津大沽化工股份有限公司， 生产能力为56.0万吨，约占总生产能力的 2. 27%;再次是浙江巨化股份有限公司，生产能力为46.0万吨/年，约占总生产能力的1. 86% o在产能大幅度扩张的同时，我国烧碱产业格局呈现出以下几个主要特点:(1)产品结构逐渐得到 优化，通过技术升级等措施，离子膜法烧碱的生产 能力比
8、重快速提升。2008年离子膜法烧碱与隔膜法烧碱的比例从2007年的56: 44上升到63:37，从占总产量的1/3发展到接近总产量的1/20 (2)生产规模不断扩大，逐渐向大型化方向发展，产业集中度提高，参与国内外市场竞争的能力增强，氯碱企业兼并初露端倪。在全国270多家烧碱生产企业中，年生产能力超过20万吨/年的有30多家，超过40万吨/年的有9家。中国化工集团公司期下的蓝星、昊华以及新材料3家公司在行业的兼并重组中十分活跃，目前全集团已经拥有烧碱生产能力115万吨/年，预计2010年，我国烧碱产品生产将形成基地化，出现一批年产50-100万吨/年世界级规模的大型生产企业。目前，我国烧碱企业
9、在美国西海岸市场的竞争力已经不亚于美国墨西哥湾本土的烧碱企业。(3西部产能增加速度加快，产能份额逐步扩大。我国烧碱产能主要集中在华北和华东等下游产业比较集中的区域，并趋于稳步增长。西部大开发战略的逐步实施推动了当地企业充分利用低廉的原料和能源发展氯碱产业，大型氯碱项目的落户也使得未来全国烧碱产能重心逐步西移。从发展的趋势看，内蒙古、陕西、宁夏和新疆4个省区的烧碱产能占全国总产能的比重将从2008 年的约18%，产能正在逐步向资源地转移。(4)区域 布局存在差异。我国烧碱生产区主要集中在华北、华东地带，占全国总产量的66%，北方大量过剩液 碱被迫销往南方，由于运输成本高，企业利润下降，部分企业为
10、延长销售半径转而加大生产固体烧碱、 片状烧碱，增加了烧碱的生产成本。为使当地烧碱市场保持产需平衡，北碱南下，出口分流成为主要途径，因此造成的各区域价格差价在短时期内难以化解。(5)离子膜法工艺扩能成为潮流。离子膜法烧碱工艺具有能耗低、产品质量好，占地面积小，自动化程度高，清洁环保等优势，新扩产的烧碱项目中以离子膜碱为主，现有产能中，离子膜法烧碱为55%，而2007-2008年扩能统计显示，新建离子膜烧碱产能占到同期烧碱扩能的92%0 (6)氯碱平衡制约。氯碱平衡制约是伴随氯碱工业发展的长期矛盾。氯碱平衡不仅仅体现在烧碱和液氯的平衡层面，更多地是体现在液氯和下游氯产品的配套平衡上。4 随着生产能
11、力的增加，我国烧碱的产量也不断增加。2003年我国烧碱的产量为940.0万吨，2006年增加到1511.8万吨，2008年达到I852.I6万吨，同比增长1.44%;其中离子膜烧碱产量为819.04万吨，同比增长6.86%0从生产地区看，我国烧碱的生产主要集中在华北和华东地区，2008年产量分别达到359.17万吨和877.54万吨，分别约占国内总产量的19. 39%和47.38%。产量最少的为东北地区，产量只有77.56万吨/年，约占国内总产量的4.19%。从省份(市、自治区)来说，山东省的产量最大，为365.20万吨，占全国总产量的19. 72%;其次是江苏省，产量为249.06万吨，占全
12、国总产量的13.45%;再次是天津市，产量为139.11万吨/年，占全国总产量的7 . 51 % 0 2008年产量与2007年相比增长的地区有华北、华中和西北地区，年均增长率分别为6.43%, 2.41%和21. 500/fl，其余地区的产量均有不同程度的下降。其中东北地区的产量下降幅度最大，同比下降了14.48%。按省、市和自治区来分，产量增长幅度较大的有天津市、青海、新疆和重庆，增长幅度分别为85. O1 %, 32. 38%, 29. 83%和2$ . 50%。减产最大的省份(市、自治区)是北京.年的约12%提高到2009年的约I5%，进而到2010年的约18%，产能正在逐步向资源地转
13、移。2007年和2008年我国的烧碱的产量5如下表 1.1.3市场价格情况 2008年以来，我国烧碱市场价格一直处于高位且走势相对较为平稳，年初至年末价格去起落幅度未超过20% 。 2008年第四季度，在绝大多数化工产品价格大幅度跳水的情况下，我国32%离子膜法烧碱折纯出厂价格依然维持在2200-2400元/吨，50%离子膜法烧碱折纯出厂价格在2400-2600元/吨，99%片碱出厂价格超过3800元/吨，与上半年基本持平。而原盐等原辅材料价格的走低，无疑大幅度压缩了烧碱企业的生产成本，扩大了烧碱产品的利润空间。 2008年，对于大多数化工产品而言，由于受到世界金融危机的影响，市场价格变化很大
14、，但相对而言，烧碱市场受金融危机冲击却较小，依然保持比较强势的运行状态，其主要原因有以下几点:一是国内供应量有限。2008年全国烧碱产量为16万吨，超过美国成为世界第一大烧碱生产国家，但70%以上的新增产能来自西部省份的PVC联产装置。由于2008年8月份以来，PV C市场持续低迷，企业库存增多，成本与产品价格严重倒挂，迫使不少氯碱企业减产停产。根据中国氯碱协会的统计显示，到2008年我国氯碱企业的开工率只有30%左右，大量氯碱企业减产或者停产，减少了烧碱的社会供应量，使其价格难以下行;二是国际产能大幅度萎缩。由于烧碱是传统的高耗能、高污染行业，每生产一吨烧碱，隔膜法平均消耗电量达到2410千瓦时，离子膜法为2380千瓦
