低浓度液碱配制的工艺设计

2013-02-18周江沛中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院吉林市132002

化工管理 2013年8期

周江沛(中国石油集团东北炼化工程有限公司吉林设计院吉林市132002)

1 概述

目前，我国现有氯碱厂中液碱的生产工艺，主要采用的是离子膜法和隔膜法，其中离子膜法生产的液碱浓度为30～32%wt，隔膜法生产的液碱浓度为40～42%wt。但是很多使用液碱的用户不是使用这个浓度，而是使用更稀浓度的液碱，例如18～20%wt浓度。这就需要用户在购买到商品液碱后重新配制，我们这里介绍一种投资少的液碱配制工艺，愿与同行共同探讨和完善工艺设计。

2 工艺流程

液碱配制使用静态混合器的工艺流程，一定浓度的液碱从液碱槽车经泵打出后，在有热水伴热的管线上经流量计计量后，送入静态混合器，另一路脱盐水管线上经流量计计量后，送入比值调节阀调节流量之后进入静态混合器，经混合后液碱浓度稀释到用户要求的浓度，再经过冷却器撤出稀释热后送入用户液碱贮罐。如图1。

3 液碱输送的温度控制

我们在液碱输送过程中选择一个合适的温度是很重要的，因为液碱的温度、浓度和粘度三者之间存在一定的联系，具体见下表1所示。

表1 液碱的温度、浓度和粘度关系图

从上表可以看出，如果输送NaOH（40%wt）时，温度应选择在40℃左右，如果输送NaOH（30%wt）时，温度应选择在20℃～30℃左右，如果输送NaOH（20%wt）时，温度应选择在20℃左右。为了保持管线温度我们选择热水伴热或电伴热方式。

4 比值调节配制相应浓度

液碱进入混合器之前，首先经过流量计测定流量，之后这个流量信号传给流量比值调节阀，根据事先设定的比值，调节脱盐水调节阀的阀门开度，同时，在脱盐水管线上记录流量。以30%wtNaOH配制为18%wtNaOH水溶液为例，说明比值。设30%wtNaOH水溶液流量为X kg/h，脱盐水流量为Ykg/h。根据混合前后溶质的质量平衡计算比值。30% x X=18%（X+Y），解得X/Y=3/2。

5 合理撤出液碱稀释热

在液碱稀释过程中会放出热量，为了达到用户要求的稀释浓度和温度，我们需要在混合后撤出液碱稀释热，来控制稀释后的温度。首先要计算出换热量。我们可以在氯碱工业理化常数手册中查到30℃30%wtNaOH水溶液焓值为30.13kcal/kg，40℃脱盐水的焓值为40.01kcal/kg，40℃18%wtNaOH水溶液焓值为34.06kcal/kg。假设15000 kg/h，30℃30%wtNaOH水溶液和10000 kg/h，40℃脱盐水混合，得到25000 kg/h，40℃18%wtNaOH水溶液，需要从系统中撤出的热量为Q，根据热量平衡计算，15000 kg/hx30.13kcal/kg+10000 kg/hx40.01kcal/kg=25000 kg/hx34.06kcal/kg+Q，Q=550 kcal/h。