氯碱生产蒸发工段工艺研究

李长新

（江苏戴梦特化工科技股份有限公司，江苏 洪泽223100）

0 前言

氯碱工业是基础化学工业之一，是古老、传统的能源与资金密集型基本原料工业。氯碱工业的产品是烧碱和氯气，它们广泛的应用于轻工业、纺织工业、冶金和有色金属工业、化学工业和石油化学工业等部门，在国民经济中占有重要地位。

隔膜法目前是国内氯碱生产的主要方法，工艺主要包括化盐、电解、蒸发、盐酸、液化等工段，其主要反应为：

2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑

本文主要介绍隔膜法氯碱生产几各常见的蒸发方法。

1 蒸发生产工艺研究

1.1 双效顺流流程

双效顺流流程是一种生产30%液体烧碱的流程。在此流程中，锅炉送来的蒸汽进入Ⅰ效蒸发器加热室，再进入Ⅱ效蒸发器的加热室，Ⅱ效的二次蒸汽经捕沫器除去夹带的碱沫后，再经冷却器后进入下水道，碱沫收集至碱罐返回Ⅱ效。Ⅰ、Ⅱ效的加热蒸汽冷凝水经加热器.预热电解液后。加热贮罐用作洗涤或化盐。

双效顺流流程工艺设备简单，对生蒸汽压力要求不高，但是热量利用率低，蒸汽消耗高，在生产30%碱时热量消耗太高。

1.2 三效顺流

三效顺流流程多数用于生产30%液体碱液。电解液贮槽内的电解液，用加料泵送入预热器至100℃以上。输入Ⅰ效蒸发器内进行蒸发。原料液再用泵输入Ⅱ效蒸发器，Ⅱ效蒸发器的料液输入到Ⅲ效蒸发器。Ⅲ效蒸发器出来的30%成品碱送入浓碱冷却槽，冷却到30℃以下。澄清后的碱液送浓碱贮槽，由成品碱泵输入成品碱。由过滤器采出的盐浆经旋液分离器增稠后集中排入盐碱高位槽中，汇同成品碱沉清冷却。采出的盐泥一起输入离心机分离。第一次所得的碱液经过化盐池化盐后，再经碱液贮槽送入Ⅰ效蒸发器蒸发、洗涤后碱盐化成回收盐水。

三效顺流工艺不但适用于生产30%的碱，也适用于42%的碱。但是在生产42%的碱时，由于各效的浓度均相应增加，沸点上升造成有效温度减小，推动力不足。因此要改善蒸发器的传热状况就必须采用强制循环蒸发，此外成品碱澄清槽中采用的盐泥分开处理，应用氯化银法或冷冻法除去硫酸钠后才能送回化盐段工序使用。

三效顺流工艺对蒸汽作了三次利用，仅有Ⅲ效的二次蒸汽被冷凝排放，它仅占总蒸发量的1/3左右，故该工艺的热量浪费少，蒸汽消耗低。三效顺流工艺与双效顺流工艺十分相似，操作容易控制。在生产42%碱液时对设备的材质也无特殊要求，只是对生蒸汽压力的要求高一点。

1.3 三效四体顺流两段蒸发流程

该流程适用于生产30%烧碱。第一段是标准的三效顺流工艺，将碱液浓缩到30%左右。第二段是在Ⅲ效后面增加一只浓效，利用Ⅰ效的二次汽或Ⅰ效蒸汽冷凝液的闪蒸气作热源，将30%的碱液进一步浓缩到42%。浓碱析出的盐泥经旋液分离器增稠后，经盐泥贮槽，放入离心机进行处理。一段的Ⅲ效蒸发器和二段浓效蒸发器均为负压操作，其二次汽冷凝后全部排入下水道。由于该工艺的二段蒸发使用的是Ⅰ效二次汽，单位蒸发量的汽耗比三效顺流高，但工艺强度大，是制备42%碱液比较成熟的流程之一。

1.4 斯文森蒸发技术

斯文森蒸发技术的工艺流程是来自电槽的电解液进入Ⅰ效、Ⅱ效、Ⅲ效，加热蒸汽则从Ⅲ效、Ⅱ效、Ⅰ效逆流蒸发，从Ⅲ效蒸发器出来的浓碱液再经闪蒸可获得50%NaOH的浓碱液。每效用泵将碱液作外环蒸发，并经旋液分离器净化料液，析出的食盐结晶将沉析，在每效的盐析槽中。

各效的盐泥一并送盐泥槽，再用泵送至旋液分离器。经离心机分离后，析出的盐泥经洗涤、过滤后再经一套旋液分离器和离心分离器，将纯盐分离后贮于纯盐槽中，以作备用。

从闪蒸出来的50%碱液，经冷却和冷冻再用泵送至烧碱离心器，进一步除去结晶盐，过滤后即可得50%成品碱。

2 结语

以上对烧碱蒸发的几种方法进行了比较。我国的氯碱企业生产30%液体烧碱主要采用双效顺流、三效顺流强制循环，三效逆流强制循环流程。从现阶段我国氯碱工业的概况来看,采用三效逆流强制循环工艺流程是现阶段制备30%液碱比较成熟的流程之一，且投资少，利益高，维护修理比较简单。

［1］薛本东.氯碱生产技术[Z].北京:化工部化工司，1985.

［2］陆出兴.氯碱化工生产工艺－氯碱[Z].北京:化工部化工司，1981.

［3］张泗文.世界氯碱工业发展状况及趋势[J].氯碱工业，2002.