离子膜烧碱生产技术改造总结

王荣欣，张 伟

（河南能源化工集团永银公司，河南 漯河 462400）

离子膜烧碱生产技术改造总结

王荣欣，张 伟

（河南能源化工集团永银公司，河南 漯河 462400）

介绍了10万t/a离子膜烧碱生产技术改造及改造后装置的运行情况。

离子膜烧碱；生产；技术改造；总结

河南能源化工集团河南永银化工实业有限公司（以下称永银公司）一期工程包括12万t/a聚氯乙烯、10万t/a离子膜烧碱、40万t/a电石法水泥、热电、动力、盐矿等装置。项目2009年开工建设，2011年各装置陆续投入运行。由于市场原因聚氯乙烯和水泥调试后即处于停产状态，热电装置也由于主要用汽单位停产而被迫停运。由于原设计、设备选型、外部环境条件的变化，造成烧碱装置不能满负荷运行，甚至影响到烧碱装置的正常生产，永银公司对烧碱和配套动力装置进行大量技术改造，保证了烧碱装置正常、安全、稳定、高效率、满负荷运行，2013年烧碱产量达到10.06万t/a。

1 10万t/a烧碱工艺装置

该公司10万t/a烧碱装置采用全卤水工艺，设计上卤水使用率可根据生产100%调整。卤水由盐矿供应，烧碱生产过程产生的淡盐水、废水、杂水均进入返井罐返回盐矿。盐矿具有4对8口对流井，单对对流井产卤能力60 m3/h。一次盐水采用通用的预处理加凯膜工艺，卤水除氨采用次氯酸钠氧化空气吹脱法，盐水系统硫酸根采用膜法除硝工艺抽出部分淡盐水由脱硝装置除去，脱硝装置能力400 kg/h。二次盐水采用通用的三塔工艺。电解采用旭化成制造的4台膜极距离子膜电解槽，单台能力2.5万t/a，离子膜为旭化成配套的F6801离子膜，电解槽直流供电采用1拖2方式。氯处理采用通用硫酸干燥工艺，硫酸干燥为2塔3级干燥，1塔和2塔下部是填料，2塔顶部设置5块泡罩塔板，氯气压缩采用国产小型透平机。液氯采用低温低压工艺，设计能力3万t/a，主要为平衡烧碱氯气系统的稳定。高纯盐酸采用二合一副产蒸汽合成炉，共4台合成炉，对应4套大吸收装置，主要用于开停车氯化氢的吸收，同时，设置2套小吸收装置，主要用于生产高纯盐酸。

2 运行中出现的问题

（1）氯气透平机质量差。氯气透平机采用国内某公司制造的3台压缩机，投运初期即发现密封泄漏氯气、油过滤器压力上升过快、设备本体存在砂眼等质量缺陷，严重影响烧碱装置的安全运行；

（2）液氯装置设计能力低。设计时联产氯气主要生产氯化氢供聚氯乙烯分厂使用，液氯缓冲站液氯生产能力只有3万t/a，但由于聚氯乙烯市场低迷装

置停产，造成烧碱装置由于氯气平衡问题不能满负荷生产；

（3）液氯包装能力低。设计液氯生产量为1万t/a，包装台只有5台，不能保证液氯的包装，特别是增加液氯产量后不能满足包装生产要求；

（4）蒸汽供应问题。设计烧碱装置用汽由4 km外的热电厂供应，聚氯乙烯装置停产后烧碱装置用汽很低，蒸汽外管热量损失非常大，造成烧碱单位用汽成本极高。特别是热电厂由于主要蒸汽用户停产，热电装置无法运行，从而使烧碱装置的用汽失去了来源；

（5）除氨系统问题。该公司烧碱采用全卤水工艺，为保证液氯生产的安全，需对卤水进行除氨处理。设计除氨系统烧碱加入点在卤水泵进口，运行中发现卤水加热器结垢堵塞严重，特别严重的是除氨塔内填料完全板结在一起，除氨装置基本失去除氨效果，卤水换热器板片结垢堵塞也影响了一次盐水的运行。

3 技术改造情况

（1）氯气透平机改造。针对氯气透平机的严重质量问题，公司果断决定更换氯气透平机。在保证原透平机勉强运行状况下，逐步把3台透平机更换为杭州振兴公司生产的透平机。新透平机运行后效果非常好，密封气采用自动稳压，压缩机防喘振采用控制出口压力的方式，原透平机防喘振采用流量控制，安全性大大提高；

（2）液氯液化和包装改造。针对液氯缓冲站液氯生产能力低问题，公司在原液氯厂房新增1套武汉新世界公司制造的4万t/a液化装置，包括原1套1万t/a、1套2万t/a液化装置，使液氯缓冲站生产能力达到7万t/a。针对包装能力不足问题，公司充分利用现有场地在液氯包装厂房南边新增加5台、北边新增加1台包装台，另新增加1套液氯槽车充装系统，保证了液氯的正常包装，2013年液氯产量达到7.7万t；

（3）电解槽改造。10万t/a烧碱装置采用日本旭化成制造的4台膜极距离子膜电解槽，单台能力2.5万t/a，设计正常运行电流13.5 kA，每台电解槽包括162个单元。但实际每台电解槽可以安装168个单元，公司从旭化成公司购买24台单元槽和配套离子膜，其它单元槽框橡胶垫片、挠性透明软管等由国内厂家配套。增加单元槽的改造，在投资较少情况下烧碱能力提高2.5%；

（4）4 t/h燃煤锅炉改造。由于热电厂的主要用汽单位停产使热电装置不能正常运行，公司提前建设1套4 t/h快装燃煤蒸汽锅炉生产蒸汽保证烧碱用汽需要。在燃氢蒸汽锅炉投运后燃煤锅炉停炉，该锅炉只做为烧碱装置开车使用；

（5）8 t/h燃氢蒸汽锅炉改造。烧碱装置联产氢气约3 500 m3/h，除生产高纯盐酸和高浓度盐酸，计划合作建设1 000 m3/h压缩氢气外，仍剩余约2 000 m3/h氢气放空，公司建设1套8 t/h卧式燃氢蒸汽锅炉，和合成盐酸副产蒸汽并入蒸汽管网。燃氢锅炉的投运充分利用放空氢气生产蒸汽，使烧碱装置不需外供蒸汽，依靠装置副产和联产氢气生产蒸汽即完全满足烧碱装置的生产和生活需求，大大降低了烧碱单位能耗和生产成本，每年可增加效益约600万元；

（6）除氨系统改造。针对除氨系统结垢堵塞换热器和除氨塔问题，公司进行了科学论证和研究，改变除氨系统烧碱溶液和次氯酸钠溶液的加入方式，由卤水泵进口加入改变为在卤水储槽加入，彻底消除了换热器和除氨塔结垢问题；

（7）盐泥返井技术改造。盐水一次精制过程会产生大量的盐泥，传统处理是采用板框压滤的方法使盐泥成为固体泥饼外排，由于公众环保意识的提高，盐泥的处置成为氯碱企业头痛的问题。永银公司对盐泥工艺进行改造，一次盐水产生的盐泥由盐泥压滤泵打人返井管道注入盐井，彻底消除了盐泥的污染；

（8）其他技术改造。永银公司烧碱装置投运近三年来，针对生产中出现的实际问题，还进行了其他较大的技术改造，如利用闲置变频器对循环水泵的变频改造、利用燃氢蒸汽锅炉蒸汽成本低的特点运行溴化锂制冷机组替代螺杆压缩制冷机组运行、利用盐酸装置生产氯化氢气体合作建设1万t/a高浓度盐酸、利用烧碱联产氢气成本低的特点合作建设1 000 m3/h压缩氢项目，这些改造给公司大大降低了生产成本，成为公司新的效益增长点。

4 结语

河南能源化工集团永银公司10万t/a烧碱装置由于设计、设备选型、外部环境的变化，造成烧碱装置不能满负荷甚至不能正常运行。永银公司对烧碱装置的技术改造完善了烧碱生产工艺，使烧碱装置实际生产超出设计能力，大幅度降低了生产成本，在目前整个烧碱行业不景气情况下，永银公司烧碱装置满负荷运行，仍保持良好生产经营状态。

Caustic soda produce transformation summary

WANG Rong-xin，ZHANG Wei
（Henan Energy Chemical Group Yongyin Co.,Ltd.,Luohe 462400，China）

This article describes the situation of 100 kt/a caustic soda plant transformation and operational aspect.

caustic soda；produce；transformation；summary

TQ114.26+2

B

1009－1785（2015）03-0008-02

2014-04-10

王荣欣（1967—），男，1989年毕业于河南大学化学系石油化工专业，工程师，现河南能源化工集团永银公司生产技术部工作。