烧碱装置工艺设计的建议

权耀宁，石亿红（内蒙古中谷矿业有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯016064）



烧碱装置工艺设计的建议

权耀宁，石亿红
（内蒙古中谷矿业有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯016064）

摘要：从节能、环保、工艺等方面对现在离子膜电解装置的工艺设计提出了优化方案并分析了方案的可行性。

关键词：工艺设计；建议；氯碱工业

根据不同的离子膜电解装置和生产运行经验，提出在设计中可以进行的工艺优化的建议或方案，供新建、扩建或改建项目借鉴。

1　V-409（精盐水储槽）代替D-150（过滤盐水储槽）的更改

对于设置D-175（二次盐水储槽）的企业，V-409设备布置尽可能靠近螯合树脂塔。P-409（精盐水泵）的扬程40 m以上，可以用V-409代替D-150，即直接用P-409泵送盐水至盐水换热器，经过螯合树脂塔进入D-175，可以节省D-150及其P-154（过滤盐水泵）。目前已经生产的企业有的只设置了D-150，缺点是P-154之后的管道泄漏时，就要面临全厂停车的危险；有的企业既设置D-150，还设置D-175，这样D-150的作用就不明显了，实际上有点浪费。

2　取样点的物料回收的建议

（1）电解槽进料和出料管上的取样点，一般设置在电解槽附近。对于取样的物料—盐水和烧碱可以设置管道分别回收到D-280（阳极液排放槽）、D-290（阴极液排放槽）。需要注意，在每台电解槽的取样回收管上要安装阀门，当不取样时关闭。

（2）pH-150（过滤盐水pH在线分析仪）、OIA-150（过滤盐水氧化还原电位在线分析仪）在线分析的物料可以就近回收至D-280、D-260、D-150或者D-165。有的企业根据PID（管道及仪表流程图）回收至D-280，但由于D-280设置较远，管道太长。

3　取样点物料回收的更改

DT-264（淡盐水密度检测仪）、DT-274（烧碱密度检测仪）在线分析的物料分别回收至P-264（阳极液泵）、P-274（阴极液泵）的进口管道上。有的企业根据PID设计回收至D-260（阳极液槽）、D-270（阴极液槽）的进料管线上，导致管线太长，该管线从二次盐水厂房至电解厂房，管线长达七十多米，而且冬天需要做保温和伴热。如果分别回收至P-264、P-274的进料管上，在二次盐水厂房就可以完成，只需要10多米管线。

4　氯水和在线分析仪的物料回收

原设计氯水和二次盐水各在线分析仪的物料汇总回收至D-280，然后用P-284（阳极液放净泵）送至T-310（脱氯塔）。如果将这些物料汇总至D-260 （D-280只作为电解槽停车时使用），则可以将P-284设置为单泵，且为不连续运行，节省了投资费用和运行、检修费用。表1为界区内收集至D-280的物料的流量。

表1　界区内收集的氯水和取样点的物料流量如下

4.1可行性分析

4.1.1脱氯塔的要求

当电解装置满负荷运行时，生产的淡盐水的流量为292.4 m3/h（装置生产能力为25万t/a100% NaOH），温度约85℃，与上表中的物料混合，温度降至83℃，完全可以满足脱氯塔对盐水温度（≥75℃）的需求。

4.1.2真空系统的要求

真空系统真空度为70 kPa，阳极液循环槽的压力为30 kPa（表压），合计压力差为100 kPa，而脱氯塔换热器E-310（脱氯塔冷却器）底部标高为16 m，只需要在D-260里设计插入管，就可以满足工艺要求。真空泵的标高为12 m，所以产生的氯水可以自流进入D-260，但是要在D-260设计插入管，防止氯气倒流回真空泵。

4.1.3淡盐水密度检测仪的设置

通过以上更改，由于氯水回收至D-260，如果DT-264设置在阳极液循环泵P -264出口管线上，则检测到的盐水的密度准确。需将DT-264设置在D-260的进料管线上，盐水排放至D-280。经过淡盐水密度检测仪的盐水流量大约0.3 m3/h，每天大约有7.2 m3的淡盐水排放至D-280，生产正常时D-280 每10～15天往外送1次。

5　P-274（阴极液泵）直接送界区外

P-274直接送烧碱至界区外，含各工序自用。旭化成电解工艺里，是用P-274送烧碱至D-330（烧碱中间槽），然后用P-334（烧碱中间泵）送至界区外和各工序自用。经对比P-274与P-334的参数，完全可以用P-274代替P-334。需要注意的是，除送蒸发工序和电解装置内自用外，其余的送出烧碱需要冷却至50℃以下。

6　管道材质

（1）P-174之后的管道材质才更改为钛材。这一部分管道常设计为20/低钙镁硬橡胶材质，存在的问题是法兰连接点多，泄漏就会造成装置停车。所以，建议从D-175之后的管道材质就用钛材。这样，即使D-175之前的管道发生泄漏，D-175至少可以使用1小时，方便检修，而又保证了D-175之后的管道很少发生泄漏，减少可能发生的停车事故。

（2）氯酸盐反应槽前后的管道材质建议用钛材或者20/PTFE。这一部分管道常设计成FRP/PVC材质，经过长时间运行，漏点不好处理，而且管道变形严重，导致氯酸盐反应槽不能连续使用，影响盐水质量。

（3）盐酸管道建议用PP-H材质或者20/PTFE材质。这部分管道常设计成FRP/PVC材质，常造成盐酸金属离子含量不达标，影响正常生产。但是，如果采用PP-H材质，需要合理设计管道膨胀节和支撑，防止管道严重变形。

7　P-314回流管接管位置

建议将P-314回流管设计在脱氯塔T-310底部的管道上。有的企业将P-314（脱氯淡盐水泵）的回流管接口设计在T-310的中部位置，特别在低负荷时，由于盐水量少，回流进T-310的pH值为9～11的盐水与P-264送过来的pH值为1.5盐水混合，导致盐水的pH值偏高，影响了脱氯塔的运行，在化学脱氯时，需要加入更多的亚硫酸钠，而且游离氯很难控制。

如果P-314的回流管接口已经设计在T-310中部位置，则将回流阀关闭即可，游离氯就很容易控制了。新的问题就是泵的压力可能会偏高，所以最好还是更改回流管接口位置。

8　去除盐酸中的游离氯

增加亚硫酸钠管道至D-350（盐酸储槽）。一般旭化成离子膜电解工艺盐酸储槽D-350没有专设除游离氯的管道，但是树脂塔对盐酸中的游离氯的指标为≤5×10-6，而生产的盐酸不是全部都能达到这个指标的。因此，常在D-350里加入固体的亚硫酸钠来去除游离氯，这样操作很不方便，增设亚硫酸钠管道至D-350，便于操作。

The recommendations for caustic soda plant process design

QUAN Yao-ning，SHI Yi-hong
（Inner Mongolia Zhonggu Mining Industry Co.，Ltd，Ordos 016064，China）

Abstract：From the energy-saving，environmental protection，process and other aspects of the design of the membrane electrolysis process now means proposed optimization scheme，while feasibility analysis program.

Key words：process design；recommendations；chlor-alkali industry

中图分类号：TQ114.26

文献标识码：B

文章编号：1009-1785（2016）05-0007-02

收稿日期：2015-11-23