二次盐水精制再生节能改造运行总结

张建波，段东山

（山西榆社化工股份有限公司，山西 晋中 031800）

1　工艺原理

由于离子膜电解槽进槽盐水指标要求严格，所以在离子膜电解工艺中，盐水要进行二次精制。此工艺主要是用螯合树脂吸附一次盐水中的钙、镁离子，使得盐水中的钙、镁离子含量小于20×10-9。螯合树脂的交换原理是螯合树脂在水合离子作用下，交换基团-COONa水解成-COO-和Na+。在盐水精制时，由于树脂对离子的选择性 H+＞Ca2+＞Mg2+＞Ba2+＞Na+，所以盐水中Ca2+、Mg2+就被树脂螯合形成稳定性高的环状螯合物。

螯合树脂同含有Ca2+、Mg2+离子的盐水接触时，其中的Ca2+、Mg2+取代树脂中不稳定的Na+，吸附能力除树脂本身外，还和盐水的Ca2+、Mg2+含量、温度及pH值等因素有关，见图1。

树脂塔运行一段时间后，树脂的吸附能力逐渐降低，当下降接近饱和时，需要用高纯盐酸及32%碱进行再生。

山西榆社化工股份有限公司在项目设计时，由于是初次接触树脂塔工艺，所以严格按照设计要求进行配置。

2　工艺流程

该公司盐水二次精制采用的是2套3台螯合树脂塔串联流程，即从一次盐水工序来的合格的一次盐水首先经过加酸调节pH值至8.5～9.5后，再经盐水预热器加热到60～65℃，从树脂塔顶部盐水进口管进入，流经塔内树脂床层，从塔底流出后再送到下一塔盐水进口，同样进入塔内的树脂床层从塔下部再流出，如果第三塔没有进行再生，可继续进入第三塔内。如果第三塔需要再生，可以离线再生，再生合格后，继续串入盐水系统使用，有一塔再生时，进行二塔串联运行。从最后一台树脂塔内流出盐水的钙镁离子必须小于20×10-9才可以供给离子膜电解槽使用。树脂塔再生每24 h切换1次。

3　改造前工艺情况

图1　盐水中Ca2+、Mg2+含量与温度、流量、pH值关系图

由于离子膜电解过程阳极需要加酸调节pH值，氯酸盐分解槽需要用酸，树脂再生需要用酸，并且以上几种不同的地方要求不同，有的是连续使用，而有的是间断使用。为了满足各系统的要求，又互不影响，所以从外界输送来的高纯盐酸要分为2部分输送进入系统。设计电槽及氯酸盐分解槽等系统共为1个系统，树脂塔再生是单独的系统，30万t/a烧碱分为2个分厂3个系统，树脂塔再生酸泵启动频繁（1天1套再生1次，20万t 2个系统就要分别启停2次）。

4　改造原因及效果

在树脂塔再生时，启动再生酸泵将二次盐水的盐酸储罐内高纯盐酸输送至再生酸中间槽，在液位达到规定高度时切断阀自动关闭。泵运行压力为0.30～0.35 MPa，切断阀自动关闭后，压力变为 0，每天要进行2次这样的操作，压力的变化就是在有回流调节的前提下，也常常出现瞬间压力升高的情况。这种情况的发生会导致再生酸泵的机封外漏，漏出的盐酸对泵的托架及底盘等碳钢附件造成腐蚀，严重的时候1个月要更换1次机封。

经对二次盐水的高纯盐酸储罐高度及再生酸泵输送管线高度比对，酸罐实际高度5.5 m，酸泵出口盐水二次精制罐线高度4.5 m，去再生酸罐的管廊还有一层为3.0 m。经多方论证，认为，只要盐酸储罐的液位能保证高过3.1 m就可以通过储罐的液位压差将盐酸压入再生酸罐，这样就可以将电机功率为4 kW的再生酸泵停用。流程示意图见图2。

图2　改造后流程示意图

将盐酸储罐液位控制在4.5 m高度，将再生酸泵进、出口阀门打开而不启动泵进行试验输送，通过多次试验确定此方案可行。所以将盐酸储罐至再生酸罐的管线高度降至3.0 m层管廊上，储罐液位在80%的存量以内就可以自流到再生酸罐。

具备上述条件，还要把从合成至二次盐水精制的盐酸输送时间进行调整，将以往根据二次盐水酸罐液位较低时的输送操作，改变为在再生酸罐需要用酸前，将储罐液位输送至4m，具备自压的条件。

5　运行总结

通过对再生酸泵的取缔改造，减少了4 kW功率的电机运行负荷；节约了生产费用，降低了操作及维修人员的劳动强度。