电解法氯碱生产联产酮连氮法水合肼生产工艺探讨

刘源源

（云南加莱希安全检测有限公司，云南 昆明 650000）

氯碱工业属基本化学工业，电解法氯碱工业是其重要生产方式，该工艺同时产出氯气，烧碱和氢气。产品广泛用于轻工业，化学工业，石油化学工业，纺织工业，冶金工业等。

水合肼（又称水合联氨） 是重要的化工原料，为强还原剂，是医药、农药、染料、发泡剂、显影剂、抗氧化剂的原料，还用于锅炉水去氧、高纯金属制取、有机化合物合成及还原、稀有元素分离，同时还用作火箭燃料及炸药的制造。随着技术的进步，社会的发展，近年来水合肼的应用领域在不断拓宽。

酮连氮法生产水合肼是目前世界上生产水合肼的重要方法，该工艺以氨、丙酮、次氯酸钠为原料，先生成酮连氮，后经水解、分离、精制，生产出优质的工业水合肼。由于成本低，具有较强的市场竞争力[1]。该方法使用大量的氯气和烧碱（生产次氯酸钠），而产品水合肼既不含钠也不含氯，氯和钠最终变为带有杂质的氯化钠水溶液外排，不仅造成环境污染也浪费了盐资源。因此，寻求一条以电解法生产的氯、碱、氢供给酮连氮法生产水合肼，水合肼生产排出的氯化钠回用于电解法生产氯碱，形成盐循环利用的工艺是本文要探讨的。

1 电化学法生产氯碱工艺简介

氯化钠水溶液电解生产氯气、烧碱和氢气的工艺，目前国内外多采用膜技术，其中离子膜技术比重逐渐增大，金属阳极隔膜法所比例在逐步缩小[2-4]。

1）电解法氯碱生产反应式。

2）离子膜法工艺流程。工艺流程简图见图1。

图1 离子膜法工艺流程图

国内电解氯碱生产工艺产生的“三废”，除少数厂家还有少量盐泥等废渣外排外，大多数厂家均能在工艺中综合处置“三废”，不外排[3]。电解产烧碱联产氯气、氢气及计水消耗见表1所示。

2 酮连氮法生产水合肼工艺简介

2.1 酮连氮法主要生产反应式 [1-5]

次氯酸钠生产反应式为：

表1 电解产烧碱联产氯气、氢气及消耗品指标

酮连氮生成反应式为：

酮连氮水解生成水合肼反应式为：

2.2 酮连氮法水合肼工艺流程

酮连氮法水合肼生产工艺流程简图见图2。

图2 酮连氮法水合肼生产工艺流程简图

3 对电解氯碱联产酮连氮法水合肼生产工艺的讨论

以国内某单位多年的生产实践为例。

3.1 离子膜法氯碱生产酮连氮法水合肼生产工艺

离子膜法氯碱生产酮连氮法水合肼生产工艺见图3所示[4-5]。

3.2 电解氯碱生产联产酮连氮法水合肼与岩盐开采结合工艺图

电解氯碱生产联产酮连氮法水合肼与岩盐开采结合工艺图见图4所示。

3.3 电解法氯碱生产联产酮连氮法水合肼生产工艺经济效益计算

以10万t/a隔膜法电解烧碱产量为基数，联产氯气的90%用于酮连氮法水合肼生产，5%氯气生产盐酸，5%氯气产液氯以满足自用和生产运行中的氯碱平衡。调控产品年产量安排见表2。

图3 离子膜法氯碱生产酮连氮法水合肼生产工艺

图4 电解氯碱联产酮连氮法水合肼与岩盐开采结合工艺图

表2 控产品年产量

如以联产H2的90%蒽醌法生产H2O2，再以过氧化氢法生产水合肼。则可产27.5%H2O286897t用于水合肼生产，可生产40%水合肼66740t，则企业水合肼总产量为164770t。

按目前市场价估算产品销售收入见表3。

按目前价格主要原材料消耗费用估算见表4。

表3 产品销售收入估算表

表4 主要原材料消耗费用估算表

表4中，由于90%碱和氯生成NaCl返回使用，扣出工业盐费用12699万元，包括过氧化氢法水合肼时，大项原材料费用为71916万元，为项目销售收入的19.48%；不包括过氧化氢法水合肼时，大项原材料费用为60871万元，为项目销售收入的29.65%[2]。

4 电解氯碱生产联产水合肼的思考

1）采用离子膜法电解氯碱，没有回收废盐水（处理后用于矿盐开采），则需在废盐水处理工艺中安排，生产的固体盐返回盐水工段生产电解用盐水，形成盐的循环利用。该盐属氯碱合成盐，含杂质少，有利用于电解氯碱生产的盐水生产。

2）充分利用电解氯碱生产的氢气。采用蒽醌法产生过氧化氢，并采用过氧化氢法生产水合肼，综合利用了电解产生的氢气，有利于降低过氧化氢生产成本和水合肼的生产成本。过氧化氢法水合肼，无废盐水产生，而且生成的甲乙酮连氮不溶于水，易分离，不需蒸馏，其能耗比酮连氮法低。在电解氯碱生产联产酮连氮法水合肼的同时，充分利用联产的氢资源生产过氧化氢进一步生产水合肼是一举多得的项目。

3）肼是用途广泛的强还原剂，如能加大对肼的用途和含肼产品的开发力度，提高肼的价值,项目前景将更乐观。