不合格次氯酸钠循环利用工艺

2021-07-01韩祺祺梁玉勇张会君

氯碱工业 2021年11期

韩祺祺，梁玉勇，张会君

(德州实华化工有限公司，山东德州 253079)

次氯酸钠是一种具有漂白、消毒作用的氯产品，它是在氯碱生产过程中用碱液吸收放空氯、事故氯等产生的副产品。对于用电石法生产PVC的企业，由于工业品电石中含有杂质，在乙炔发生器中发生相应副反应，生成的乙炔气中含有磷化氢、硫化氢等杂质气体。利用次氯酸钠的氧化性可以将粗乙炔气中的硫化氢、磷化氢等杂质氧化成酸性物质而除去。为保证乙炔工段次氯酸钠的需求，大多数企业都设置有次氯酸钠成品罐，在成品罐中通过加水稀释达到有效氯指标60～70 g/L，游离碱5～8 g/L。次氯酸钠易发生分解，导致成品罐内次氯酸钠不合格。针对此问题，本文中提出建立不合格次氯酸钠循环利用装置，并设计出相应的流程和设备，解决了成品次氯酸钠高温条件下易变质的问题，降低经济损失。

1 次氯酸钠生产原理及现有工艺流程

1.1 次氯酸钠生产原理［1］

生产次氯酸钠的原料为氢氧化钠水溶液和氯气。氯气进入吸收塔内与喷淋而下的碱液进行逆向接触，反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，同时放出热量。化学反应方程式如下:

在较高温度下，次氯酸根离子不稳定，发生歧化反应，生成氯酸根［2］。高温下，氯气与氢氧化钠溶液不会产生次氯酸钠，而生成氯化钠、氯酸钠及水，化学反应方程式如下:

1.2 次氯酸钠生产工艺

次氯酸钠生产装置一般采用两级吸收塔工艺，在吸收塔内氯气与碱液逆流接触。废氯气及事故氯气进入一级氯气吸收塔下部，被上部来自碱高位槽的碱液或一级碱液循环泵的碱液吸收，未被吸收的部分气体进入二级废氯气吸收塔下部，被上部来自碱高位槽的碱液或二级碱液循环泵的碱液吸收，尾气被引风机抽空排出。一级碱液循环槽和二级碱液循环槽内的稀碱液分别通过一级碱液冷却器和二级碱液冷却器冷却降温，循环使用。次氯酸钠中游离碱及有效氯浓度合格后由次氯酸钠成品泵送至次氯酸钠成品罐。现有生产装置中，两级碱液吸收系统的运行方式为:在开停车或出现异常的情况下，两级碱液吸收系统同时运行;生产稳定或废气量比较少时，只运行二级碱液吸收系统。二级碱液吸收系统同时承担日常废气吸收和为下游工段提供次氯酸钠的任务，在吸收系统中发挥着重要作用。次氯酸钠生产工艺主要流程如图1所示。

图1 原次氯酸钠生产工艺流程Fig.1 Original process flow of sodium hypochlorite production

2 装置运行问题

开车时，废氯气量很大，容易发生次氯酸钠过氯化分解;夏季温度高时，会造成部分次氯酸钠分解;操作失误也会造成有效氯指标达不到工艺要求。如果将不合格的次氯酸钠送至乙炔工段，将导致乙炔气体中硫、磷含量超标，影响生产;如向不合格次氯酸钠中添加碱液后，排至废水处理池，则会加大污水处理站负荷，造成大量物料浪费，并污染环境。

3 改进工艺流程

改进方法如下:在次氯酸钠成品泵C/D出口设置一条回流管道，该管道连接二级碱液循环槽管道，将不合格次氯酸钠送至二级碱液循环槽，重新生产。改进后工艺流程如图2所示。

图2 改进后次氯酸钠工艺流程示意图Fig.2 Improved process flow of sodium hypochlorite production

改进工艺运行方式如下。

(1)当次氯酸钠成品罐内产品不合格时，关闭次氯酸钠成品泵A/B及其前后阀门，关闭次氯酸钠成品泵C/D出口外送管道阀门，开启次氯酸钠成品泵C/D及回流管道阀门，将次氯酸钠成品罐中不合格次氯酸钠通过回流管道输送到二级碱液循环槽。

(2)在二级碱液循环槽中，利用新鲜碱液和氯气对不合格次氯酸钠重新配制。氯气由下部进入二级碱液吸收塔，被上部来自碱高位槽的新鲜碱液或二级碱液循环槽的碱液吸收，尾气被引风机抽空排出。二级碱液循环槽内的稀碱液通过碱液冷却器冷却降温后送至二级碱液吸收塔循环使用。当次氯酸钠中游离碱及有效氯浓度合格后由次氯酸钠成品泵A/B送至次氯酸钠成品罐。经次氯酸钠成品泵C/D加压送至乙炔工段，部分溶液回流，维持最小泵送流量并充分混匀次氯酸钠溶液。