次氯酸钠连续化生产装置的运行

丁海飓，陈再昕，张高峰

(万华化学(宁波)氯碱有限公司，浙江 宁波 315812)

次氯酸钠是一种无机物，微黄色，有类似氯气的味道，具强氧化性。次氯酸钠溶液用于消毒、杀菌及水处理，也适用于一般工业产品。次氯酸钠是氯碱企业主要的副产品之一。

1 新建连续性自动化次氯酸钠生产装置的必要性

万华化学(宁波)氯碱有限公司原有1套次氯酸钠生产装置(填料塔循环吸收工艺)，为间歇性批次生产，自动化水平相对较低，产品制作时间长，生产的次氯酸钠产品中有效氯、游离碱指标波动大且不稳定。为满足市场需求，规模化生产质量稳定的次氯酸钠产品，同时，为提高生产装置的氯平衡能力，提高装置本质安全、自动化水平，快速调整氯产品结构，拓宽销售市场，提高企业竞争力，公司决定新建一套连续性全自控的次氯酸钠生产装置。

2 装置规模

新建次氯酸钠装置规模20万t/a，消耗汽化氯气2.3万t/a。

3 技术方案及工艺流程

3.1 次氯酸钠生产原理

氯气与碱液接触发生化学反应生成次氯酸钠，反应方程式如下:

3.2 主要设备

新建1 套填料塔、循环碱槽与4台降膜吸收器，配套建设1台冷却器、2台循环碱泵和2台次氯酸钠成品槽(见表1)。

表1 次氯酸钠连续化生产装置主要设备

3.3 工艺流程

来自罐区的食品级15%～18%(质量分数)烧碱进入循环碱槽，经循环碱泵加压、冷却器冷却后，进入降膜吸收器顶部，与汽化氯气进行反应，生成次氯酸钠。当其中游离氯质量分数达到11%～13%时，产品经次氯酸钠成品槽送至成品罐区；极少量未完全反应的尾气经填料塔和事故塔两级吸收，处理合格后排放。工艺流程如图1所示。

图1 次氯酸钠连续化生产装置工艺流程简图

4 次氯酸钠生产装置运行情况

该项目于2020年12月28日通入氯气试运行，产量控制在5～20 t/h，装置运行稳定，各项技术参数在控制指标范围内。通过几次整改，装置实现自动化控制，生产过程达到零操作。配碱、负荷调节、出料等通过浓度在线控制、比例控制等措施，实现自动化操作。自开始测试已连续运行3个月，产品质量合格率100%。产品质量稳定，有效氯质量质量分数偏差可以控制在±0.3%。生产出有效氯质量分数约11.8%、游离碱质量分数0.4%的次氯酸钠产品。装置具备全自控、连续化生产能力，项目达到预期效果。

5 连续化生产装置的优势

5.1 本质安全方面

(1)次氯酸钠生成反应过程中未反应完全会导致次氯酸钠中游离碱含量超标(游离碱指标0.1%～1%)，而反应过度会造成次氯酸钠分解，氯气逸出导致环境污染、人员伤害。因此，在设计中，在降膜吸收器中反应产生的尾气再经填料塔+废气处理装置两级吸收处理后，排入大气，从本质上避免了在极端情况下反应过度而导致氯气逸出事故的发生。

(2)连续性次氯酸钠装置增加了氯气与循环碱量、ORP、吸收塔压差等15项保护性联锁；氯气控制方式统一采用比例控制，减少了计算过程及操作，降低了操作事故的概率。

5.2 工艺技术方面

(1)由间歇性生产改为连续性生产，产量更加可控。经测试，次氯酸钠产量在4～28 t/h范围随时调整，有利于计划安排生产。

(2)生产过程由试纸测试改为原料比例控制，产品质量更加可控、稳定。

5.3 装置智能化

(1)装置定位无人化操作，原始开车后，整个生产过程外操不参与控制。

(2)生产过程通过比例控制，根据需求调整补充碱量，直接完成负荷调整。

5.4 运行成本方面

(1)减少次氯酸钠装置固定外操1人。

(2)减少生产过程中间品取样分析10次/天。

6 装置主要生产成本对比

(1)原料32%碱。连续化次氯酸钠装置副反应少，吨次氯酸钠耗32%碱量由0.44 t降低至0.435 t。

(2)电耗。原间歇性次氯酸钠生产装置一段碱泵55 kW、二段碱泵22 kW、风机18.5 kW;连续性次氯酸钠生产装置半成品泵22 kW、成品泵22 kW，新增配碱泵11 kW。吨次氯酸钠电耗降低42.5%。

7 结语

连续性次氯酸钠生产装置的投入，必将为公司创造可观的经济效益，对实施创新驱动战略，及时调整产品布局，有效化解市场风险，保持企业可持续发展具有重要意义。