仿真实习总结报告

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1、仿真实习总结报告化工082钱立飞23号通过长达一个星期的仿真实习，让我对氯碱工业有个初步的了解，为将来更深入的认识打下了坚实的基础。此次实习主要学习氯碱工业的一些基本知识和原理，后期更充分的体现了实践性的重要性，通过对机械的操作对氯碱工艺更深入的了解。工业上用电解饱和NACL溶液的方法来制取NAOH,CL2,和H2，并以他们为原理生产一系列的化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱（氢氧化钠）和氯气并副产氢气的生产过程。过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序，其中主要工序是电解。工业上采用隔膜电解

2、法、水银电解法和离子膜电解法。各法所采用的电解槽结构不同，因而其具体工艺流程及产品规格也有所不同。当前应用较多的是隔膜电解法。隔膜电解法：除去杂质后中性的饱和食盐水溶液在隔膜电解槽中进行电解生成氢氧化钠和氯气，主要反应如下：在阳极上的反应2Cl--2e→Cl2↑在阴极上的反应Na++e→Na2Na+2H2O→2NaOH+H2↑盐水精制：海盐、岩盐、湖盐等固体原盐(NaCl)都是生产氯气和烧碱的原料。为使电解过程顺利进行并保证设备、操作的安全，无论采用哪种电解方法，原料都必须精制。固体盐溶于水中所得的饱和盐水，或来自地下

3、盐井的盐水，在60℃左右加入碳酸钠、氢氧化钠，使其与盐水中的钙、镁杂质反应生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀。盐水中硫酸盐过高时，还需加入氯化钡（或碳酸钡）以生成硫酸钡沉淀。各种沉淀物经过絮凝、澄清、过滤分离后，清盐水加入盐酸调节pH使之成为中性或微酸性，再通过精制的（或回收的）固体盐层重新饱和，并加热到60～80℃，成为一次精制盐水，可供隔膜法或水银法使用。有的盐水中含有铵离子或有机氮化合物，将在隔膜电槽内生成三氯化氮(NCL)，当氯气液化时，三氯化氮积累过多会引起爆炸，故应在饱和盐水中加入少量的次氯酸盐，使转变为可挥发的一

4、氯胺(HNCl)。精制盐水中含有10～15ppm的有效氯，会使氨含量降低到1ppm的安全范围之内。将一次精制盐水再经过滤和螯合树脂吸附，进行二次精制，控制钙、镁含量在0.05ppm以下，才能用于离子膜电槽。电解法、隔膜法、水银法、离子膜法的电解原理基本相同，即：食盐水溶液在直流电作用下，阴离子在阳极上发生氧化反应，阳离子在阴极上发生还原反应。前者称为阳极过程，后者称为阴极过程。阳极过程 在上述各种方法中，阳极过程的主要反应为氯离子被氧化成为氯气：中性饱和食盐水溶液中，析氯反应的平衡电极电位为+1.33V。它随氯化钠浓度

5、和温度的降低而增大。溶液中的水分子也可在阳极上氧化并生成氧气，成为与析氯反应相竞争的主要副反应：阳极上析氧反应比析氯反应容易进行。由于电解槽在很大的电流下工作，偏离平衡条件很远，实际电极电位与平衡电极电位并不相等，其差值即为该电极反应在具体放电条件下的过电位。有些相互竞争的反应，由于过电位的不同而改变实际的放电反应顺序。工业上电解食盐水溶液时的阳极过程就属于这种情况。在不同的电极材料表面，析氧反应和析氯反应的过电位也不同，有时相差很大。如在生产中应用的钌-钛金属阳极表面,电密度为1000～5000A/m时，析氧反应的实

6、际电极电位要比析氯的高0.25～0.30V(在石墨阳极上高出0.10V左右)。因此，实际的阳极过程主要是析氯，而不是析氧。提高电解液中氯离子浓度，控制阳极液pH以降低氢氧离子浓度，并采用较高的电流密度等措施，也都可以增大析氧和析氯反应的电极电位差，有利于抑制析氧反应，而提高氯气纯度和电流效率。阳极析出的氯部分地溶解在阳极液中，生成次氯酸和盐酸。当阴极生成的氢氧化钠，由于扩散或搅动等原因进入阳极液中时，次氯酸被中和，生成易解离的次氯酸盐。而解离出的次氯酸离子(ClO()则可在阳极氧化，生成氯酸盐并逸出氧气：此反应随阳极液

7、中氢氧离子和次氯酸离子的增多而加剧。结果是既消耗电解产物氯和氢氧化钠，又降低电流效率和产品纯度。加大盐水中氯化钠浓度或提高电解液温度，可以降低氯气的溶解度和次氯酸离子的浓度。而将阳极和阴极的电解产物妥善分开，则是氯碱工业中有效地进行电解过程的关键。隔膜法、水银法和离子膜法就是隔离两极产物的不同方法。阴极过程:电解氯化钠水溶液的阴极过程，随所用阴极材料而异。一般条件下，钠离子还原成金属钠的反应很难进行，所以在隔膜法（或离子膜法）中所用的固体阴极（如铁阴极）表面上，其阴极过程为水分子还原析出氢气，同时在阴极附近形成氢氧化钠

8、溶液：在25℃,电解液含氢氧化钠100g/1、氯化钠180g/1,以及氢的分压P为0.1MPa时,析氢的平衡电极电位为-0.851V。电解反应的理论分解电压为阳极与阴极的电极电位之差，因此，25℃时隔膜电解槽的理论分解电压.采用不同的阴极材料，析氢和析钠的电极电位有很大不同。例如：在水银法汞阴极上，由于析氢反应的过电位比析钠的高得