化工安全蒋军成第5章节典型工艺过程安全技术

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1、第5章典型工艺过程安全技术尚辅网http://shangfuwang.com/第5章典型工艺过程安全技术5.2聚合5.3催化5.4裂化5.5硝化5.6氯化5.1电解尚辅网http://shangfuwang.com/5.1电解5.1.1电解过程电流通过电解质溶液或熔融电解质时，在两个电极上所引起的化学变化，称为电解。电解过程中能量变化的特征是电能转变为电能产物蕴藏的化学能。电解在工业生产中有广泛的应用。许多有色金属（钠、钾、镁、铅等）和稀有金属（锆等）的冶炼，金属铜、锌、铅等的精炼，许多基本化学工业产品(氢、氧、氯、烧碱、过氧化氢等

2、)的制备以及电镀、抛光、阳极氧化等都是通过电解来实现的。食盐溶液电解是化学工业中最典型的电解反应例子之一。食盐电解可以制得氢氧化钠、氯气、氢气等产品。目前国内常用的电解食盐方法有隔膜法和水银法两种。尚辅网http://shangfuwang.com/5.1.2食盐电解生产过程电解食盐的简要工艺流程如图5-l所示。尚辅网http://shangfuwang.com/首先溶化食盐，精制盐水，除去杂质，送电解工段。在向电解槽送电前，应先将电解槽按规定的液面高度注入盐水，此时盐水液面超过阴极室高度，整个阴极室浸在盐水中。通直流电后，带有负电

3、荷的氯离子向石墨阳极运动，在阳极上放电后成为不带电荷的氯原子，并结合成为氯分子从盐水液面逸出而聚集在盐水上方的槽盖内，由氯气排出管排出，送住氯气干燥、压缩工段；带有正电荷的氢离子向铁丝网袋阴极运动，通过附在阴极网袋上的隔膜，在阴极铁丝网上放电后，成为不带电荷的氢原子，并结合成为氢分子而聚集于阴极空腔内，氢气由氢气排出管排出，送往氢气干燥、压缩工段。立式隔膜电解槽生产的碱液约含碱11％，而且含有氯化钠和大量的水。为此要经过蒸发浓缩工段将水分和食盐除掉，生成的浓碱液再经过熬制即得到固碱或加工成片碱。水银法生产的碱液浓度为45%左右，可直

4、接送往固碱工段。将浓熔融烧碱再进行电解可得到金属钠。电解产生的氢气和氯气，由于含有大量的饱和水蒸气和氯化氢气休，对设备的腐蚀性很强，所以氯气要送往干燥工段经硫酸洗涤，除掉水分，然后送入氯气液化工段，以提高氯气的纯度；氢气经固碱干燥，压缩后送往使用单位。尚辅网http://shangfuwang.com/5.1.3电解槽电解盐水的主要设备是电解槽。立式隔膜电解槽由阴极箱、浇铅阳极组、槽盖和槽底四个部分组成。阴极箱的外壳是用钢板焊成的正方形框。在阴极箱的外壳内焊连着用铁丝编织的阴极、箱壳与阴极之间构成多网袋形的整体空腔，整个阴极网空腔的

5、外表上附有一层石棉纤维的隔膜。阴极箱外壁上焊有铜板，用以连接电源的负极。在阴极箱空腔的上方引接出氢气排出管，让阴极箱空腔的下部引接出碱液流出管。阳极由许多块石墨板分两排组成，石墨板的底部铸在铅层中，石墨板间的距离要求准确，使阴阳极互相间隔，均匀安装，在铅层中铸有铜板，用以连接电源的正极。尚辅网http://shangfuwang.com/近年来金属阳极逐渐被广泛应用。金属阳极是采用表层涂有金属镣的金属钛制成的金属条，编织成两排与阴极网袋形相似的阳极，但在阳极网袋上没有石棉纤维隔膜，并引出铜板用以连接电源的正极，金属阳极比石墨阳极寿命

6、长，效率高。组装好的阳极放在混凝土的槽底，槽底放在瓷绝缘子上。在放好阳极的槽底上放置阴极箱，然后盖上槽盖，槽盖用混凝土或塑料制成。在槽盖上安装有盐水液面指示计，盖顶有盐水管和氯气排出管。每个电解槽的槽电压约在3.4伏左右。例如直流电压为120伏时，串联33个电解槽为一组。直流电压为460伏时，串联电解槽约132个为一组。尚辅网http://shangfuwang.com/水银法电解槽由电解室和解汞室两部分组成。在电解室内，氯化钠经过电解生成氯气和钠汞齐，钠汞齐是液体状态的汞和钠的合金，其化学反应式为：2ＮaCl+2HgCl2+2Na

7、Hg钠汞齐流至解汞室，与水反应生成烧碱和氢气，汞被送电解室循环使用，其化学反应式为2NaHg+2H2O2NaOH+H2+2Hg尚辅网http://shangfuwang.com/图5-2水银电解槽示意图尚辅网http://shangfuwang.com/5.1.4食盐电解过程安全技术食盐电解中的安全问题，主要是氯气中毒和腐蚀、碱灼伤、氢气爆炸以及高温、潮湿和触电危险等。在正常操作中，应随时向电解槽的阳极室内添加盐水。使盐水始终保持在规定液面，否则，如盐水液面过低，氢气有可能通过阴极网渗入到阴极室内与氯气混合。要防止个别电解槽氢气出口

8、堵塞，引起阴极室压力升高，造成氯气含氢量过高。氯气内含氢量达5％以上，则随时可能在光照或受热情况下发生爆炸。在生产中，单槽氯含氢浓度控制在2.0％以下、总管氯含氢浓度控制在0.1%以下，都应严格控制。如果电槽的隔膜吸附质量差；石棉绒质