化工现代氯碱生产技术课件.ppt

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1、现代氯碱生产技术济源职业技术学院冶化系项目一认识氯碱工业什么是氯碱工业？工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2任务一纵观氯碱生产1氯碱工业发展简史2氯碱工业的特点3氯碱工业在国民经济中的地位1.氯碱工业发展简史苛化法隔膜法和水银法离子膜法“烧碱的生产方法”中世纪就发现了存在于盐湖中的纯碱，后来就发明了以纯碱和石灰为原料制取NaOH的方法即苛化法，直到19世纪末。Na2CO3十Ca(OH)2＝2NaOH十CaCO3↓隔膜法隔膜电解法的原理如下图所示，它采

2、用多孔性的滤过式隔膜(通常是石棉)将阳极区和阴极区分开，防止两极产物的混合。隔膜法饱和盐水由阳极区加入，阴极区生成的碱及未分解的盐水则不断流出，通过适当调节盐水流量，可使阳极区液面高于阴极区液面，从而产生一定的静压差，使阳极液透过隔膜流向阴极区，其流向恰好与阴极区ＯＨ－向阳极区电迁和扩散方向相反，从而大大减小进入阳极区的ＯＨ－数量，抑制析氧反应及其它副反应的发生。水银法水银法电解是制造氯气、烧碱和氢气的另一种方法。它与隔膜法电解的区别，首先反应在电极反应以及相应采取的主要生产设备——电解槽与隔膜法不同。具体不同之处是：水银法电解采用的阴极材料与隔膜法电解的不同，不是用铁而是用

3、水银；水银电解槽是由两个相联的设备——电解室与解汞室组合而成的。氯气在电解室中产生，烧碱与氢气则在解汞室中产生，这就从根本上防止了氢氧化钠与氯气以及氢气与氯气的混合。水银电解槽电解室中的主要反是：在石墨阳极或金属阳极上：2Cl--2e-=Cl2↑在水银阴极上：2Na++2e-=2NaNa+nHg=NaHgn在电解室中的总反应为：2NaCl+2nHg=2NaHgn+Cl2↑当电解室中生成的NaHgn流到解汞室后，用水分解NaHgn获得NaOH与H2,而NaHgn又变成了Hg，继续返回电解室循环使用。用水分解NaHgn获得氢氧化钠与氢气的反应式为：2NaHgn+2H2O=2NaO

4、H+H2↑+2nHg水银法离子膜法离子膜电解法是氯碱工业在上世纪70年代中期推出的一种新工艺，原理如下图。离子膜法这一工艺的技术关键是使用对离子具有选择透过性的离子交换膜，在氯碱工业采用的是全氟阳离子交换膜，它只允许钠离子由阳极区进入阴极区，却阻止OH-，Cl-及水分子通过，这样不仅使两极产物隔离，避免了导致电流效率下降的各种副反应，而且能从阴极区直接获得高纯、高浓度的烧碱。“国内氯碱工业发展概况”1.5万吨37.2万吨70.4万吨180.2万吨320.8万吨1949年解放为止50年代末60年代末70年代末80年代末年产2006年1993年1992年1991年年产1512万吨

5、年产390万吨年产373.5万吨年产345.1万吨“国内氯碱工业发展概况”1993年后烧碱由原来的进口国转变为出口国。2007年和2008年国内烧碱产能持续高速扩张。年产能平均增长约26％。电解食盐水溶液时，按照固定质量比例1：0.85同时产出烧碱和氯气两种产品。电力供应情况和电价对氯碱产品的生产成本影响很大。氯碱产品具有强腐蚀性；在生产过程中使用的原料对环境造成污染。能源消耗大氯与碱的平衡腐蚀和污染2.氯碱工业特点3.氯碱工业在国民经济中的地位烧碱最早制造肥皂；造纸、纺织、印染等工业；随着石油化工的发展用途进一步扩大。氯气无机氯产品：商品液氯、盐酸及漂白消毒系列和无机氯化物

6、；有机氯产品：氯乙烯系列、甲烷氯化物系列、环氧化合物系列。氢气制取盐酸和聚氯乙烯；生产硬化油；炼钨、生产多硅晶。任务二离子膜法制碱特点剖析任务二离子膜法制碱特点剖析1、投资省2、出槽NaOH浓度高3、能耗低4、NaOH质量好5、氯气纯度高，氯中含氧、含氢低6、氢气纯度高7、无污染8、生产成本低优点1、对盐水质量要求高，增加了盐水的二次精制，增加了设备的投资。2、离子膜费用高，易损坏，需精心维护。缺点一次精制盐水的生产盐水的二次精制和电解氯气/氢气处理碱液蒸发固碱生产离子膜制碱离子膜法制碱学习内容