聯(lián)堿補(bǔ)充精鹽水制堿

高志興

（大化集團(tuán)大連化工股份有限公司，遼寧大連 116308）

聯(lián)堿補(bǔ)充精鹽水制堿

高志興

（大化集團(tuán)大連化工股份有限公司，遼寧大連 116308）

介紹了利用原鹽洗滌膨脹的精制鹽水作為聯(lián)堿母液的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)兩次加鹽的獨(dú)特的聯(lián)堿工藝，形成了一種節(jié)能減排、增加產(chǎn)量和提高產(chǎn)品質(zhì)量的聯(lián)堿新技術(shù)。

聯(lián)堿；鹵水；補(bǔ)充；氨母液；母液平衡

1 概 述

大化集團(tuán)大連化工股份有限公司聯(lián)堿裝置洗鹽工序采用的是石灰——純堿法分步鹽水精制工藝流程，洗滌鹵水在洗鹽工序內(nèi)循環(huán)使用，封閉循環(huán)使洗滌鹵水呈膨脹趨勢(shì)。重堿過(guò)濾采用的是水平帶式過(guò)濾機(jī)，洗滌效率高，濾過(guò)洗水當(dāng)量大大降低，系統(tǒng)母液呈收縮狀態(tài)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索，我們將精制鹽水補(bǔ)充到AⅡ母液中，既減少洗鹽工序鹵水的損失，又保證了大系統(tǒng)在制品的平衡，形成了一次碳化、兩次吸氨、兩次加鹽的先進(jìn)工藝路線。從而提高了純堿和工業(yè)氯化銨產(chǎn)品質(zhì)量，優(yōu)化了碳酸化的工藝條件，保證我廠以粗制原鹽為原料鹽的純堿生產(chǎn)過(guò)程，減少了以膨脹鹵水再制鹽的能源消耗。

2 問(wèn)題的提出

聯(lián)堿裝置設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬(wàn)t／a，按年作業(yè)8 000h計(jì)，平均日產(chǎn)1 800t雙噸產(chǎn)品，日用原鹽量在2 400t左右。原鹽在進(jìn)入大系統(tǒng)使用前，必須經(jīng)過(guò)洗滌精制，除去大部分其含有的鈣、鎂及水不溶物等雜質(zhì)，保證合格洗鹽加入Ⅱ過(guò)程鹽析結(jié)晶器。大化搬遷之前，其純堿生產(chǎn)既有聯(lián)堿裝置，又有氨堿裝置，洗鹽洗滌臟鹵水直接送至氨堿裝置進(jìn)行精制處理，根本不用考慮洗滌鹵水的膨脹及浪費(fèi)問(wèn)題。換言之，聯(lián)堿洗鹽依托于氨堿裝置，基本無(wú)浪費(fèi)。而在大化搬遷后，只有60萬(wàn)t／a的聯(lián)堿裝置，取消了氨堿生產(chǎn)裝置，聯(lián)堿的臟鹵水處置的依托——氨堿無(wú)從存在，使得洗鹽膨脹鹵水的處理變成了難題。在大化搬遷初步設(shè)計(jì)過(guò)程中，曾經(jīng)考慮過(guò)上10萬(wàn)t真空制鹽裝置解決這一難題，因資金、成本等各方面問(wèn)題沒(méi)有上馬，后來(lái)又增設(shè)一條管線將膨脹出的鹵水外送鹽場(chǎng)處置。

由于碳化工藝條件的改善、新式異徑碳化塔的應(yīng)用及水平帶式過(guò)濾機(jī)應(yīng)用于重堿過(guò)濾，使得重堿質(zhì)量得到提高，濾過(guò)洗水當(dāng)量大大降低。

經(jīng)過(guò)工藝計(jì)算及實(shí)際運(yùn)行驗(yàn)證，聯(lián)堿Ⅰ、Ⅱ過(guò)程母液呈收縮狀態(tài)。據(jù)此，我們考慮能否將洗鹽膨脹出的鹵水補(bǔ)充至系統(tǒng)中使用，既減少了損失，又解決了聯(lián)堿系統(tǒng)母液收縮問(wèn)題。我們對(duì)整個(gè)聯(lián)堿系統(tǒng)的水平衡收支情況進(jìn)行了測(cè)算。

3 水平衡計(jì)算

3.1 聯(lián)堿水平衡估算

按日產(chǎn)1 800t雙噸產(chǎn)品計(jì)；純堿生產(chǎn)能力75 t／h，工業(yè)氯化銨生產(chǎn)能力12.5t／h，農(nóng)業(yè)氯化銨生產(chǎn)能力62.5t／h。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)相關(guān)工藝條件、參數(shù)，經(jīng)計(jì)算，聯(lián)堿水平衡收支如表1。

3.2 洗鹽工序水平衡計(jì)算

按日使用原鹽2 400t，按平均水分5.04%計(jì)，洗鹽工序水平衡如表2 。

表1 聯(lián)堿水平衡收支表

表2 洗鹽工序水平衡表

根據(jù)上述水平衡計(jì)算，洗鹽工序每天膨脹出的精制鹽水完全可補(bǔ)充至系統(tǒng)當(dāng)中，既減少了鹽的浪費(fèi)，又解決了系統(tǒng)母液收縮問(wèn)題，可謂一舉雙得，不足部分，可通過(guò)大粒鹽桶化鹽或補(bǔ)充凝水解決。

4 精制鹽水的補(bǔ)充方法討論

如何將精制鹽水補(bǔ)充至系統(tǒng)中，我們?cè)囼?yàn)了多種方案。改造初期，將精制鹽水輸送至Ⅱ過(guò)程農(nóng)銨濾液桶，鹵水和濾液混合后利用濾液泵送至農(nóng)銨鹽析結(jié)晶器，但由于細(xì)晶析出，系統(tǒng)帶料嚴(yán)重。導(dǎo)致改造不成功。我們又將補(bǔ)充精制鹽水管線配接至母Ⅱ桶，補(bǔ)充精制鹽水進(jìn)入到MⅡ當(dāng)中，但由于MⅡ溫度低，導(dǎo)致飽和鹵水鹽結(jié)晶析出，造成系統(tǒng)帶料及母換器堵、座等問(wèn)題。基于此，我們經(jīng)過(guò)研究和探討，結(jié)合氨堿生產(chǎn)原理，將精制鹽水補(bǔ)充至氨母液當(dāng)中，既解決了溫度、成分變化造成的結(jié)晶析出問(wèn)題；又可將精制鹽水中的水不溶物進(jìn)行沉淀、澄清；同時(shí)提高了氨母液的Na＋含量，提高碳化塔能力。考慮到泵的輸送揚(yáng)程及流量、成分穩(wěn)定性問(wèn)題，我們對(duì)補(bǔ)充精制鹽水流程進(jìn)行了改造。利用原有1臺(tái)一次鹽水泵，單獨(dú)輸送這部分補(bǔ)充的精制鹽水，并且在泵入口安裝了精制鹽水濃度調(diào)節(jié)槽，利用冷凝水對(duì)飽和鹽水進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)，以防止精制鹽水濃度過(guò)高造成和母液混合后鹽過(guò)飽和析出。上述工藝改造措施，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間實(shí)際使用驗(yàn)證，效果良好。具體改造流程如圖1：

圖1 補(bǔ)充精鹽水工藝流程圖

5 技術(shù)的特點(diǎn)

通過(guò)將精制鹽水補(bǔ)充至系統(tǒng)氨母液中，具有明顯的技術(shù)特點(diǎn)：

1）投資少，見(jiàn)效快。在此次改造過(guò)程中多利用已有管線，增加隔斷閥或旁路，設(shè)備投資很少。

2）減少了膨脹鹵水的損失，顯著降低鹽耗。

3）膨脹鹵水不斷被置換使用，使原鹽用新鮮鹵水洗滌，改善洗鹽工藝條件，洗滌效果更好，提高了洗鹽質(zhì)量。

4）改善系統(tǒng)工藝條件，提高產(chǎn)量。精制鹽水補(bǔ)充到氨母液當(dāng)中后，實(shí)現(xiàn)了兩次加鹽，降低了氨母液CNH3濃度，提高氨母液的Na＋含量，更有益于碳酸化反應(yīng)的進(jìn)行，提高碳化塔單塔能力，提高了產(chǎn)量。

5）隨著不斷補(bǔ)充精制鹽水于母液中，沖淡了由洗鹽帶入系統(tǒng)中的雜質(zhì)，使系統(tǒng)母液更加精制，氨母液濁度得到改善，以保持純堿和工業(yè)氯化銨質(zhì)量的提高。經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)已經(jīng)使純堿水不溶物得以降低，同時(shí)隨著母液濁度的降低，工業(yè)氯化銨的優(yōu)等品率也有所提高。

6 技術(shù)的性能指標(biāo)

該項(xiàng)目實(shí)施后，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)查定主要性能指標(biāo)完成如表3。

表3 性能指標(biāo)對(duì)比表

7 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

7.1 降低原鹽消耗，節(jié)約成本

飽和洗滌鹵水TCl－按107.5tt計(jì)，每天節(jié)約NaCl＝73×107.5×58.5÷20÷1 000＝22.95t折成節(jié)約原鹽24.95t／d，全年可節(jié)約原鹽8 317t。按目前原鹽采購(gòu)價(jià)310元／t（含運(yùn)費(fèi)）計(jì)，則全年可節(jié)約成本為257.82萬(wàn)元。

7.2 降低氨母液當(dāng)量，提高單塔能力

設(shè)定碳化取出液CNH386.6tt，TCl－114.23 tt，氨母液CNH341.2tt，TCl－108.46tt，則氨母液當(dāng)量為9.33m3／t。如果收縮母液用精制鹽水補(bǔ)充，補(bǔ)充當(dāng)量11.18m3／h，氨母液CNH3降為40.55tt，其余指標(biāo)不變，則氨母液當(dāng)量降為9.186 m3／t。原單塔制堿能力按7.5t／h計(jì)，維持單塔氨母液投入量不變，則補(bǔ)充精制鹽水后單塔制堿能力提高為7.618t／h。Ⅰ過(guò)程總制堿能力增加了9 406 t／a，目前雙噸產(chǎn)品銷(xiāo)售價(jià)為2 621.96元，成本價(jià)為2 106.96元，每年可多創(chuàng)利潤(rùn)487萬(wàn)元。

7.3 提高純堿產(chǎn)品質(zhì)量

因二次鹽水經(jīng)過(guò)精制，其中Ca2＋、Mg2＋含量較低，所以在氨母液當(dāng)量中補(bǔ)充精制二次鹽水，可有效降低母液中Ca2＋、Mg2＋等雜質(zhì)濃度，從而降低產(chǎn)品中的水不溶物含量，使聯(lián)堿產(chǎn)品質(zhì)量水平達(dá)到或接近氨堿生產(chǎn)水平。

合計(jì)節(jié)約成本：257.82＋487＝744.82萬(wàn)元／年。

8 結(jié) 語(yǔ)

盡管經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行，效果十分顯著，但仍然存在部分問(wèn)題需要改進(jìn)，特別是系統(tǒng)SO2－4長(zhǎng)期積累后，影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題，我們嘗試在洗鹽工序降低鹵水SO2－4濃度，項(xiàng)目正在實(shí)施過(guò)程中。

綜上所述，將洗鹽工序膨脹出的鹵水精制后以合理的方式補(bǔ)充入大系統(tǒng)，可以達(dá)到優(yōu)化聯(lián)堿工藝、節(jié)約成本、降低消耗、增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量的目的。形成一種新的聯(lián)堿工藝路線，不失為聯(lián)堿生產(chǎn)的一種經(jīng)濟(jì)合理的新技術(shù)，該技術(shù)投資少、見(jiàn)效快，值得在獨(dú)立聯(lián)堿生產(chǎn)中推廣使用。該項(xiàng)目榮獲中國(guó)純堿工業(yè)協(xié)會(huì)2010～2011年度科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

［1］ 中國(guó)純堿工業(yè)協(xié)會(huì).純堿工學(xué)（第一版）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1990

［2］ 王楚.純堿生產(chǎn)工藝與設(shè)備計(jì)算［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995

TQ 114.162

B

1005－8370（2012）06－22－03

2012－02－09

高志興（1958—），高級(jí)工程師，現(xiàn)任大化集團(tuán)大連化工股份有限公司副總經(jīng)理。長(zhǎng)期從事純堿生產(chǎn)和技術(shù)管理工作，主持和參與的多項(xiàng)技術(shù)成果榮獲化工部和純堿工業(yè)協(xié)會(huì)的科技進(jìn)步獎(jiǎng)。