國內(nèi)氯堿行業(yè)鹽水精制工藝狀況調(diào)查報告(2016—2017年)

費紅麗

(1.全國氯堿工業(yè)信息中心，遼寧 葫蘆島 125000；2.錦西化工研究院有限公司，遼寧 葫蘆島 125000)

2 國內(nèi)鹽水精制工藝技術(shù)狀況

經(jīng)過21世紀初期16年多的發(fā)展，國內(nèi)氯堿企業(yè)鹽水精制工藝技術(shù)更趨成熟。一次鹽水精制工序為二次鹽水精制工序的前提和基礎(chǔ)；二次鹽水精制工序為電解槽提供原料——電解工序的入槽鹽水。

2.1 電解生產(chǎn)對二次鹽水質(zhì)量的要求

因國內(nèi)隔膜電解槽已被淘汰，此處只討論供給離子膜電解槽二次鹽水精制工序的工藝指標。

(1)國產(chǎn)電解槽以藍星(北京)化工機械有限公司ZMBCH-2.7型電解槽為例。ZMBCH-2.7型高電流密度自然循環(huán)復(fù)極式離子交換膜電解槽與強制循環(huán)復(fù)極式離子膜電解槽對電解工序入槽鹽水的質(zhì)量要求如表3所示[4]。

(2)進口電解槽以日本旭化成公司制造的電解槽為例，其對入槽鹽水的要求如表4所示[5]。

2.2 鹽水中的雜質(zhì)對燒堿生產(chǎn)的影響

二次鹽水質(zhì)量直接影響電解工序的正常生產(chǎn)，如果二次鹽水雜質(zhì)蓄積，將給燒堿電解生產(chǎn)帶來嚴重影響(如表5所示)[6]。

表3 國產(chǎn)高電流密度自然循環(huán)復(fù)極式離子膜電解槽與強制循環(huán)復(fù)極式離子膜電解槽對入槽鹽水的要求對比Table 3 Comparison of required feed brine indexes between China-made high-current-density natural-circulation bipolar ion-exchange membrane electrolyzers and forced-circulation bipolar ion-exchange membrane electrolyzers 10-6

表4 進口電解設(shè)備對入槽鹽水的要求Table 4 Feed brine indexes required by imported electrolysis devices 10-6

注：一般電解槽和高電流密度電解槽對ρ(Na2SO4)的要求都為10 g/L。

表5 雜質(zhì)蓄積給電解生產(chǎn)帶來的影響Table 5 Influence of impurity accumulation on electrolysis production

注：○為有較明顯影響；△為影響小；—為無影響。

2.3 國內(nèi)鹽水精制工藝技術(shù)狀況

國內(nèi)鹽水精制工藝技術(shù)狀況調(diào)查數(shù)據(jù)見表6。

2.4 鹽水精制工藝及運行狀況

接受鹽水狀況調(diào)查的有95家氯堿企業(yè)，所填報鹽水精制工藝及運行狀況調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)分析如下。

2.4.1 一次鹽水精制工藝

(1)采用預(yù)處理等工藝除Mg2+、Ca2+等雜質(zhì)。

采用預(yù)處理工藝除Mg2+、Ca2+等雜質(zhì)的企業(yè)有企業(yè)3等52家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的54.7%。

采用浮上桶除Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)的氯堿企業(yè)有企業(yè)1、企業(yè)7、企業(yè)11、企業(yè)31、企業(yè)41、企業(yè)35、企業(yè)36、企業(yè)37這8家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的8.4%。

采用澄清桶除Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)的企業(yè)有企業(yè)2、企業(yè)8等13家(其中企業(yè)2使用白煤過濾器，企業(yè)13使用的是PE過濾器，企業(yè)8使用砂石過濾器)，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的13.7%。

除Ca2+、Mg2+所加精制劑為NaClO、NaOH、Na2CO3及絮凝劑FeCl3等。

(2)過濾技術(shù)。

有企業(yè)1等90多家氯堿企業(yè)用采用膜過濾技術(shù)，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的94.7%以上；也有的企業(yè)仍用碳素?zé)Y(jié)管過濾器，如企業(yè)2。

(a)采用戈爾工業(yè)品貿(mào)易(上海)有限公司的戈爾膜過濾技術(shù)和設(shè)備的有企業(yè)6等34家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的35.8%。

(b)采用江蘇久吾高科技股份有限公司陶瓷膜過濾技術(shù)的有企業(yè)8等35家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的36.8%。

(c)采用上海麥駝科技發(fā)展有限公司膜過濾技術(shù)的有企業(yè)12等34家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的35.8%。

(d)采用御隆膜的有企業(yè)10等19家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的20%。

還有些企業(yè)采用凱膜過濾技術(shù)，如企業(yè)71；采用山東布萊恩過濾技術(shù)的，如企業(yè)33等；采用頗爾過濾技術(shù)的，如企業(yè)54等。

有的企業(yè)各種膜過濾技術(shù)都使用過，如企業(yè)33等；有的企業(yè)采用的多種膜過濾系統(tǒng)目前正在生產(chǎn)運行中，如企業(yè)12等。

(3)鹽泥處理。有企業(yè)3等66家采用壓濾設(shè)備壓濾鹽泥，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的69.5%；其中采用板框壓濾機的有70家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的73.7%。

表6 國內(nèi)鹽水精制工藝技術(shù)狀況Table 6 Status of brine refining technology in China

續(xù)表

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①堿過量值以質(zhì)量濃度表示。

(4)現(xiàn)有的正在國內(nèi)氯堿企業(yè)生產(chǎn)中運行的自動控制技術(shù)。

(a)膜分離系統(tǒng)采用PLC控制的企業(yè)有企業(yè)4等4家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的4.2%。

(b)采用DCS自動控制技術(shù)，連鎖控制鹽水的溫度、流量，助劑添加量，pH值調(diào)節(jié)等的有企業(yè)4等17家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的17.9%。

(c)企業(yè)4等6氯堿企業(yè)采用DCS控制技術(shù)自動控制二次鹽水系統(tǒng)樹脂塔的溫度、物料流量、樹脂補充量、反洗流程等，特別是用來控制螯合樹脂塔的自動再生和切換，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的6.3%；也有企業(yè)12等4家氯堿企業(yè)采用PLC控制技術(shù)自動控制樹脂塔的溫度、物料流量、樹脂補充量、反洗流程等，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的4.2%。

2.4.2 二次鹽水工藝及運行狀況

所有接受調(diào)查的氯堿企業(yè)全部采用螯合樹脂塔進行鹽水二次精制。

(1)螯合樹脂塔運行方式。

采用3塔設(shè)計的有企業(yè)1等60家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的63.2%；有4塔設(shè)計2塔運行的，如企業(yè)36。

(2)使用樹脂的種類、性能及生產(chǎn)企業(yè)。

(a)有企業(yè)9等32家使用上海華申樹脂有限公司的D-403型樹脂，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的33.7%；每年更換樹脂總量的14%，再生周期為48、72 h。

(b)有企業(yè)51等36家使用淄博東大化工股份有限公司的D463等型樹脂，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的37.9%；其壽命為5年以上，再生周期為24、36 h。

(c)另有企業(yè)10等氯堿企業(yè)使用漂萊特樹脂、企業(yè)14等使用國產(chǎn)LSC系列樹脂。

(d)采用進口樹脂的企業(yè)有26家，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的27.4%。其中有企業(yè)2等22家氯堿企業(yè)使用德國進口樹脂，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的23.2%；再生周期為24、36、48、96 h的不等。有企業(yè)13等4家氯堿企業(yè)部分使用日本進口樹脂，占接受調(diào)查氯堿企業(yè)總數(shù)的4.2%。

進口樹脂的使用壽命較長，但價格很高，多家氯堿企業(yè)將其與國產(chǎn)樹脂混合使用，與國產(chǎn)樹脂各取所長。