氯堿化工鹽水精制工藝技術優(yōu)化研究

摘 要：氯堿化工生產(chǎn)是我國化工生產(chǎn)的重要組成部分，其生產(chǎn)過程中的鹽水質量關系到氯堿化工生產(chǎn)的質量。鹽水精制工藝是通過添加精制劑與雜質反生化學反應，生成不溶性的沉淀物質，再歷經(jīng)澄清、過濾、離子吸附等工藝，制成精制鹽水，滿足氯堿化工使用要求。本文就氯堿化工鹽水精制的研究進展進行介紹，分析了鹽水精制工藝裝置存在的問題，并對工藝的優(yōu)化提出了方向，位氯堿幻弓鹽水精制工藝的發(fā)展提供參考。

關鍵詞：鹽水精制;研究進展;問題;工藝優(yōu)化

0 引言

改革開放以來，我國工業(yè)得到迅猛的發(fā)展，氯堿化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅速，產(chǎn)量逐年提升，我國的燒堿生產(chǎn)能力全球領先，生產(chǎn)產(chǎn)量居世界第一位。在氯堿生產(chǎn)工藝中，鹽水品質十分重要，它直接關系到電解工序的穩(wěn)定運行，與膜的運行壽命息息相關，因此，通過鹽水精制提升鹽水品質十分重要。

1 鹽水精制的硏究進展

傳統(tǒng)的鹽水精制工藝較為簡單，一般都是采用沉降、澄清等方式，該工藝方式是在鹽水中添加難溶的、可產(chǎn)生沉降物的精制劑，使其在桶中通過沉降方式分離雜質，再利用石英砂對沉降物進行過濾，利用碳素管過濾，樹脂吸附等方式來除去雜質，提純鹽水。然而，隨著科技的發(fā)展，不斷的涌現(xiàn)出各種鹽水精制技術，大多數(shù)技術都是運用的膜過濾技術，如陶瓷膜、戈爾膜、凱膜等。陶瓷膜是一種非對稱的無機材料膜，該膜可較長時間的耐壓、耐酸堿腐蝕、耐磨，壽命長，且在使用中運用的是錯流操作與動態(tài)過濾，保持過濾壓力與通量的時間較長，對過濾物中的懸浮雜質變化敏感度低，該膜的缺陷是其鹽水中的各種絮狀沉淀物容易對膜孔造成堵塞，錯流過濾對鹽泥流動性的要求較高，這會降低鹽泥壓濾機的工作效率。戈爾膜是一種微米級的復合過濾膜，具有良好的過濾效果，過濾速度快、質量好，其缺陷是膜容易破，使用時間較短就需要更換新膜，且對鹽水過濾面積小。凱膜是一種多孔微孔膜，膜上的孔分布均勻，是利用聚四氯乙烯材料制成的管式膜，它的耐性佳，可很好的應對酸堿腐蝕，耐熱性佳，具有良好的伸縮性能，膜的質量好，強度高。其缺陷是該膜的濾壓會隨著鈣離子與有機物的增多，其絮狀物的增多而升高，導致膜的過濾效果變差。

2 鹽水精制工藝的影響因素與優(yōu)化

2.1 原料優(yōu)化

鹽水精制過程中，鈣鎂離子的比率是重要的影響因素，鈣鎂離子比大于1時，鈣離子反應生成的沉淀會被鎂離子反應生成的沉淀凝聚成較大顆粒，發(fā)生沉降，有利于鹽水精制的完成，小于1不易發(fā)生凝聚沉降，則會影響鹽水精制澄清的效果。但是鈣鎂離子的比率不易過高，過高會影響裝置的穩(wěn)定性。鈣鎂比值高，則鈣離子反應沉淀物過多，鎂離子沉淀物少，無法全部形成大的凝聚物，不易沉降，無法達到鹽水精制的最佳效果，需要進行二次鹽水精制才可以提升精制質量，但是反復的精制工藝會造成生產(chǎn)工藝復雜化的現(xiàn)象，這樣會提升儲液罐的液位，使系統(tǒng)水平衡壓力增加，或者導致鹽水鈣鎂含量超出標準要求，無法達到最佳的生產(chǎn)工藝效果。原鹽是鹽水精制的基礎條件，其質量的優(yōu)劣直接關系到產(chǎn)品的質量，因此，控制生產(chǎn)工藝中的原鹽質量，把握好原鹽質量關，才能確保后續(xù)的工藝有繼續(xù)進行的價值。鈣鎂離子的比例是原鹽必不可少的檢測指標，需要使其比值達到約1.5最佳，還可以根據(jù)不同生產(chǎn)廠家的具體要求進行鈣鎂離子比例的具體摸索，探索出適合本廠的原鹽鈣鎂離子最佳比值，為穩(wěn)定鹽水生產(chǎn)工藝提供條件。

2.2 溫度和濃度優(yōu)化

溫度是實現(xiàn)化學反應的重要控制因素，溫度越高，越加速原鹽的溶解速度，提升鹽水濃度，反之則降低反應的速率。溫度的波動也會對反應造成不利的影響，忽冷忽熱會影響裝置的穩(wěn)定性，因此，需要盡量確保鹽水反應的溫控穩(wěn)定在一定的范圍內。反應溫度的控制是通過蒸汽量的調節(jié)來實現(xiàn)的，特別是在寒冷的冬季，必須控制好鹽水反應溫度，避免鹽水因溫度過低溶解速度降低。另外，若在鹽水精制過程中，出現(xiàn)上鹽量過多，不但會降低鹽水溫度，也會導致溶解量降低，影響鹽水精制的質量。還可以使用攪拌裝置，提升鹽水的溶解效率。因此，要想保證鹽水精制的效果，就應該控制好鹽水的溫度和上鹽量。

2.3 鹽水的水流速度與澄清桶排泥優(yōu)化

一般在鹽水精制過程都會有澄清桶來對鹽水進行澄清處理，但其承載量有限，若鹽水的流速較大，會導致水再澄清桶中的停留時間較短，無法在桶中停留澄清，雜質顆粒不能在桶中進行沉淀，而且流速較高的情況下，澄清桶底部的沉淀會因為流動的鹽水的帶動而渾濁，進入澄清的鹽水造成澄清的鹽水再次返渾的現(xiàn)象，因此，需要將鹽水流量固定在合理的范圍內。澄清桶在使用過程中的雜質會隨著運行時間的延長集聚越來越多的下沉顆粒，沉入桶底變成泥漿，需要定期排出桶中的泥漿，避免桶中泥漿沉淀過多影響鹽水的精制效果，但是排出泥漿的量與頻率需要合理把握，排泥速度過快、過多可能會導致桶底部的泥層破壞，排出量過少，則可能引起桶內固體顆粒雜質的去除量。排出的速度和量需要合適，避免引起桶的運行波動，影響鹽水質量。

2.4 精制劑優(yōu)化

精制劑是提升鹽水精制效果的制劑，通過添加可以去除鹽水中的部分鈣鎂離子，協(xié)同除去沉淀物。精制劑的添加量需要進行合理的計算，加入過少，導致反應不完全，無法發(fā)揮精制劑去除雜質的作用，加入過）多，鎂離子聚合物的膠體穩(wěn)定性難以被破壞，形成較大難除去的雜質顆粒，影響雜質的去除效率與沉降效果，使澄清桶的運行不平穩(wěn)，直接影響鹽水精制的質量效果。

2.5 脫除硫酸根工藝優(yōu)化

利用膜分離技術優(yōu)勢，來實現(xiàn)硫酸根脫除的工藝優(yōu)化，該工藝可以分為三個步驟，即淡鹽水預處理、膜過濾系統(tǒng)和冷凍分離。淡鹽水預處理可以有效的降低殘留游離氯的含量，并有效的調節(jié)了溶液的溫度與酸堿度。淡鹽水通過一級和二級換熱器后，溫度可以降低至約30℃，使用活性炭進行過濾，吸附其中的游離氯和有機物，再進入聚丙烯濾芯的過濾器，使殘留的活性炭等顆粒雜質去除掉，利用鹽酸調節(jié)其酸堿度在5～7。第二步是利用復合納濾膜技術分離去掉硫酸根雜質，該技術利用的納濾膜上具有均勻的分散微孔，可以有效的脫除二價或多價離子。溶液通過膜表面時，大分子被截留在外部，小分子可以通過納濾膜，使大分子與小分子實現(xiàn)分離，達到硫酸根脫除的目的。冷凍分離是利用富硝鹽水至結晶槽，使其冷卻降溫，硫酸納過飽和產(chǎn)生結晶下沉的現(xiàn)象，加上攬拌器的作用，使芒硝顆粒隨著攪拌和潔凈過程不斷增大，隨后下沉，實現(xiàn)固液分離，再利用分離機實現(xiàn)芒硝的分離，最終實現(xiàn)液體潔凈、硫酸根脫除的過程。

2.6 樹脂塔運行工藝優(yōu)化

鹽水精制工藝流程中增設了陽離子交換樹脂塔，該增設工藝的作用是吸附鹽水中的鈣鎂等重金屬離子。樹脂塔吸附金屬離子飽和與再生即為一個循環(huán)周期，一般塔的運行周期為2天，樹脂塔再生過程會消耗一定量的鹽酸和燒堿，提升了塔的運行成本，為了降低塔的運行成本，減少樹脂塔的運行周期，降低廢水的排放量，采用緩滲透液技術來提升樹脂吸附能十分必要。改技術改進就需要在工藝上增加超導石墨反應器，加上專用的聚酸鹽溶液，可以有效的延長樹脂塔的再生周期。該工藝優(yōu)化可以很好的實現(xiàn)溶液的流動性的增加，有利于鈣鎂離子的交換，增加樹脂的交換能力和吸附能力，有效的確保樹脂塔的運行周期達10天以上，降低了鹽酸、燒堿的使用量，優(yōu)化了工藝。

2.7 其他

鹽水中胺超標，可導致氯堿系統(tǒng)液氯中三氯化氮超標，危及安全生產(chǎn)。利用次氯酸鈉除去鹽水中的胺，加入量可以是胺含量的5倍為佳。

3 總結

總之，鹽水精制工藝中的影響因素較多，只有根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)工藝特點，結合先進的工藝優(yōu)化技術，才可以實現(xiàn)本企業(yè)鹽水精制工藝的優(yōu)化，降低企業(yè)在生產(chǎn)過程中的成本投入，減少運行過程的資源浪費，穩(wěn)定生產(chǎn)裝置的運行，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)收，為行業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻。

參考文獻：

[1]程玉梅，李海霖.一次鹽水精制工藝的優(yōu)化改造[J].中國氯堿，2020（4）：4-7.

作者簡介：

俞立新（1968- ），女，漢族，湖南省湘潭，中級化工工程師，本科。主要研究方向：氯堿化工。