烧碱工段2013311案.pptx
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1、烧碱工段烧碱工段工艺介绍工艺介绍2013年3月烧碱工段岗位及其任务p一次盐水:一次盐水:原盐溶解,制取一次盐水原盐溶解,制取一次盐水p蒸发:蒸发:32%烧碱蒸发成烧碱蒸发成48%烧碱,烧碱的储存和外卖烧碱,烧碱的储存和外卖p液化:液化:将氯气液化形成液氯,平衡生产将氯气液化形成液氯,平衡生产p充装:充装:液氯用钢瓶或槽车充装,外卖液氯用钢瓶或槽车充装,外卖p三合一:三合一:制备高纯盐酸供电解使用制备高纯盐酸供电解使用p空压站:空压站:制备合格的装置空气、仪表空气和氮气供全厂制备合格的装置空气、仪表空气和氮气供全厂p污水站:污水站:股份公司工业污水的处理股份公司工业污水的处理氯碱流程化化盐二次二
2、次盐水水精制精制电 解解 蒸蒸 发氯处理理氢处理理液化、液化、充装充装三合一三合一送二合一送二合一岗位位原盐原盐Cl2H232%烧碱烧碱48%烧碱烧碱液氯液氯高纯盐酸高纯盐酸淡盐水淡盐水淡淡盐水水脱脱氯外外销自用、自用、内内转、外外销供供电解解使用使用 一次盐水岗位概述主要对象:主要对象:NaClNaCl主要任务:原盐的溶解和盐水精制主要任务:原盐的溶解和盐水精制原理:原盐在水中溶解后,加入氢氧化原理:原盐在水中溶解后,加入氢氧化钠、碳酸钠、氯化钡等精制剂后,将原钠、碳酸钠、氯化钡等精制剂后,将原盐中的盐中的CaCa2+2+、MgMg2+2+等杂质离子形成沉淀,等杂质离子形成沉淀,沉降后经过滤
3、的办法除去。沉降后经过滤的办法除去。主要设备:溶盐桶、反应桶、道尔澄清主要设备:溶盐桶、反应桶、道尔澄清桶桶氯化钠的性质分子式:NaCl,分子量:58.5。食盐的主要成分。无色立方结晶或白色结晶。溶于水、甘油,微溶于乙醇、液氨。不溶于盐酸。在空气中微有潮解性。NaCl对于地球上的生命非常重要。大部分生物组织中含有多种盐类。血液中的钠离子浓度直接关系到体液的安全水平的调节。由信号转换导致的神经冲动的传导也是由钠离子调节的。含NaCl 0.9%的水称为生理盐水,因为它与血浆有相同的渗透压。生理盐水是主要的体液替代物,广泛用于治疗及预防脱水,也用于静脉注射治疗及预防血量减少性休克。人类与其他灵长类不
4、同,人类通过出汗分泌大量的NaCl。工业用途:用于制造纯碱和烧碱及其他化工产品,矿石冶炼。食品工业和渔业用于盐腌,还可用作调味料的原料和精制食盐。原盐的来源海盐:一般以海水为原料晒制而得;海盐:一般以海水为原料晒制而得;湖盐:开采现代湖盐矿加工制得;湖盐:开采现代湖盐矿加工制得;井盐:运用凿井法汲取地表浅部或地下井盐:运用凿井法汲取地表浅部或地下天然卤水加工而成;天然卤水加工而成;矿盐:开采古代岩盐矿床加工制得。矿盐:开采古代岩盐矿床加工制得。岩盐矿有时与天然卤水盐矿不分家,加之开采岩盐矿床钻井法问世,所以“井盐”和“岩盐”又合称为“井矿盐”,或泛称为“矿盐”。工艺原理原原盐盐中中除除了了含含
5、有有大大量量的的NaCl之之外外,还还含含有有Ca2+、Mg2+、SO42-等等化化学学杂杂质质和和机机械械杂杂质质。这这些些杂杂质质在在化化盐盐过过程程中中,也也被被带带进进盐盐水水中中,用用含含有有杂杂质质的的盐盐水水进进行行电电解解,直直接接影影响响电电流流效效率率及及离离子子膜膜的的使使用用寿寿命命,影影响响氯氯碱碱生生产产的的经经济济效效益益。因因而而除除掉掉这这些些杂杂质质,生生产产合合格格的的精精制制盐盐水水在在氯氯碱碱生生产产中中显显得得尤尤为为重重要。要。用用BaCl2除除SO42-:Ba2+SO42-=BaSO4用用Na2CO3和和NaOH溶液除溶液除Ca2+、Mg2+:C
6、a2+CO32-=CaCO3Mg2+2OH-=Mg(OH)2CaCO3、Mg(OH)2为为沉沉淀淀物物,加加入入TXY(絮絮凝凝剂剂)溶溶液液后可胶溶,携同沉淀,且沉淀速度加快后可胶溶,携同沉淀,且沉淀速度加快。工艺原理精制药剂加入顺序及加入量为保证有较好的精制效果,一般在精制工艺上采用NaCO3NaOHTXY的加入顺序。BaCl2的加入根据实际生产情况,采用配水分流闭循环的方法加入。BaCl2 NaCO3NaOHTXY道尔澄清原理盐水精制主要是在粗盐水中加入Na2CO3、NaOH、BaCL2除去原盐中含有的Ca2+、Mg2+、SO42-,其原理是Na2CO3、NaOH、BaCL2与Ca2+、
7、Mg2+、SO42-反应分别生成CaCO3 Mg(OH)2和 BaSO4沉淀,经沉淀与盐水分离。CaCO3和Mg(OH)2沉淀主要在道尔澄清桶内进行,靠重力作用沉淀,并加入适量的助沉剂聚丙烯酸钠(TXY),加快沉降速度,沉淀后盐泥通过道尔底部排出。流程方框图配水槽配水槽换热器换热器化盐桶化盐桶溜槽溜槽1#反应桶反应桶2#反应桶反应桶TXY反应桶反应桶道尔澄清桶道尔澄清桶送电解送电解原盐原盐精盐水贮槽精盐水贮槽B 精盐水受槽精盐水受槽过滤器过滤器精盐水贮槽精盐水贮槽A盐泥受槽盐泥受槽压滤机压滤机反洗水槽反洗水槽加入加入TXYBaClBaCl2 2加入加入NaOH加入加入Na2CO3工艺指标溶盐温
8、度(出口):溶盐温度(出口):6065盐水含铵:盐水含铵:1mg/l(无机铵)(无机铵)4mg/l(总铵)(总铵)精、粗盐水精、粗盐水NaCl浓度:浓度:300315g/l精盐水精盐水SS:5ppm游离氯:游离氯:0精盐水含精盐水含Ca2+、Mg2+:5mg/l精、粗盐水含精、粗盐水含NaOH:0.10.4g/l精、粗盐水含精、粗盐水含Na2CO3:0.30.5g/l精、粗盐水中精、粗盐水中SO42-:6g/l化盐桶化盐桶化盐桶化盐桶及皮带及皮带及皮带及皮带道尔澄道尔澄道尔澄道尔澄清桶清桶清桶清桶膜过滤法简介利用微滤膜(膜孔径0.2-0.5微米)过滤盐水中的CaCO3、Mg(OH)2等杂质沉淀
9、。目前主要有戈尔膜、凯膜两种工艺技术。膜过滤后的盐水杂质含量可达到螯合树脂塔的工艺要求。蒸发岗位概述主要对象:主要对象:NaOHNaOH主要任务:烧碱溶液的浓缩主要任务:烧碱溶液的浓缩原理:原理:电解产生的电解产生的32%32%烧碱通过烧碱通过双效逆双效逆流降膜流降膜蒸发系统,采用蒸发系统,采用蒸汽蒸汽加热蒸发,加热蒸发,得到得到48%48%的烧碱。双效是指的烧碱。双效是指两次蒸发两次蒸发,逆流是指逆流是指蒸汽蒸汽和和物料物料采用逆流流程,降采用逆流流程,降膜指碱液在蒸发器中沿膜指碱液在蒸发器中沿管壁管壁呈膜状蒸发呈膜状蒸发。主要设备:蒸发器主要设备:蒸发器氢氧化钠的性质分子式:NaOH,分子
10、量:40。纯的无水氢氧化钠为白色不透明的固体,质脆易溶于水并放出大量的热,在空气中易潮解,且吸收CO2生成碳酸氢钠和碳酸钠。熔点:318.4,沸点:1390。相对密度(水=1)为2.12。氢氧化钠的水溶液为水白色或浅色不透明溶液,呈强碱性,有强烈的腐蚀性,它以灼伤的方式作用于人体组织,可溶解蛋白,形成碱性变性蛋白。对眼睛、皮肤有很强的腐蚀性作用。浓度越高、温度越高,腐蚀作用越强。化学性质:氢氧化钠是强碱,与酸发生剧烈反应,在潮湿空气中与锌、铝、锡、和铅金属生成可燃气体。与湿气或水接触可能产生热量。烧碱在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸
11、、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。蒸发简介蒸发分类:蒸发分类:常压蒸发、加压蒸发、减压蒸发常压蒸发、加压蒸发、减压蒸发单效蒸发、多效蒸发单效蒸发、多效蒸发间歇蒸发、连续蒸发间歇蒸发、连续蒸发蒸发操作的特点:蒸发操作的特点:溶液沸点升高溶液沸点升高物料的某些工艺特性随浓度和温度而改物料的某些工艺特性随浓度和温度而改变变能量利用与回收能量利用与回收流程方框图电解来电解来32%32%碱碱效蒸发器效蒸发器效分离器效分离器效碱泵效碱泵效效段换热器段换热
12、器效效段换热器段换热器效蒸发器效蒸发器效分离器效分离器效碱泵效碱泵48%成品冷却器成品冷却器48%碱槽碱槽表面冷凝器表面冷凝器真空泵真空泵效阻汽排液槽效阻汽排液槽蒸汽冷凝液槽蒸汽冷凝液槽送化盐送化盐生蒸汽生蒸汽效阻汽排液槽效阻汽排液槽冷凝液槽受槽冷凝液槽受槽工艺指标效温度:效温度:管程管程136145效温度:效温度:管程管程6580效分离器液位效分离器液位 视镜中部视镜中部效分离器液位效分离器液位 视镜中部视镜中部效真空度:效真空度:8590KPa(表压)(表压)48%碱出碱温度:碱出碱温度:405048%碱浓度:碱浓度:48.1%铁离子铁离子 4PPM工艺控制点监控两个温度(监控两个温度(I
13、效温度、效温度、48%出碱温度)、一个真空度出碱温度)、一个真空度(II效真空度)效真空度)监控效温度实际上监控48%的浓度,常压下温度低于136时出碱浓度就会低于48%,温度高于145出碱浓度就会偏高,影响产品质量、效益;同时容易造成碱换热器堵塞。控制48%成品碱温度在4050之间,可有效的降低碱中铁离子,提高出碱质量,延长管道使用寿命。如果温度高于50后48%出碱中铁离子会大幅升高,降低产品质量。同时会加快48%成品冷却器后管道腐蚀速率。温度过低可能导致碱结晶堵塞系统。烧碱浓度控制碱液的浓度主要是控制I效温度和出碱的比重,操作上要注意蒸汽加入量,II效真空度等方面因素的影响 48%烧碱温度
14、40对应比重1.4922kg/m3质量控制指标项目国家标准 Q/02 HJH018-2007 公司标准 优等品一等品合格品优等品一等品合格品48%烧碱浓度(%)48.048.048.048.148.148.1氯化钠含量(PPM)1002004005070100铁离子含量(PPM)577457碳酸钠含量(%)0.20.30.50.20.250.3黑点数(个)101010蒸发器介绍分类:循环型蒸发器:中央循环管式、悬筐式、外加热式、列文蒸发器、强制循环蒸发器。单程型蒸发器:升膜蒸发器、降膜蒸发器、升-降膜蒸发器、刮板薄膜蒸发器直接接触传热蒸发器升膜蒸发器:把预热到饱和温度的料液送入加热室的底部,料
15、液沿加热管上升时,其温度因加热而上升,到管长约为一半处开始汽化,汽化后的蒸汽集中在加热管的芯部,以较高的上升汽速,携带溶液溶液沿关闭呈膜状上升。降膜蒸发器:料液从顶部进入料液分布器,把料液均匀地分布到每根加热管中,并使其呈膜状沿管内壁往下流动,液膜受到从管壁传入的热量,就蒸发汽化。产生的蒸汽通常是与液膜并流往下。液化岗位概述主要对象:主要对象:ClCl2 2主要任务:氯气液化主要任务:氯气液化原理:通过氟里昂制冷将氯气降温到一原理:通过氟里昂制冷将氯气降温到一定的温度,使氯气冷凝为液态氯。定的温度,使氯气冷凝为液态氯。主要设备:液化器、(液化)冰机主要设备:液化器、(液化)冰机氯气的性质 分子
16、式:Cl2,分子量:71。黄绿色带有刺激性气味的气体,属有毒气体。相对密度(空气=1)2.48,相对密度(水=1)1.47,沸点-34.5,熔 点-101,饱 和 蒸 气 压506.62kPa(10.3);临界温度144,临界压力7.71MPa。本品略溶于水,易溶于碱液,遇水时有腐蚀性。氯气是一种有毒气体,它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,生成次氯酸和盐酸,对上呼吸道黏膜造成有害的影响:次氯酸使组织受到强烈的氧化;盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀,使呼吸道黏膜浮肿,大量分泌黏液,造成呼吸困难,所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽。症状重时,会发生肺水肿,使循环作用困难而致死亡。由食道
17、进入人体的氯气会使人恶心、呕吐、胸口疼痛和腹泻。氯气在生产区允许浓度1mg/m3气体液化的方法和原理液化:物质由气态转变为液态的过程液化的两种方法:降低温度和压缩体积气体液化的条件有两个:1把温度至少降低到氯气的临界温度,2增加压力,在临界温度时使气体液化所必需的最小压力称为该气体的临界压力。3临界温度以下,气体的饱和蒸汽压随温度降低而降低。流程方框图A区来CL2酸捕沫器原氯分配台液化器分离器液氯贮槽中间槽充装尾氯分配台到次钠到三合一冰机来R22排污槽R22回冰机到二合一到三合一事故碱池工艺指标Cl2系统:系统:原氯压力原氯压力 0.1300.135MPa液化效率液化效率 80%95%充装压力
18、充装压力 0.81.0MPa中间槽液位中间槽液位 50%70%冰机系统:冰机系统:吸气压力吸气压力 0.050.2MPa排气压力排气压力 1.45MPa油总管温度油总管温度 3055油压油压 大于排气压力大于排气压力0.150.35MPa(1#机组、机组、2#机组机组)大于排气压力大于排气压力0.100.30MPa(3#机组、机组、4#机组机组)油分离器油位油分离器油位 油分离器视镜油分离器视镜1/21/3排气温度排气温度 105液化效率液化效率=(液化的液氯量(液化的液氯量/进入液化系统的进入液化系统的总氯气量)总氯气量)100%。液化效率:确保尾气含氢在安全指标内,同时保证冰机有效做功。由
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