氯碱工业中的一种新工艺
氯碱工业生产新技术及未来发 展建议
我国氯碱工业从 20 世纪 30 年代起步，到现在近 80 年的发 展历程中，经过不 断 地 研 发 与 实 践，一 些 先 进 技 术 从 国 外 引 进， 加上国家相关政 策 支 持，至 今 已 经 取 得 了 较 为 显 著 的 发 展。 但 是，在经历了 2009 年最为严重的一次全球性的金融危机后，我 们仍要清醒地看 到，相 当 一 部 分 氯 碱 企 业 抗 市 场 风 险 的 能 力 仍 然有限，面对国内 市 场 疲 软、国 外 产 品 价 格 低 价 竞 争 的 局 面，降 低开工、控制生 产 成 本 成 为 渡 为 危 机 的 主 要 手 段。 仍 以 笔 者 所 在的中银电化为 例，氯 碱 行 业 的 发 展 主 要 面 临 以 下 几 个 方 面 的 问题。
1 氯碱行业主要产品的生产技术
1． 1 烧碱行业的生产技术
离子膜法和隔膜法是我国目前烧碱的主要生产方法。无论 是从技术先进性、工艺优越性还是产品质量、节约能源等方面来 讲，离子膜法均 优 于 隔 膜 法。部 分 采 用 隔 膜 法 生 产 烧 碱 的 企 业 在后期对隔 膜 电 解 进 行 了 技 术 改 选，能 耗 水 平 有 所 下 降［1 － 2］。 目前新建和拟建的烧碱生产项目，采用的都是离子膜生产工艺， 这对于整个氯碱行业的节能降耗、产品结构优化升级、提高市场
Key words： chlor － alkali industry； new technology； chlor － alkali balance； harmonious development
氯碱工业的 生 产 是 国 民 经 济 的 重 要 组 成 部 分，其 烧 碱、含 氯、含氢产品被广泛用于农业、石油化工、生物、环保、纺织、建材 等国民经济 命 脉 部 门，对 于 国 家 经 济 发 展 有 举 足 轻 重 的 作 用。 近几年，随着国内 经 济 快 速 发 展，氯 碱 行 业 产 品 的 产 量、质 量 得 到很大提高，各地新项目的建设、扩建呈上升趋势。但是应该看 到，在项目扩建和 新 建 过 程 中，仍 然 存 在 着 不 可 忽 视 的 问 题，这 些问题不理清，将 直 接 影 响 氯 碱 行 业 的 持 久 性 发 展。 本 文 结 合 在中银电化有限公司（ 以下称“中银电化”） 挂职的经历，将对氯 碱工业生产新技 术 及 存 在 问 题 进 行 逐 一 阐 述 ，并 对 氯 碱 工 业 未 来发展方向提出了自己的建议。
2022届高考化学二轮复习 化学反应原理 专练(5)化学反应原理中的电化学
（5）化学反应原理中的电化学1.氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出：回答下列有关问题：(1)电解池的阴极反应式为________．(2)通入空气的电极的电极反应式为________，燃料电池中阳离子的移动方向________(“从左向右”或“从右向左”)．(3)电解池中产生2 mol Cl 2，理论上燃料电池中消耗O 2的物质的量为________． (4)a 、b 、c 的大小关系为：________．2.新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等类型。
请回答下列问题： （1）2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的约翰·古迪纳夫等三位科学家。
如图所示为水溶液锂离子电池体系。
放电时，电池的负极是_______（填“a ”或“b ”），溶液中Li +从_______迁移（填“a 向b ”或“b 向a ”）。
（2）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。
电池总反应为()22442Pb s +PbO (s)2H SO (aq)2PbSO (s)2H O(l)++放电充电。
①放电时，正极的电极反应是_______，电解质溶液中硫酸的浓度_______（填“增大”“减小”或“不变”），当外电路通过0.5 mol e -时，理论上负极板的质量增加_______g 。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜（含Ag 、Pt 、Au 等杂质）的电解精炼。
如图所示，电解液c 选用_______溶液，A 电极的材料是_______，B 电极反应式是_______。
③用该蓄电池作电源，A 、B 为石墨电极，c 为氯化钠溶液，进行电解。
如图所示，则A 电极产生的气体是_______，B 电极附近溶液的pH_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
氯碱工业离子膜和电槽的进展
氯碱工业离子膜和电槽的进展氯碱工业离子膜和电槽的进展氯碱工业离子膜法已被公认为是一种带有方向性的氯碱生产新工艺，其特点是节能、优质、基本无污染，生产成本及投资均较低廉。
离子膜法技术的进展是离子膜从磺酸膜到羧酸膜及羧酸－磺酸复合膜，电槽从单极式到复极式，极间距进展到小极距或“零”极距。
1．离子交换膜的进展离子交换膜是氯碱工业膜法制碱的核心，目前应用于食盐水溶液电解的阳离子交换膜，根据其离子交换基团的不同，可分为全氟磺酸膜和全氟羧酸膜和全氟羧酸－磺酸复合膜。
美国杜邦（Dupont）公司于1938年起开始研制氟化学品，首先三制成功聚四氟乙烯，1960年研制成功耐氯碱的全氟磺酰氟（XR）树脂，并首次应于于燃料电池，之后又研制了Nafion系列膜，1975年Nafion－315膜被日本旭化成公司成功地用于延冈工厂生产烧碱，第一次实现了工业化离子膜法的氯碱生产。
Nafion－100、300、400系列适合生产低浓度烧碱，Nafion －300系列是一种增强复合离子膜，为了获得高电压率率，其阴极侧采用低吸水层，为了获得低电压，其阳极侧采用高吸水层，这种膜在生产稀碱时电耗较低；Nafion－400系列是一种物理耐久性较好的增强离子膜；Nafion－900系列在保持性能稳定而长期生产高浓度烧碱方面，兼有高电流效率和低电压的特点，Nafion－901膜可用来直接生产浓度为32％的碱液，电流效率接近96％；国际上认为Nafion－90209及Nafion－961运转效益尚好，新问世的NX－966膜，其机械性能比N－90209提高近一半，寿命较长且更安全，碱浓度为30％～35％时，NX－966的槽电压下降了150mV。
1976年日本旭化成公司用全氟羧酸膜取代了杜邦公司的全氟磺酸膜，接着又开发了羧酸－磺酸复合膜。
全氟羧酸膜具有很强的阻止OH透过的性能，在较广泛的烧碱浓度范围内（20％～40％）都可以超过90％的电流效率，并且碱浓度为20％～30％内有较低的槽电压，因而可以显著地节省电耗，然而全氟羧酸膜在酸性条件下会成为非异体。
氯碱工业制备烧碱化学方程式
氯碱工业制备烧碱化学方程式及工艺流程氯碱工业是现代化工行业的基石之一，其生产的烧碱是很多工业生产中不可或缺的化学品。
下面我们来看一下氯碱工业制备烧碱的化学方程式和工艺流程。
首先，氯碱工业制备烧碱的化学方程式为：2NaCl + 2H2O → Cl2↑ + H2↑ + 2NaOH。
这个方程式可以简单地说明，在氯化钠水溶液电解的过程中，氢离子在阳极反应，氢气和氧气同时生成，而氯离子在阴极反应，生成氢氧化钠溶液和氯气。
接下来是氯碱工业制备烧碱的工艺流程。
首先，将氯化钠溶解在水中制备成氯化钠水溶液。
然后，将氯化钠水溶液通入电解槽中，在阴极和阳极的作用下，生成氢氧化钠和氯气。
氯气通过冷凝、吸收和压缩等多道工艺流程得到制备成熔融氯。
最后，烧碱在分离、洗涤、脱色和蒸发等多道工艺流程中制备而成。
需要注意的是，氯碱工业制备烧碱的电解槽要选用耐高温、耐腐蚀的材料，如钢板、亚克力等。
此外，氯碱工业对能源和环境的要求也很高，需要对电能进行优化利用，同时要采用环保技术减少污染。
综上所述，氯碱工业制备烧碱的化学方程式和工艺流程需要科学合理地设计，以保障生产的稳定性和质量，同时注重环保和节能。
氯碱工艺流程
氯碱工艺流程氯碱工艺是生产氯碱化工产品的一种重要工艺，主要包括电解法和化学法两种。
下面是一个典型的氯碱工艺流程。
首先是氯碱电解法。
这是目前最常用的氯碱工艺，主要是通过电解盐水来制取氯气、氢气和氢氧化钠。
具体步骤如下：1. 盐水制备：将海水经过处理，除去杂质，使其达到制备盐水的要求。
待盐水处理好后，进入蓄盐池。
2. 预处理：将蓄盐池中的盐水送入预处理系统，通过过滤、絮凝、沉淀等工序，去除悬浮物、胶体物质、杂质等。
3. 进料：经过预处理的盐水进入电解槽。
4. 电解：在电解槽中，盐水被电解成氯气和氢气。
电解槽内有阳极和阴极，通过施加适当的电压，使得氯离子在阳极上失去电子转化为氯气，而水在阴极上还原为氢气。
5. 收集和分离：氯气和氢气经过收集系统，分别收集和储存。
而生成的碱液则通过电解槽底部的出口流出。
6. 碱液处理：产生的碱液进入碱液处理系统进行处理，通过回收、浓缩等工序，将其纯化并得到高纯度的氢氧化钠产品。
化学法是另一种氯碱工艺，主要是通过化学反应来制取氯气、氢气和氢氧化钠。
具体步骤如下：1. 盐酸生产：首先，将盐石和浓硫酸进行反应，生成盐酸气体。
2. 还原：将盐酸和金属在反应器中反应，产生氯气和相应的金属盐。
3. 加热分解：将金属盐加热分解，生成金属氧化物。
4. 中和：将金属氧化物与水反应，生成氢氧化钠。
5. 酸化：将氢氧化钠与酸反应，生成质量浓度较高的氢氧化钠溶液。
6. 浓缩和过滤：将氢氧化钠溶液进行浓缩，去除其中的杂质，并将其过滤。
7. 干燥和粉碎：将过滤后的氢氧化钠进行干燥，然后粉碎，最终得到氢氧化钠产品。
以上是一个典型的氯碱工艺流程，根据具体工厂的要求和生产条件，可能会有一些细节上的差异。
随着技术的不断进步和创新，氯碱工艺的流程也在不断优化，以提高生产效率和产品质量。
氯碱 工艺流程
氯碱工艺流程
氯碱工艺是指通过电解盐水或盐酸溶液制取氯气、氢气和氢氧化钠的过程。
氯碱工业是化工工业中的重要分支，广泛应用于化肥生产、食品加工、制药、纺织、造纸等领域。
下面是一个典型的氯碱工艺流程。
首先，盐水制备。
氯碱工艺的原料是食盐，通常用食盐和水按一定比例溶解得到盐水溶液，通常浓度在15-20%之间。
然后，盐水预处理。
盐水中常含有杂质如镁离子、硫酸根离子等，这些杂质会对电解过程产生负面影响，因此需要进行预处理。
预处理方法包括硫酸加入法、硫酸镁法、高锰酸钾法等。
接下来，电解。
盐水经过预处理后进入电解槽，电解槽是氯碱工艺的关键设备。
电解槽通常采用钢制容器，容器内分为阳极和阴极两部分，中间设有隔膜。
盐水进入阳极侧，经过电解产生氯气和氢气，同时在阴极侧产生氢氧化钠。
电解反应方程式如下：
2Cl- → Cl2↑ + 2e-
2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-
然后，氯气和氢气的分离。
电解槽产生的氯气和氢气需要通过分离装置分离开来。
氯气可以通过压力差等原理得到，而氢气则需经过压缩和纯化处理。
最后，氢氧化钠生产。
氢氧化钠是氯碱工艺的主要产品之一，是一种重要的化学原料。
电解槽生成的氢氧化钠溶液会经过过
滤、浓缩等处理，然后进行蒸发浓缩，最终得到固体氢氧化钠。
总之，氯碱工艺是通过电解盐水或盐酸溶液制取氯气、氢气和氢氧化钠的过程。
它是化工工业中的重要分支，具有广泛的应用价值。
通过盐水制备、盐水预处理、电解、氯气和氢气的分离以及氢氧化钠生产等步骤，可以实现氯碱工艺的有效运行。
氯碱工业 工艺流程
氯碱工业工艺流程氯碱工业是指以氯、氢、氧为原料生产氯气、氢气、氢氧化钠、氯化钠等产品的一类工业。
氯碱工业的主要工艺流程包括电解氯法和电解氢氧化钠法。
电解氯法是氯碱工业的主要生产方法之一。
首先，将氯化钠（NaCl）溶解在水中，得到氯化钠溶液。
然后，将氯化钠溶液导入电解槽中，电解槽中有一对电极，即阳极和阴极。
通电后，电解槽中的氯化钠溶液开始电解分解。
在电解过程中，阳极上发生氧化反应，生成氯气（Cl2），而阴极上发生还原反应，生成氢气（H2）。
氯气和氢气随着电解过程分别在阳极和阴极处收集。
同时，电解槽中的溶液中的氯化钠逐渐消耗，再生成氢氧化钠（NaOH）。
在阳极处，氧化反应使得氯离子（Cl-）失去电子，变为氯气。
在阴极处，还原反应使得水中的氢离子（H+）接受电子，变为氢气。
氯气和氢气采集后可分别用于制取消毒剂和化学原料。
电解氢氧化钠法是氯碱工业的另一种常用生产方法。
首先，将氯化钠溶解在水中，得到氯化钠溶液。
然后，将氯化钠溶液导入电解槽中，电解槽中有一对电极，即阳极和阴极。
通电后，电解槽中的氯化钠溶液开始电解分解。
在电解过程中，阳极上发生氧化反应，生成氯气（Cl2），而阴极上发生还原反应，生成氢气（H2）。
氯气和氢气随着电解过程分别在阳极和阴极处收集。
与电解氯法不同的是，电解氢氧化钠法在电解槽的中间还额外放入一个隔膜，用于分隔阳极和阴极两侧的溶液。
隔膜的作用是阻止氯离子和氢氧化钠生成的氢氧根离子（OH-）相遇，从而使得电解槽的阳极侧为氯气，阴极侧为氢气。
电解槽中的溶液在电解过程中逐渐消耗，生成氢氧化钠（NaOH）。
氯气和氢气采集后可分别用于制取消毒剂和化学原料。
总结来说，氯碱工业的工艺流程主要包括电解氯法和电解氢氧化钠法。
通过这两种工艺，可以生产出氯气、氢气、氢氧化钠等多种产品，广泛应用于化工、制药、环保等领域。
氯碱工业中离子交换膜法工艺流程
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