氯碱的生产技术设计课件
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化工现代氯碱生产技术课件16
济源职业技术学院
现代氯碱生产技术
项目六 固碱生产
任务二Βιβλιοθήκη 间歇法锅式蒸煮固碱生产原理 工艺流程 影响产品质量的因素 正常操作要点 主要生产设备
1
生产原理
大锅熬制固碱是用直接火加热脱水，在熬制过程中加入氧化
剂和还原剂去除杂质，制得熔融固碱的过程。熬制固碱的设备
，一般采用特制的铸铁锅。 杂质怎样产生的？ 为了除去杂质离子，得到纯净白色的氧氧化钠的结晶，在 熬制后期，停火后，还要加入硫黄，使其与杂质铁、锰等离子
调色：在熬碱过程中，根据碱液的温度和颜色，加入 一定量的氧化剂和还原剂的过程称为“调色”。 在生产中加硫的碱温度一般控制在420-440℃左右。
硫的加入 时间和加入温度都需要控制。
２
工艺流程
1-浓碱高位槽； 2-预热锅； 3-熬碱锅； 4-碱液下泵； 5-排气 筒； 6-烟道；7-碱流出槽； 8-固碱桶； 9-锅底贮槽；10-阻火器； 11-氢气水封；12-重油贮罐； 13-油过滤器； 14-油泵； 15-油预热 器； 16-锅底碱泵
反应形成沉淀、再经降温、沉降、沉淀于锅底，上部熔融碱经
包装即得成品固碱。
总结工艺原理
碱液在熬制过程中既有物理过程，又有化学反应过程。
前者是碱液中的水蒸发，碱液浓缩的过程（通常碱液在固 碱锅内受到锅下直接火的加热，达到沸点，常压蒸发。碱 液中的水分被蒸发，碱液浓度升高，碱液温度也不断升 高）。后者是去除微量杂质，使其形成沉淀的过程。
1.制固碱的熬煮锅的碱液中，铁、锰等杂质的来源：来自碱 液还是铸铁锅？ 2.间歇锅式蒸煮固碱的生产原理？（化学变化 物理变化） 3.6NaOH+4S=2Na2S+Na2S2O3+2H2O 4.锅式蒸煮固碱生产过程的两个阶段：：第一阶段液碱在预 热锅内利用烟道气余热进行预热；第二阶段在熬碱锅内进行 蒸发脱水、熔融和澄清。 5. 离子膜固碱的种类： 6.片碱机的结构 7.在大锅熬碱工艺中,加入硫磺的目的是将碱液中的六价锰 还原成颗粒较大的且不溶于碱的四价锰。 8.在碱锅熬制固碱的过程中，澄清目的： 9.降膜浓缩器所用熔盐的组成： 10.碱液在升膜蒸发器内的六个区域： 11.原料液处理的原因及方法 12. 认识熔盐炉结构
现代氯碱生产技术
项目六 固碱生产
任务二Βιβλιοθήκη 间歇法锅式蒸煮固碱生产原理 工艺流程 影响产品质量的因素 正常操作要点 主要生产设备
1
生产原理
大锅熬制固碱是用直接火加热脱水，在熬制过程中加入氧化
剂和还原剂去除杂质，制得熔融固碱的过程。熬制固碱的设备
，一般采用特制的铸铁锅。 杂质怎样产生的？ 为了除去杂质离子，得到纯净白色的氧氧化钠的结晶，在 熬制后期，停火后，还要加入硫黄，使其与杂质铁、锰等离子
调色：在熬碱过程中，根据碱液的温度和颜色，加入 一定量的氧化剂和还原剂的过程称为“调色”。 在生产中加硫的碱温度一般控制在420-440℃左右。
硫的加入 时间和加入温度都需要控制。
２
工艺流程
1-浓碱高位槽； 2-预热锅； 3-熬碱锅； 4-碱液下泵； 5-排气 筒； 6-烟道；7-碱流出槽； 8-固碱桶； 9-锅底贮槽；10-阻火器； 11-氢气水封；12-重油贮罐； 13-油过滤器； 14-油泵； 15-油预热 器； 16-锅底碱泵
反应形成沉淀、再经降温、沉降、沉淀于锅底，上部熔融碱经
包装即得成品固碱。
总结工艺原理
碱液在熬制过程中既有物理过程，又有化学反应过程。
前者是碱液中的水蒸发，碱液浓缩的过程（通常碱液在固 碱锅内受到锅下直接火的加热，达到沸点，常压蒸发。碱 液中的水分被蒸发，碱液浓度升高，碱液温度也不断升 高）。后者是去除微量杂质，使其形成沉淀的过程。
1.制固碱的熬煮锅的碱液中，铁、锰等杂质的来源：来自碱 液还是铸铁锅？ 2.间歇锅式蒸煮固碱的生产原理？（化学变化 物理变化） 3.6NaOH+4S=2Na2S+Na2S2O3+2H2O 4.锅式蒸煮固碱生产过程的两个阶段：：第一阶段液碱在预 热锅内利用烟道气余热进行预热；第二阶段在熬碱锅内进行 蒸发脱水、熔融和澄清。 5. 离子膜固碱的种类： 6.片碱机的结构 7.在大锅熬碱工艺中,加入硫磺的目的是将碱液中的六价锰 还原成颗粒较大的且不溶于碱的四价锰。 8.在碱锅熬制固碱的过程中，澄清目的： 9.降膜浓缩器所用熔盐的组成： 10.碱液在升膜蒸发器内的六个区域： 11.原料液处理的原因及方法 12. 认识熔盐炉结构
氯碱工艺(PPT)
2Fe+3Cl2 点燃 2FeCl3(棕色的烟) 在有水存在时，金属氯化物会水解生成盐酸，加速管道腐蚀，所以氯气在干燥
之前不能使用铁质材料。
（3）氯气与氢气反应
氢气在氯气中燃烧或受到光照生成氯化氢气体
（4）氯气与碱溶液反应
Cl2＋2NaOH
NaCl＋NaClO＋H2O
前言
3. 氯气 用途：主要下游产品
在无水的条件下，电石在氢气流中加热至2200℃以上时，有相当量的 乙炔和金属钙生成(CaC2+H2=Ca+C2H2)。干燥的氧气在高温下氧化碳化钙而 生成碳酸钙(CaC2+O2=CaCO3+CO)。粉状电石与氮气在加热条件下反应生成 氰氨化钙（CaC2+N2=CaCN2+C）。除此之外，氯、溴、硫、氨、磷、氯化氢 和乙醇等等物质在一定条件下均能与电石发生化学反应，生成相应的化学 物质。
前言
3. 氯气
分子式：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。
氯碱生产安全技术教材(PPT 75张)
立即咳嗽 强烈刺激现象 鼻、眼刺激，呼吸及脉搏加速 有明显不适、但尚可工作 眼及上呼吸道不适，恶心、头痛 可以工作 呼吸变慢 鼻咽刺激感 无刺激作用 可以识别气味 感觉到气味
13、气瓶事故
气瓶属于移动式压力容器，不论充装是永久气体、液化气体、溶 解气体，一旦逸出瓶外，极易扩散。 （1）受热、超装引起爆裂或爆炸 气瓶超过使用期限或材质不良，充装气体的气瓶，即使不超过设计
浓度（mg/m3 ） （ppm） 3000（1000）
5、隔膜电解槽的隔膜是由石棉纤维配制浆液经真空吸附在阴极网
上，生产过程中产生的氯气中会含有一定量的氢气，氯气与氢气 混合在一定比例时会发生爆炸，氯气与氢气的爆炸极限为5%87.5%（体积比），因此对氯气中的氢含量要严格加以控制。隔膜 电解槽工艺指标规定氯气中的氢含量单槽小于1%，氯气总管小于 0.4%。 6、各反应单元，各种物料的配比、流量、加料速度和物料规格，
氨的健康危害
氨（NH3）为常温常压下具有特殊刺激性臭味的气体，加压时易 被液化为无色液体。分子量17.032，凝点-77.7℃，沸点-33.5℃， 气体相对密度（空气=1）为0. 6，液体的相对密度（水=1）为 0.821（-79℃）。易溶于水，其水溶液即为氨水，含氢氧化铵和 氨，呈弱碱性。与空气混合爆炸极限为15.7~27.4%。
聚氯乙烯树脂
生产过程中存在的主要危险、危害
1、电解生产中需要使用大量电力由交流电整流为直流电，通过电
解槽使氯化钠水溶液电解生产氯、氢和氢氧化钠。在生产过程中 发生突然停电将会使电解生产系统工况突然变化，如果处理不当 ，轻则发生氯气逸出引起人员中毒，重则会有可能发生爆炸事故。
2、电解生产中使用的氯化钠水溶液中含的胺、铵离子，在电解过 程会与氯发生反应生成三氯化氮随着氯气带出，在液氯生产中液 化在液氯之中。三氯化氮是一种危险的爆炸物质，由于液氯在使 用中的汽化过程，剩余液氯中的三氯化氮含量比例上升，如果达 到一定数量就会发生爆炸。
13、气瓶事故
气瓶属于移动式压力容器，不论充装是永久气体、液化气体、溶 解气体，一旦逸出瓶外，极易扩散。 （1）受热、超装引起爆裂或爆炸 气瓶超过使用期限或材质不良，充装气体的气瓶，即使不超过设计
浓度（mg/m3 ） （ppm） 3000（1000）
5、隔膜电解槽的隔膜是由石棉纤维配制浆液经真空吸附在阴极网
上，生产过程中产生的氯气中会含有一定量的氢气，氯气与氢气 混合在一定比例时会发生爆炸，氯气与氢气的爆炸极限为5%87.5%（体积比），因此对氯气中的氢含量要严格加以控制。隔膜 电解槽工艺指标规定氯气中的氢含量单槽小于1%，氯气总管小于 0.4%。 6、各反应单元，各种物料的配比、流量、加料速度和物料规格，
氨的健康危害
氨（NH3）为常温常压下具有特殊刺激性臭味的气体，加压时易 被液化为无色液体。分子量17.032，凝点-77.7℃，沸点-33.5℃， 气体相对密度（空气=1）为0. 6，液体的相对密度（水=1）为 0.821（-79℃）。易溶于水，其水溶液即为氨水，含氢氧化铵和 氨，呈弱碱性。与空气混合爆炸极限为15.7~27.4%。
聚氯乙烯树脂
生产过程中存在的主要危险、危害
1、电解生产中需要使用大量电力由交流电整流为直流电，通过电
解槽使氯化钠水溶液电解生产氯、氢和氢氧化钠。在生产过程中 发生突然停电将会使电解生产系统工况突然变化，如果处理不当 ，轻则发生氯气逸出引起人员中毒，重则会有可能发生爆炸事故。
2、电解生产中使用的氯化钠水溶液中含的胺、铵离子，在电解过 程会与氯发生反应生成三氯化氮随着氯气带出，在液氯生产中液 化在液氯之中。三氯化氮是一种危险的爆炸物质，由于液氯在使 用中的汽化过程，剩余液氯中的三氯化氮含量比例上升，如果达 到一定数量就会发生爆炸。
化工现代氯碱生产技术15PPT课件
沸点：1388℃（100%NaOH 760mmHg）
熔融热：669132.21 KJ/mol
化学性质
具有碱的一切通性，腐蚀性极强。
1.与有机酸、无机酸反应. 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O 2.与酸性气体反应. 2NaOH +SO2 = Na2SO3 + H2O 3.与金属盐反应. 2NaOH +MgSO4 =Mg(OH)2 ↓+ Na2SO4 4.与两性氢氧化物的反应。 3NaOH +Al（OH）3= Na2AlO3 + 3H2O
现代氯碱生产技术
项目六 固碱生产
任务一 固碱生产初探
❖固碱的性质 ❖固碱的储存 ❖固碱的主要生产方法 ❖固碱的种类
1 固碱的性质
❖物理性质 ❖化学性质
物理性质
➢液体和固体两种形式 ➢固体烧碱分片状、块状、粒状
分 子 式：NaOH
分子量：39.997
固体比重：2.130（20℃）
熔点或凝固点： 318℃来自２固碱的贮存方法
固体氢氧化钠的吸湿性很强，放置在空气中能吸收 大气中的水分而溶解，这种现象称为潮解。另外，它还 能吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠： 2NaOH + CO2 =Na2CO3 + H2O
因此，固体氢氧化钠必须贮存在密闭的铁罐或塑料 的包装容器中。
3
固碱的主要生产方法
➢间歇法锅式蒸煮：采用铸铁锅，直接用火加热蒸煮 液碱和熬制固碱。 ➢连续法膜式蒸发：采用膜式蒸发原理，通常是将浓 度为45%(wt)左右的液碱先在升膜蒸发器内予浓缩到 60%，然后再经降膜蒸发器浓缩制成熔融碱。
氯碱生产ppt实用资料
①加入稍过量BaCl2溶液 ②加入稍过量的NaOH溶液
其中①、②顺序可以交换。
③加入稍过量的Na2CO3溶液 ④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、 BaCO3及泥沙等）； ⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，调节溶液的 pH）； ⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等 离子）。
法拉第电解定律
1、法拉第电解第一定律：
电解时在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过 的电量成正比。
2、法拉第电解第二定律：
在电解时，电极上每通过96500库仑的电量就会有1mol 电子发生转移，产生1/Zmol（Z是电极上放电离子得失 的电子数）电解产物。
F=NA·Qe=6.023×1023×1.602×10-19
电解时在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过的电量成正比。
氯碱生产的核心
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
对电解槽结构进行优化设计，合理选用电极和隔膜材料， 是电解生产的核心。
⑴电极材料：阳极：石墨，阴极：铁棒
⑵石棉隔膜：能阻止气体通过，不能阻止分子离子通过
⑶离子交换膜：分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，分别 只允许阳离子通过和阴离子通过。
阳离子交换膜法电解
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
精制过程发生反应的离子方程式为
，
H2 O 阅读全文，回答以下问题
电解时在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过的电量成正比。 ⑸脱盐工序中利用NaoH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、 （填写操作名称）除去NaCl。
2
阴极室：添加纯水（加一定量的NaOH溶液）
其中①、②顺序可以交换。
③加入稍过量的Na2CO3溶液 ④过滤（除去Mg(OH)2、Fe(OH)3、BaSO4、CaCO3、 BaCO3及泥沙等）； ⑤在滤液中加适量盐酸（除去过量的CO32—，调节溶液的 pH）； ⑥通过阳离子交换树脂（除去残留的微量Ca2+、Mg2+等 离子）。
法拉第电解定律
1、法拉第电解第一定律：
电解时在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过 的电量成正比。
2、法拉第电解第二定律：
在电解时，电极上每通过96500库仑的电量就会有1mol 电子发生转移，产生1/Zmol（Z是电极上放电离子得失 的电子数）电解产物。
F=NA·Qe=6.023×1023×1.602×10-19
电解时在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过的电量成正比。
氯碱生产的核心
2NaCl+2H2O
2NaOH+Cl2↑+H2↑
对电解槽结构进行优化设计，合理选用电极和隔膜材料， 是电解生产的核心。
⑴电极材料：阳极：石墨，阴极：铁棒
⑵石棉隔膜：能阻止气体通过，不能阻止分子离子通过
⑶离子交换膜：分为阳离子交换膜和阴离子交换膜，分别 只允许阳离子通过和阴离子通过。
阳离子交换膜法电解
阳离子交换膜：只允许阳离子通过，把电解槽隔成阴极室和阳极室。
精制过程发生反应的离子方程式为
，
H2 O 阅读全文，回答以下问题
电解时在电极上析出（或溶解）的物质的物质的量跟通过的电量成正比。 ⑸脱盐工序中利用NaoH和NaCl在溶解度上的差异，通过 、 （填写操作名称）除去NaCl。
2
阴极室：添加纯水（加一定量的NaOH溶液）
氯碱生产工艺(PPT)
高纯酸 洗涤冷却
氯气 洗涤干燥
液氯冰机
Ⅰ 、Ⅱ效蒸发
48碱 Ⅲ效蒸发 片碱
二合一炉
液氯
精乙炔气
工
脱
业水
酸、
合
成
、
净
降 膜
化
吸
收
器
氯化氢
次钠
粗VC气
精馏
粗VC气
冷凝
VCM
汽
提
聚合
回
收 浆料
干燥
PVC
电石工艺——炭材干燥
岗位任务：将含水较高的焦炭、兰炭送入干燥机，
与沸腾炉来的热风换热，除去焦材中的水份，再通过 筛分入仓供后工段使用。
肥皂洗涤剂 农药 医药
涂料香料
建材家具
汽车零件
防冻液
涂料
油墨
电缆护套 橡胶弹性体
前言
4. 氢气
分子式：H2，分子量：2。 无色无臭气体。工业用本品纯度：工业≥98.0%，高纯≥99.999%。熔点： -259.2℃，沸点：-252.8℃，饱和蒸气压：13.3kPa（-257.9℃）。 化学性质：氢气是可燃性气体，与空气或氯气均可形成易燃和易爆的混合 物，其与空气混合爆炸极限为4.1%～74.1%（体积%）；与氯气混合的爆炸极限 为5～87.5% （体积%）；氢氧混合物中，氢的爆炸极限为4.5～95%（体积%）。 用途：石油精炼、电子、食品、化工生产、航天等行业
前言
5. 乙炔
分子式：C2H2，分子量：26。 纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。而电石制的乙炔因混有硫化氢、磷 化 氢 、 砷 化 氢 , 而 带 有 特 殊 的 臭 味 。 乙 炔 的 沸 点 ： -83.6 ℃ ， 熔 点 （118.656kPa）：-80.8℃ 。
氯碱的生产技术设计课件(PPT 31页)
• （二）停车程序 • （1）接到停车指令后，联系相关工序和部门，关闭氢气
自动脱水液封桶阀门，缓慢降低氯气、氢气进炉量。降低 吸收水量和喷射泵抽力，但要保证炉内生产处于微负压状 态，且火焰维持青白色。
化工生产技术
• （2）待炉内氯气、氢气处于最小流量时，迅速关闭氯气、 氢气进炉阀和调节阀，确定炉内火焰已熄灭后，切断吸收 水，并报值班室和调度室，以及有关工序。
化工生产技术
化工生产技术
一、盐酸的生产原理 1、生产原理: H2+Cl2→2HCl 2、特点: （1）反应在低温、常压和无光照下非常缓慢 （2）反应在高温下迅速反应，放出大量热，温度过 高，会引起爆炸。 （3）应很好地控制反应过程，否则易引起爆炸。 （4）反应过程放热量很高，必须及时移走热量。 （5）高温对氯化氢气体的吸收不利，在吸收前应该 用水冷却气体。
加入量在0.005%左右。 3、氯氢的分子比：一般在1:1.05-1:1.10，即氢气过量，
但不超过10%，否则易造成爆炸危险。
三、盐酸的生产流程
化工生产技术
化工生产技术
四、盐酸生产的主要设备 1、二合一石墨炉：合成与冷却为一体。 2、三合一石墨炉：合成、冷却、吸收为一体。 3、主要设备：三合一合成炉。
化工生产技术
五、盐酸生产的主要操作技能
（一）开车程序 • （1）接到开车指令后检查盘动清水泵，并视检查情况加
注机油。打开喷射泵阀门启动清水泵，调节相关阀门对系 统抽负压。 • （2）检查生产系统仪表是否完好。 • （3）打开工业水总阀,并调节各冷却器的冷却水量,检查管 线、设备、阀门、防爆膜等是否完好。有无跑、冒、滴、 漏、浸。检查完毕，符合开车条件并确认后报值班室和调 度室。
2、简述苯乙烯对环境的影响过程。
自动脱水液封桶阀门，缓慢降低氯气、氢气进炉量。降低 吸收水量和喷射泵抽力，但要保证炉内生产处于微负压状 态，且火焰维持青白色。
化工生产技术
• （2）待炉内氯气、氢气处于最小流量时，迅速关闭氯气、 氢气进炉阀和调节阀，确定炉内火焰已熄灭后，切断吸收 水，并报值班室和调度室，以及有关工序。
化工生产技术
化工生产技术
一、盐酸的生产原理 1、生产原理: H2+Cl2→2HCl 2、特点: （1）反应在低温、常压和无光照下非常缓慢 （2）反应在高温下迅速反应，放出大量热，温度过 高，会引起爆炸。 （3）应很好地控制反应过程，否则易引起爆炸。 （4）反应过程放热量很高，必须及时移走热量。 （5）高温对氯化氢气体的吸收不利，在吸收前应该 用水冷却气体。
加入量在0.005%左右。 3、氯氢的分子比：一般在1:1.05-1:1.10，即氢气过量，
但不超过10%，否则易造成爆炸危险。
三、盐酸的生产流程
化工生产技术
化工生产技术
四、盐酸生产的主要设备 1、二合一石墨炉：合成与冷却为一体。 2、三合一石墨炉：合成、冷却、吸收为一体。 3、主要设备：三合一合成炉。
化工生产技术
五、盐酸生产的主要操作技能
（一）开车程序 • （1）接到开车指令后检查盘动清水泵，并视检查情况加
注机油。打开喷射泵阀门启动清水泵，调节相关阀门对系 统抽负压。 • （2）检查生产系统仪表是否完好。 • （3）打开工业水总阀,并调节各冷却器的冷却水量,检查管 线、设备、阀门、防爆膜等是否完好。有无跑、冒、滴、 漏、浸。检查完毕，符合开车条件并确认后报值班室和调 度室。
2、简述苯乙烯对环境的影响过程。
氯碱生产技术
• 氯气的用途非常广泛，最早用于制造漂白粉，以后又扩展到一 系列无机氯产品，其中主要有液氯、盐酸及漂粉精、次氯酸钠 等漂白消毒系列产品。 氯气曾大量用于制造有机氯农药，如六六六、DDT、多 氯联苯等，后来人们发现它们会造成严重的环境污染并在生物 体内残留，因此已停止生产和使用。但氯仍是生产某些高效低 毒的农药如速来威、含氯菊酯等的原料。 有机合成方面，氯有更广泛和更大量的用途。其中用量最 大的是生产聚氯乙烯(PVC)树脂。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的世 界第二大塑料品种，生产1 t聚氯乙烯树脂约需氯0.6 t。氯还用 于生产含氯溶剂、环氧树脂、泡沫塑料、氯丁橡胶、氟氯烃等。
• 电解时，根据电流强度、通电时间及运行电槽数和电化当量，可以 计算出该物质在电极上的理论产量。
法拉第
Michael Faraday 1791-1867
迈克尔·法拉第是给19 世纪的科学打上深刻印记 的大科学家.1791年9月22 日出生在英国的萨利。
迈克尔·法拉第是给19世纪的科学打上深刻印记的大科学 家.法拉第1791年9月22日出生在英国的萨利，父亲詹姆斯·法 拉第是一位手工工人，母亲照顾家务。由于家境贫寒，法拉第 童年时生活很清苦，他父亲也因过度劳累，身体极为衰弱。法 拉第从未没有进过学校，他识字是自学的, 从11岁当报童，一 直当到16岁。他觉得卖报这个差事对他很合适，因为在闲暇时 可以看各种报纸，学习知识，看完的报还可以卖掉。卖报5年， 他走遍了英国几个城市的大街小巷。这种工作，虽地位低下， 但也能锻炼人。几年的卖报生涯，使法拉第阅历很广，有胆有 识，十分机警。
离子交换膜法
• 选用具有选择透过性的阳离 子交换膜将阳极室和阴极室 隔开。在阳极上和阴极上发 生的反应与一般隔膜法电解 相同。Na+在电场的作用下 伴随水分子透过离子交换膜 移向阴极室，但不允许Cl透过。
• 电解时，根据电流强度、通电时间及运行电槽数和电化当量，可以 计算出该物质在电极上的理论产量。
法拉第
Michael Faraday 1791-1867
迈克尔·法拉第是给19 世纪的科学打上深刻印记 的大科学家.1791年9月22 日出生在英国的萨利。
迈克尔·法拉第是给19世纪的科学打上深刻印记的大科学 家.法拉第1791年9月22日出生在英国的萨利，父亲詹姆斯·法 拉第是一位手工工人，母亲照顾家务。由于家境贫寒，法拉第 童年时生活很清苦，他父亲也因过度劳累，身体极为衰弱。法 拉第从未没有进过学校，他识字是自学的, 从11岁当报童，一 直当到16岁。他觉得卖报这个差事对他很合适，因为在闲暇时 可以看各种报纸，学习知识，看完的报还可以卖掉。卖报5年， 他走遍了英国几个城市的大街小巷。这种工作，虽地位低下， 但也能锻炼人。几年的卖报生涯，使法拉第阅历很广，有胆有 识，十分机警。
离子交换膜法
• 选用具有选择透过性的阳离 子交换膜将阳极室和阴极室 隔开。在阳极上和阴极上发 生的反应与一般隔膜法电解 相同。Na+在电场的作用下 伴随水分子透过离子交换膜 移向阴极室，但不允许Cl透过。
化工生产技术课件项目十氯碱的生产
氯碱工业发展概况氯碱工业生产方法离子膜法生产原理工艺条件的确定氯碱的生产设备氯碱生产工艺目录CONTENTS任务一氯碱工业概貌%%%小%%01氯碱工业发展概况用电解饱和食盐水的方法制取NaOH、CL以H2,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业称为氯碱工业。
氯碱工业是基本原材料工业，其产品主要是烧碱、氯气、氢气，下游产品可达900多种，广泛应用于轻工、纺织、化工、农业、建材、国防等国民经济各个部门，是国民经济发展与人民生活衣食住行不可或缺的重要基本化工原料。
中国氯碱产品有漂白消毒剂系列、环氧化合物、甲烷氯化物、氯化聚合物、光气系列、氯代芳煌系列、氯乙辉系列以及精细化学品等十余个大系列，其中聚氯乙熔、甲烷氯化物、环氧氯丙烷、环氧丙烷、MDI/TDI等产能规模较大。
氯碱生产工艺（二）离子膜法生产工艺流程L单极槽离子膜电解工艺流程INa2s|原盐>出7反图11-5旭硝子单级槽离子膜电解工艺流程T废c->——QTNaOH>1-饱和槽；2-反应罐；3-澄清槽;4-过滤器；5-树脂塔；6-电解槽；7-脱氯塔纯水|氯碱生产工艺（二）离子膜法生产工艺流程2.自然循环旭化成复极槽离子膜电解工艺流程1原盐（废CL ——CL>9~I_4W>-7也〉L^NaOH〉J30%1-饱和塔；2-反应器；3-沉降器;4-盐水槽;5-盐水过滤器；6-过滤后盐水槽；7-螯合树脂;8-阳极液循环槽；9-电解槽；10-阳极液气液分离器；11-阴极液循环槽；12-阴极液器分离器；13-脱氯塔；14-亚硫酸钠槽氯碱生产工艺（二）离子膜法生产工艺流程3.强制循环复极槽离子膜电解工艺流程。
第5章氯碱生产技术
第五章 氯碱生产技术第一节 概 述一、氯碱工业及产品的性质、规格和用途氯碱工业是基本化学工业之一，它的产品烧碱和氯气在国民经济中占有重要地位，广泛用于造纸、纺织、肥皂、炼铅、石油、合成纤维、橡胶等工业部门。
二、氯碱的生产方法氯碱工业的核心是电解，电解方法有隔膜法，水银法、离子交换膜法。
隔膜法是在电解槽阴极室与阴极室之间设有多孔渗透性的隔层，它能阻止阳极产物与阴极产物混合，但不妨碍阴、阳离子的自由迁移。
隔膜法所采用的阳极是石墨阳极或金属阳极，阴极材料为铁，隔膜常用石棉或石棉掺入氟树脂的改良性石棉隔膜。
在阳极是引出氯气，阴极室引出氢气和含食盐的烧碱溶液。
汞。
在阳极上析出氯，在阴极上Na +放电与汞生成钠汞齐。
将钠汞齐从电解室引入解汞室分解知识目标●掌握离子膜法电解食盐水溶液的基本原理及离子膜法的生产工艺流程● 理解理论分解电压及槽电压、电压效率和电流效率等概念。
● 了解氯碱工业及产品用途及腐蚀性物料的储运与防护。
能力目标● 能够进行烧碱生产工艺条件的分析、判断和选择。
● 阅读和绘制烧碱生产工艺流程图并与水生成氢气和烧碱。
生成的汞送回电解室循环利用。
该法特点是烧碱浓度高、质量好、生产成本低，曾获得广泛应用；缺点是汞对环境的污染，现已趋于淘汰，我国于1999年淘汰此法。
离子交换膜法是选用具有选择透过性的阳离子交换膜将阳极室和阴极室隔开。
在阳极上和阴极上发生的反应与一般隔膜法电解相同。
Na+在电场的作用下伴随水分子透过离子交换膜移向阴极室，但不允许Cl-透过。
因此，在阳极室得到纯度较高的烧碱溶液。
离子交换膜电解法的优点是：膜具有选择透过性，只允许正离子通过；电解液浓度高，目前电解液中烧碱含量32%~35%左右；产品质量好不含石棉等其他杂质，浓缩至50%的离子膜烧碱，其氯化钠含量仍小于5.0×10-5；电流效率高，即使在较大的电流密度下，也能保持低电耗。
现代氯碱工业中此方法的应用日益普及。
美国离子膜法生产能力已达80%以上；日本已达100%。
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化工生产技术
项目六：氯碱的生产技 术设计
6-4:盐酸的生产过程设计
上一次任务回顾
化工生产技术
1、碱液蒸发的目的是什么？ 2、碱液蒸发操作的基本要求是什么？ 3、碱液蒸发的形式有哪几种？ 4、电解产物中氢气如何处理？
任务描述
化工生产技术
莱芜市向阳化工有限公司接到盐酸产品的生产订单，厂部要求车 间尽快生产合格产品。技术组决定由技术主管（教师）带领技术开发 小组（学生是开发小组成员）完成产品的生产。
加入量在0.005%左右。 3、氯氢的分子比：一般在1:1.05-1:1.10，即氢气过量，
但不超过10%，否则易造成爆炸危险。
三、盐酸的生产流程
化工生产技术
化工生产技术
四、盐酸生产的主要设备 1、二合一石墨炉：合成与冷却为一体。 2、三合一石墨炉：合成、冷却、吸收为一体。 3、主要设备：三合一合成炉。
3、盐酸的生产规格
化工生产技术
化工生产技术
化工生产技术
化工生产技术
4、盐酸的生产方法 （1）盐酸的合成方法：直接合成； 间接法：由无机盐等所得的副产品。 （2）盐酸的吸收方法：冷却吸收和绝热吸收 直接合成法采用绝热吸收
化工生产技术
二、盐酸生产的工艺条件
1、温度：400-450℃ 2、水分：少量的水分加入可促进盐酸的合成，一般
（三）不正常因素及处理方法
现象Leabharlann 原因处理方法火焰黄绿转红、跳动频繁 氯气过量
关小进氯阀
尾气黄绿、发臭
氯气过量
关小进氯阀
火焰颜色呈青白色、但无 氢气过量 力萎缩
• （6）把氢气自动脱水液封桶注水、并把脱水管封住。检 查冷凝酸管是否液封，且液面符合要求，调节喷射泵流量 使系统负压合格,同时准备好点火工具。
化工生产技术
• （7）待氢气、氯气分析合格后，调节好氢气点火流量。 打开氯气进炉总阀联系相关工序和部门准备点火开车。
• （8）点燃氢气后，对准合成炉氢气进口管，插入合成炉， 上好螺栓。微开启吸收水，加入吸收水。同时微开启氯气 进炉调节阀通入氯气，使氯气在氢气中燃烧且火焰变成青 白色后上好合成炉视镜。并报相关部门和工序。
• （9）根据指令缓慢加大氯气、氢气流量，加大吸收水量， 同时调节喷射泵抽力，使生产系统处于微负压且火焰始终 处于青白色。
化工生产技术
• （10）生产系统处于正常状态后，对全生产系统的设备、 机泵、仪表及其管线进行巡检，确保生产运行稳定。
• （11）通知化验室取样分析，并根据分析数据调整氢气、 氯气或吸收水流量，直至生产出合格成品酸。
• （二）停车程序 • （1）接到停车指令后，联系相关工序和部门，关闭氢气
自动脱水液封桶阀门，缓慢降低氯气、氢气进炉量。降低 吸收水量和喷射泵抽力，但要保证炉内生产处于微负压状 态，且火焰维持青白色。
化工生产技术
• （2）待炉内氯气、氢气处于最小流量时，迅速关闭氯气、 氢气进炉阀和调节阀，确定炉内火焰已熄灭后，切断吸收 水，并报值班室和调度室，以及有关工序。
化工生产技术
• 4）联系氢处理工序对本工序送氢气，并活动进炉氢气、 氯气调节阀。
• （5）打开氢气缓冲罐、阻火器进口阀，微开启进炉氢气 阀排空置换系统。排除氢气系统积水，并通知化验室分析， 同时打开Cl2缓冲罐、阻火器进口阀以及到漂液的回流阀 （或到液氯的回流阀）用原氯置换氯气管道内残氯，直到 氯气、氢气分析合格。
• （3）继续开喷射泵抽去系统内残余气体，此时应控制好 炉内负压不可太高（要求合成炉负压不大于500mmH2O柱） 防止冷凝酸贮槽液体被吸入炉内，造成故障，并在冷却生 产系统后拆除合成炉氢气点火管和视镜，并排H2管内的 水，检查氯气管内有无异常。
• （4）停相应机泵，关闭相应阀门和冷却水。
化工生产技术
2、教师对汇报提出问 题，学生补充答疑。
3、教师对汇报点评
汇报时间：每人15分钟左右
任务评价
化工生产技术
各小组的每一个成员，根据每一小组的课上 汇报情况及课下小组成员资料查阅与整理的情 况，对每一位同学打分。
内容总结
一、盐酸的生产原理 二、盐酸的生产工艺条件 三、盐酸的生产工艺流程 四、盐酸生产的主要设备 五、盐酸生产的主要操作技能
化工生产技术
化工生产技术
一、盐酸的生产原理 1、生产原理: H2+Cl2→2HCl 2、特点: （1）反应在低温、常压和无光照下非常缓慢 （2）反应在高温下迅速反应，放出大量热，温度过 高，会引起爆炸。 （3）应很好地控制反应过程，否则易引起爆炸。 （4）反应过程放热量很高，必须及时移走热量。 （5）高温对氯化氢气体的吸收不利，在吸收前应该 用水冷却气体。
化工生产技术
五、盐酸生产的主要操作技能
（一）开车程序 • （1）接到开车指令后检查盘动清水泵，并视检查情况加
注机油。打开喷射泵阀门启动清水泵，调节相关阀门对系 统抽负压。 • （2）检查生产系统仪表是否完好。 • （3）打开工业水总阀,并调节各冷却器的冷却水量,检查管 线、设备、阀门、防爆膜等是否完好。有无跑、冒、滴、 漏、浸。检查完毕，符合开车条件并确认后报值班室和调 度室。
第三组： 1、简述盐酸的生产原理及特点 2、简述盐酸合成炉的构造？ 3、简述盐酸合成的工艺流程 第四组： 1、简述盐酸合成的原理 2、简述盐酸合成过程的工艺条件 3、简述盐酸合成的工艺流程
化工生产技术
做什 么？
设计盐酸生产工艺
能力
如何 做？
盐酸工艺理论
知识
化工生产技术
素
能正确识读盐酸生产的工艺文件
质
能读懂盐酸 生产的工艺流程图
团
能读懂盐酸合成炉的简图
结
协
作
密
盐酸生产的工艺条件选择
切
配
盐酸生产的工艺流程图
合
盐酸合成炉的构成
任务实施
化工生产技术
项目任务书
资料 查阅
课堂 汇报
提问 答疑
任务 评价
总结 归纳
整理 提交
课外进行
课外进行
化工生产技术
任务汇报
每组随机抽取一名同学进行汇报
1、每组汇报完毕，其 它组同学可发言，提 出不同意见或质疑。
本次任务的主题就是请各攻关小组搜集资料，并利用我们前面学习 的相关理论，设计出正确的盐酸生产过程的方案。
任务内容
第一组： 1、简述盐酸的生产原理及特点 2、盐酸合成的工艺条件有哪些？ 3、简述盐酸合成的工艺流程
第二组： 1、简述盐酸合成的原理 2、简述盐酸合成炉的构造 3、简述盐酸合成的工艺流程
化工生产技术
项目六：氯碱的生产技 术设计
6-4:盐酸的生产过程设计
上一次任务回顾
化工生产技术
1、碱液蒸发的目的是什么？ 2、碱液蒸发操作的基本要求是什么？ 3、碱液蒸发的形式有哪几种？ 4、电解产物中氢气如何处理？
任务描述
化工生产技术
莱芜市向阳化工有限公司接到盐酸产品的生产订单，厂部要求车 间尽快生产合格产品。技术组决定由技术主管（教师）带领技术开发 小组（学生是开发小组成员）完成产品的生产。
加入量在0.005%左右。 3、氯氢的分子比：一般在1:1.05-1:1.10，即氢气过量，
但不超过10%，否则易造成爆炸危险。
三、盐酸的生产流程
化工生产技术
化工生产技术
四、盐酸生产的主要设备 1、二合一石墨炉：合成与冷却为一体。 2、三合一石墨炉：合成、冷却、吸收为一体。 3、主要设备：三合一合成炉。
3、盐酸的生产规格
化工生产技术
化工生产技术
化工生产技术
化工生产技术
4、盐酸的生产方法 （1）盐酸的合成方法：直接合成； 间接法：由无机盐等所得的副产品。 （2）盐酸的吸收方法：冷却吸收和绝热吸收 直接合成法采用绝热吸收
化工生产技术
二、盐酸生产的工艺条件
1、温度：400-450℃ 2、水分：少量的水分加入可促进盐酸的合成，一般
（三）不正常因素及处理方法
现象Leabharlann 原因处理方法火焰黄绿转红、跳动频繁 氯气过量
关小进氯阀
尾气黄绿、发臭
氯气过量
关小进氯阀
火焰颜色呈青白色、但无 氢气过量 力萎缩
• （6）把氢气自动脱水液封桶注水、并把脱水管封住。检 查冷凝酸管是否液封，且液面符合要求，调节喷射泵流量 使系统负压合格,同时准备好点火工具。
化工生产技术
• （7）待氢气、氯气分析合格后，调节好氢气点火流量。 打开氯气进炉总阀联系相关工序和部门准备点火开车。
• （8）点燃氢气后，对准合成炉氢气进口管，插入合成炉， 上好螺栓。微开启吸收水，加入吸收水。同时微开启氯气 进炉调节阀通入氯气，使氯气在氢气中燃烧且火焰变成青 白色后上好合成炉视镜。并报相关部门和工序。
• （9）根据指令缓慢加大氯气、氢气流量，加大吸收水量， 同时调节喷射泵抽力，使生产系统处于微负压且火焰始终 处于青白色。
化工生产技术
• （10）生产系统处于正常状态后，对全生产系统的设备、 机泵、仪表及其管线进行巡检，确保生产运行稳定。
• （11）通知化验室取样分析，并根据分析数据调整氢气、 氯气或吸收水流量，直至生产出合格成品酸。
• （二）停车程序 • （1）接到停车指令后，联系相关工序和部门，关闭氢气
自动脱水液封桶阀门，缓慢降低氯气、氢气进炉量。降低 吸收水量和喷射泵抽力，但要保证炉内生产处于微负压状 态，且火焰维持青白色。
化工生产技术
• （2）待炉内氯气、氢气处于最小流量时，迅速关闭氯气、 氢气进炉阀和调节阀，确定炉内火焰已熄灭后，切断吸收 水，并报值班室和调度室，以及有关工序。
化工生产技术
• 4）联系氢处理工序对本工序送氢气，并活动进炉氢气、 氯气调节阀。
• （5）打开氢气缓冲罐、阻火器进口阀，微开启进炉氢气 阀排空置换系统。排除氢气系统积水，并通知化验室分析， 同时打开Cl2缓冲罐、阻火器进口阀以及到漂液的回流阀 （或到液氯的回流阀）用原氯置换氯气管道内残氯，直到 氯气、氢气分析合格。
• （3）继续开喷射泵抽去系统内残余气体，此时应控制好 炉内负压不可太高（要求合成炉负压不大于500mmH2O柱） 防止冷凝酸贮槽液体被吸入炉内，造成故障，并在冷却生 产系统后拆除合成炉氢气点火管和视镜，并排H2管内的 水，检查氯气管内有无异常。
• （4）停相应机泵，关闭相应阀门和冷却水。
化工生产技术
2、教师对汇报提出问 题，学生补充答疑。
3、教师对汇报点评
汇报时间：每人15分钟左右
任务评价
化工生产技术
各小组的每一个成员，根据每一小组的课上 汇报情况及课下小组成员资料查阅与整理的情 况，对每一位同学打分。
内容总结
一、盐酸的生产原理 二、盐酸的生产工艺条件 三、盐酸的生产工艺流程 四、盐酸生产的主要设备 五、盐酸生产的主要操作技能
化工生产技术
化工生产技术
一、盐酸的生产原理 1、生产原理: H2+Cl2→2HCl 2、特点: （1）反应在低温、常压和无光照下非常缓慢 （2）反应在高温下迅速反应，放出大量热，温度过 高，会引起爆炸。 （3）应很好地控制反应过程，否则易引起爆炸。 （4）反应过程放热量很高，必须及时移走热量。 （5）高温对氯化氢气体的吸收不利，在吸收前应该 用水冷却气体。
化工生产技术
五、盐酸生产的主要操作技能
（一）开车程序 • （1）接到开车指令后检查盘动清水泵，并视检查情况加
注机油。打开喷射泵阀门启动清水泵，调节相关阀门对系 统抽负压。 • （2）检查生产系统仪表是否完好。 • （3）打开工业水总阀,并调节各冷却器的冷却水量,检查管 线、设备、阀门、防爆膜等是否完好。有无跑、冒、滴、 漏、浸。检查完毕，符合开车条件并确认后报值班室和调 度室。
第三组： 1、简述盐酸的生产原理及特点 2、简述盐酸合成炉的构造？ 3、简述盐酸合成的工艺流程 第四组： 1、简述盐酸合成的原理 2、简述盐酸合成过程的工艺条件 3、简述盐酸合成的工艺流程
化工生产技术
做什 么？
设计盐酸生产工艺
能力
如何 做？
盐酸工艺理论
知识
化工生产技术
素
能正确识读盐酸生产的工艺文件
质
能读懂盐酸 生产的工艺流程图
团
能读懂盐酸合成炉的简图
结
协
作
密
盐酸生产的工艺条件选择
切
配
盐酸生产的工艺流程图
合
盐酸合成炉的构成
任务实施
化工生产技术
项目任务书
资料 查阅
课堂 汇报
提问 答疑
任务 评价
总结 归纳
整理 提交
课外进行
课外进行
化工生产技术
任务汇报
每组随机抽取一名同学进行汇报
1、每组汇报完毕，其 它组同学可发言，提 出不同意见或质疑。
本次任务的主题就是请各攻关小组搜集资料，并利用我们前面学习 的相关理论，设计出正确的盐酸生产过程的方案。
任务内容
第一组： 1、简述盐酸的生产原理及特点 2、盐酸合成的工艺条件有哪些？ 3、简述盐酸合成的工艺流程
第二组： 1、简述盐酸合成的原理 2、简述盐酸合成炉的构造 3、简述盐酸合成的工艺流程
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