氯碱生产之盐水的一次精制
东明万海氯碱10万吨年离子膜烧碱一次盐水精制方案的选择
山东化工职业学院毕业论文题目：10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制方案的选择年级专业：学生姓名：指导教师：导师单位：山东化工职业学院化学工程系论文完成时间：2012年11月18日山东化工职业学院毕业设计（论文）评定表山东化工职业学院毕业设计（论文）任务书设计者：合作责：指导教师：课题名称：10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制工艺方案的选择1、设计目的1）运用已经学过的各门功课的知识，结合生产实习过程，研究进行一次盐水精制的方法。
2）培养学生独立工作及发行问题、分析问题、解决问题的综合能力。
培养学生认真的学风和踏实的工作作风。
3）对学生的知识面，掌握知识的深度，理论结合实际的能力，实验能力，外语水平，计算机运用水平，书面及口头表达能力进行考核。
2、设计要求：1）要有结合某项实际、具体项目的设计能进行独立的论证，并要做技术含量较高。
2）设计或论文应该在教学计划所规定的时限内按时完成。
3）书面材料、框架及字数应符合设计及论文的规定等。
3、参考文献：1）曾之平王扶明主编：《化工工艺学》化学工业出版社2005 2）《氯碱工业》CN21-1170/TQ3）孙勤刘苏《我国氯碱行业盐水精制工艺评述》4、发体日期：5、完成日期：系主任签字：东明万海氯碱10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制方案的选择摘要：东明万海氯碱10万吨/年离子膜烧碱一次盐水精制项目，主要采用目前能满足离子膜烧碱一次盐水要求的比较成熟的“预处理+HVM膜”工艺。
由于我国的工业用原盐中Ca、Mg及TOC、有机物、其他重金属离子含量较高，甚至存在Ca、Mg离子倒挂等现象，难以满足离子膜烧碱工艺的要求，故必须对这些杂质进行脱除，目前采用的“预处理+HVM膜”工艺能有效的脱除一次盐水的Ca、Mg及TOC、有机物、其他重金属离子，达到离子膜烧碱配套的二次盐水的原料要求，使一次盐水中Ca2++Mg2+离子含量低于1ppm以下，为二次盐水精制（螯合吸附）提供合格的原料。
氯碱生产—盐水精制工艺
毕业设计(论文)(冶金化工系)题目氯碱生产—盐水精制工艺专业应用化工技术班级姓名学号指导教师完成日期目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.1氯碱工业概述 (2)1.2氯碱工业主要产品及用途 (2)1.3氯碱工业的发展趋势 (3)1.3.1世界氯碱工业及其发展趋势 (3)1.3.2 我国的氯碱工业及其发展趋势 (3)第二章盐水精制工艺 (4)2.1原盐的品种及组成 (4)2.2盐水精制工艺 (5)2.2.1盐水精制工艺原理 (5)2.2.2盐水精制工艺流程 (8)2.2.3盐水精制工艺条件 (11)第三章精制工艺主要生产设备 (16)3.1盐水一次精制工艺主要生产设备 (16)3.1.1 溶盐设备——化盐桶 (16)3.1.2 澄清设备——浮上澄清桶 (16)3.1.3 过滤设备——虹吸式过滤器 (17)3.1.4 盐泥处理设备——三层洗泥桶、板框式压滤机 (18)3.2盐水二次精制工艺主要生产设备 (20)3.2.1 炭素管式过滤器 (20)3.2.2 螯合树脂塔 (21)第四章工艺计算 (22)4.1计算依据 (22)4.2物料衡算 (23)4.2.1 精盐水组成 (23)4.2.2原盐组成及盐水精制主要指标 (23)4.2.3 盐水精制剂的用量 (24)4.2.4 盐泥的组成 (25)4.2.5 回收盐水组成 (25)4.2.6 补充水量 (26)致谢 (28)参考文献 (29)附录一 (30)附录二 (31)摘要盐水的生产精制工段是将固体原盐与蒸发工段送来的回收的淡盐水、洗盐泥回收的淡盐水，按比例掺和、加热溶解成含氯化钠的饱和水溶液，同时按原盐中杂质含量连续加入适量的精制剂（氢氧化钠、碳酸钠和氯化钡等），使盐水中钙、镁、硫酸根等杂质离子分别生成难溶的沉淀物，然后加入助沉剂（苛化麸皮或聚丙烯酸钠等），经过澄清、砂滤、中和等步骤，制得质量合格的精盐水，按需要源源不断地输送给电解工段。
在确定好工艺流程的基础上进行物料衡算和能量衡算，从而确定出主要工艺设备的型号、尺寸及数量，并绘制带控制点的工艺流程图和主要设备图等。
盐水一次精制..讲解学习
任务一 盐水精制方案制定
3、Fe3+的影响 精制盐水中含有Fe3+时，在电解过程 中可与OH-形成Fe(OH)3而堵塞离子膜，影响电槽的正常 运行，对于隔膜电解槽来讲，还会使阳极室中氯中含氢增 加，形成不安全因素。
4、铵离子及有机氮的影响 在原盐中或化盐用水中， 如果含有铵离子或有机氮化合物，在电解槽内会被氯转化 为极易爆炸的NCl3，伴随氯气在液氯工序聚积而可能发生 爆炸。
任务一 盐水精制方案制定
5、重金属离子的影响 盐水中存在重金属离子，将 会对阳极涂层的电化学活性有相当大的影响。例如，盐水 中的锰沉积在阳极表面，会形成不导电的氧化物，使阳极 涂层的活性降低，增加电槽的电压降，使电耗升高。一些 重金属离子对离子膜有不良的影响，其影响程度随不同离 子而异，所以盐水中重金属离子也必须除去，以保证电解 盐水的质量。
盐水一次精制..
任务一 盐水精制方案制定
一、原盐概况 原盐是氯碱工业生产的主要原料。各种来源的盐都 含有不同数量的不利于电解生产的杂质，如钙、镁、铁、 硫酸盐和重金属离子等。在氯碱工业生产中，原盐费用 为总成本费用的20%～30%，是仅次于能源的主要费用。 纯净的氯化钠很少潮解，工业原盐中因含有CaCl2 、MgCl2等杂质，极易吸收空气中水分而潮解结块。原 盐的潮解对运输、储运及使用会带来一定困难。
任务一 盐水精制方案制定
4、原盐质量对生产的影响 (1)每生产1吨100%NaOH约需1.5～1.7吨 100%NaCl（理论值为1.462吨），原盐的费用仅次于电 的费用，占生产成本第二位，而原盐质量影响精制剂的消 耗及精制操作，从而增加费用影响生产成本。 (2)响设备能力的发挥，如果盐水中的杂质含量高， 特别是天然有机物、镁、钙、硫酸根等离子，将直接影响 化盐、精制设备的效率。
盐水一次精制
【实施方法】 通过查阅文献，了解原盐的国内分布及性质； 回顾无机及分析化学相关内容，制定盐水精制方案； 联系化工单元操作技术等知识，制定盐水精制工艺路线； 结合对企业的调研，比较不同盐水精制工艺的优劣。
【任务】 任务一 盐水精制方案制定 任务二 盐水一次精制工艺（一）开发 任务三 盐水一次精制工艺（二）开发
任务一 盐水精制方案制定
2、原盐和盐水的性质 (1) 氯化钠在水中的溶解度 温度对氯化钠在水中的溶解度的影响并不大，但提 高温度可加速原盐的溶解。
任务一 盐水精制方案制定
(2)氯化钠水溶液的密度 氯化钠水溶液的密度随溶液温度的升高而降低，随 着溶液浓度的增大而增大。
(3)氯在不同温度的水和盐水中的溶解度 氯在水和盐水中的溶解度随着温度的升高而减小，随 着盐水浓度的增加而降低。
பைடு நூலகம்
任务一 盐水精制方案制定
6、菌藻类、腐殖酸及不溶性泥沙等的影响 菌藻 类、腐殖酸及不溶性泥沙等机械杂质进入盐水中会造成过 滤器处理能力下降、运行周期缩短，增加盐泥的量。如进 入树脂塔，会造成树脂塔树脂结块，交换能力下降，导致 盐水的质量下降，进入电解槽会影响离子膜的性能，严重 破坏电解槽的正常运行。
任务一 盐水精制方案制定
3、硫酸根的去除 如果盐水中SO42-离子的含量在 5g/L以下，若是采用隔膜法生产30%液碱时，原盐中带入 的硫酸根以硫酸钠的形式溶解于烧碱中。因此不必另行处 理。但在生产42%或50%NaOH的液碱时，由于硫酸钠在 浓碱中的溶解度下降而结晶析出，存在于蒸发工序的回收 盐中。为了控制硫酸根的含量，可在蒸发工序用清水循环 洗涤回收盐，并排弃一部分饱和硫酸钠的洗涤水，使盐水 系统的硫酸钠不致积累。或者利用冷冻设备，冷冻饱和硫 酸钠洗涤水，使（Na2SO4·10H2O）析出作为商品。
电解法生产制烧碱—一次盐水精制
铁栅：阻挡原盐中夹带的绳、草、竹片等漂浮性异物 溢流槽：原盐和化盐水逆向接触制成的饱和粗盐水，从溢流槽流出 粗盐水出口：化盐后粗饱和盐水流出口 桶体：由钢板焊接而成的立式圆桶 折流圈：与桶体成45℃，用于停车时放净残存的盐水，避免化盐桶局部 截面流速过大，并防止化盐水沿壁走短路，造成上部原盐产生搭桥现象 折流帽：防止盐粒、异物等进入化盐水管道造成堵塞 溶盐水进口：化盐水进入口 人孔：对化盐桶进行检修、维修
化盐桶
化盐水
主要是NaCl
过饱和盐水
Ca2+、Mg2+
SO2-4、NH3、
有机物、游离 氯等杂质
01
烧碱-纯碱法
精制目的：降低盐水中杂质对电解过程的影 响，减少电能消耗和确保点结过程安全
03
石灰-纯碱法
02 石灰-芒硝法
除掉 Mg2+
烧碱纯碱法
除掉Ca2+
A
B
Mg2++2OH- ==Mg(OH)2↓
的精制盐作为原料
课程小结
1、什么是原盐？ 2、原盐的分类 3、氯碱企业如何选用原盐
原盐
火车
龙门吊车 龙门吊车 皮带输送机
盐场
集盐场
盐斗
化盐桶
1.盐斗原盐高度在篾子以上高度1～2米，操作时必须在 走台上，不允许站在盐堆上。 2.下斗作业时，必须要求篾子露出一定平方米以上的面 积，并有人监护作业。 3.吊车抓斗距离地面保持2～3米的高度，不准在斗下通 行。 4.皮带机运转时禁止跨跃，排除杂物时必须停车操作。 5.天车工开车前必须呜铃，操作中也应适时呜铃。
主要是NaCl
去除Ca2+、Mg2+后
SO2-4、NH3、
有机物、游离 氯等杂质
氯碱一次盐水操作规程
、产品说明（一）产品的性质本工序的产品是去除了原盐中钙、镁、硫酸根、有机物、可溶性和不溶性杂质以后的定浓度的氯化钠水溶液（一次盐水），无色、透明、有咸味，密度1.2kg/l （20C 318g/l）（二）精盐水质量指标、原料说明（一）原盐化学名称：氯化钠分子式：NaCI 分子量：58.5物理性质：氯化钠为无色透明的正六面体结构，有咸味，密度 2.165g/cm3（25C）,熔点8008C，沸点1413C,溶于甘油，难溶于乙醇，其水溶液呈中性，有导电性。
氯化钠的溶解度随温度的上升而稍增大氯化钠溶解度与温度的关系化学性质：氯化钠熔融态电解可得到氯气和金属钠，而氯化钠的水溶液在直流电作用下，可得到烧碱、氯气、氢气。
NaCI (熔融)直流电Na + 1/2 Cl2 T2NaCI + 2出0 直流电2NaOH + CI2 T + H2 T工业氯化钠化学指标见下表：(GB/T 5462-2003)1、氯化钠含量要高。
最低要求大于92%,最好能大于94%。
因为氯化钠含量高，其它有害杂质就相应少些，就能有效地保证入槽盐水的质量。
2、水溶性杂质量要少。
要求小于1.6%,最好能小于1%。
水溶性杂质主要是指GaCl2、MgCl2、GaSO4、Na2SO4等，如含量高，将要增加精制剂用量，从而增加盐水精制费用，使烧碱成本上升。
同时也影响盐水精制设备的能力发挥，特别是Ga2+、Mg2+含量比倒置时，一般澄清设备均很难满足工艺要求。
故要求原盐中0&2+含量大于Mg2+含量，钙镁比为2最佳。
3、不溶于水的机械杂质要少。
一般要求小于0.4%,否则将加大澄清设备的排泥量，使烧碱的盐耗上升。
4、盐的颗粒要粗细适中，成立方体半透明结晶状。
盐粒太细太湿易结成硬块状，给运输和使用带来困难。
盐粒过细还会在化盐过程中被盐水溢流带出，给后道工序操作增加难度。
盐结成大块状，影响化盐速度。
劣质原盐一般外观盐粒偏细，湿度大，颜色暗及发灰或发黑。
一次盐水精制操作规程2
湖北宜化集团有限责任公司企业标准Q/YH.JS22040-2003 一次盐水岗位操作规程2003-10-1发布2003-12-25实施宜化集团有限责任公司发布前言1．本标准根据宜化集团二零零三年标准制修订2．本标准负责起草单位：宜化集团氯碱化工事业部3．本标准负责起草人：吕飞4．本标准负责审编人：舒晨宜化集团企业标准一次盐水精制岗位操作规程1.适用范围本规程规定了一次盐水精制工段的生产目的与任务，原盐、饱和食盐水的精制与特征，以及生产的基本原理，工艺流程，工艺控制指标，岗位操作法,事故处理等。
本规程适于宜化集团氯碱化工事业部一次盐水精制工段生产过程中的工艺管理和操作管理。
2.岗位范围本岗位的操作范围包括：溶盐桶、精制桶、澄清桶、一次盐水过滤器、盐泥压滤机、盐酸中和槽、精盐水槽、TXY、BaCl2、Na2CO3配制槽及各盐水泵等设备的生产。
3.岗位任务3．1 负责皮带运输机地下清盐和日常维护保养工作，保证皮带运输机的正常运行。
3．2 负责精制剂Na2CO3、BaCl2的正确配备与加入工作。
3．3 负责将粗盐水进行精制，保证Ca2+、Mg2+、SO42-等指标合乎工艺要求。
3．4 负责对盐水中不合格指标（NaCl浓度、SO42-含量）的协调与处理。
3．5 负责精制桶及澄清桶中盐泥的定期排放工作。
3．6 负责一次盐水过滤器的操作。
3．7 负责向二次精制输送合格的一次精制盐水。
3．8 负责各项参数的监控，按时巡检认真填写各种生产记录。
3．9 负责本岗位管道、阀门、泵等设备的维护保养工作。
3．10 负责生产用原辅材料、工具、器具（包括消防器材、公共劳保用品）等的保管与合理使用。
3．11 负责本岗位的环境工作，穿戴好劳保及其防护用品及协调汇报处理岗位上的各种不正常现象及事故隐患。
3．12 负责完成上级部门交办的其它工作任务。
4.原辅材料的消耗5 . 生产原理原盐中除了NaCl还含有Ca2+、Mg2+、SO42-等化学杂质和机械杂质，这些杂质在化盐过程中，也被带进盐水中，用含有杂质的盐水进行电解，直接影响电流效率及离子膜的使用寿命，影响氯碱生产的经济效益。
氯碱盐水精制工序工艺简介
氯碱盐水精制工序工艺简介一、盐水精制的原理（1）次氯酸钠除菌藻类及其它有机物盐水中的菌藻类被次氯酸钠杀死，腐殖酸等有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子。
（2）碳酸钠除钙离子在盐水中加入碳酸钠溶液，使其和盐水中的Ca2+反应，生成不溶性的碳酸钙沉淀，其反应式如下：Ca2++CO32-→CaCO3 ↓为了将Ca2+除净，碳酸钠的加入量必须超过反应式的理论需要量，本工艺碳酸钠的过碱量200~400mg/l。
（3）氢氧化钠除镁离子在盐水中加入NaOH溶液，使其和盐水中的Mg2+反应，生成不溶性的Mg(OH)2沉淀，其反应式如下：Mg2++2OH-→ Mg(OH)2↓为了将Mg2+除净，NaOH的加入量必须超过反应理论需要量，本工艺氢氧化钠过碱量为100~300mg/l。
（4）去除有机物、不溶性机械杂质由于工业原盐中存在各种杂质，随化盐过程进入盐水中，盐水中的菌藻类、腐殖酸等天然有机物被次氯酸钠氧化分解成为小分子，最终通过FeCl3的吸附和共沉淀作用，在预处理器中预先除去，一部分不溶性机械杂质也被同时除去。
二、工艺流程简述来自离子膜电解的淡盐水部分经1#折流槽，加入氯化钡溶液反应后流入澄清桶，从澄清桶上部流出的清液进入配水槽；另一部分与来自板框压滤机的滤液、工业水、再生系统回收盐水及冷凝液等杂水直接进配水槽进行配水，上述各部分水在配水槽中混合后，作为化盐水由化盐池给料泵送入化盐池，溶解原盐后得到饱和粗盐水，粗盐水自流进入前反应池，在进入前反应池之前于2#折流槽内按工艺要求分别加入精制剂氢氧化钠和次氯酸钠，粗盐水中的镁离子与精制剂氢氧化钠反应生成氢氧化镁，菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分子有机物；然后用加压泵将前反应池内的粗盐水送出，在气水混合器中与空气混合后进入加压溶气罐再进入预处理器，并在预处理器进口加FeCl3，在预处理器中除去Mg(OH)2和有机小分子，经过预处理的盐水进入后反应槽，同时在第一后反应槽中加入碳酸钠，盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸钙作为膜过滤的助滤剂，充分反应后的盐水自流进入中间槽，由过滤器给料泵送入进液高位槽，然后自流入膜过滤器，过滤后精盐水流入3#折流槽，3#折流槽中加入10%亚硫酸钠溶液除去盐水中的游离氯，再加盐酸调节PH值后流入过滤精盐水贮槽。
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§1.2 盐水一次精制工艺路线分析
一、盐水一次精制的目的 1、盐水一次精制任务是什么？ 除去粗盐水中的钙、镁、硫酸根、 有机物、可沉淀物等杂质，保 证电解过程正常生产？ 1）NaCl浓度的影响：（低浓） a、电阻 ，槽电压 ，电耗高 b、氯气溶解损失大，析出难 度大，产品质量产量差
2）钙、镁含量的影响： a、膜电阻 ，槽电压 ，电耗高 b、膜的孔隙率 ，离子通过膜困 难，影响电解的正常进行 c、氢氧化钠浓度高，放电，使 产品的纯度与产量均受影响
3）硫酸根含量的影响： 2SO4 浓度过高，其会在阳极放 电析出氧气，使阳极产物氯气 的质量降低 4）盐水PH值的影响 盐水的PH值过低，烧碱液、氯 气、氢气的产量会降低，一般 认为微碱性的盐水进槽产量高。
第一章 盐水的一次精制
§1.1
烧碱生产原料
1、基础原料：原盐（NaCl） 2、来源：海盐、湖盐、井 矿盐 大家来说说不同来源的 原盐其质量是否相同？，对 烧碱生产有没有影响？
3、化盐工艺 1）化盐的任务是什么？ 制取饱和食盐水 2）化盐工艺介绍 盐堆 皮带输送机 化盐桶 粗盐水桶 去一次盐水精制
5）无机氨含量的影响 NH3在电解时会生成三氯化氮 （NCl3），该物质在氯气处 理工段易发生爆炸危险。 综上分析，为了电解的正常 运行，提高产品的产量与质 量，降低消耗，必须进行盐 水的精制
3、盐水一次精制后一次盐水 的控制标准 说明：不同生产厂家的指标有 差异，但氯化钠的浓度需饱 和，主要在化盐时控制 纯净氯化钠的溶解度是每100g 水中溶解36g氯化钠，你能 计算出它的最大百分比浓度 吗