行业应用

氯碱行业工艺品质监测方案

2024-11-09

一、简介

氯碱,即氯碱工业,也指使用饱和食盐水制CL2氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。氯碱工业是基本的化学工业之一,它的产品除应用于化学工业本身外,还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。

我国的氯碱工业主要采用两种生产工艺:

1.隔膜法

2.离子交换膜法

二、监控点

1.游离氯的监测

二次盐水精制前后,盐水中游离氯应该为0,盐水进入电解槽进行电解,就会生成CL2,一部分湿CL2通过管道进入CL2处理工序,同时一部分以气体形式或CLO-存在淡盐水中,经过淡盐水脱氯装置的真空脱氯与亚硫酸钠脱氯后,淡盐水中只剩微量的游离氯。而后并没有被排掉,又被循环利用,用来化盐。游离氯的强腐蚀性,会腐蚀设备、管道,阻碍一次盐水精制沉锭物的形成,损坏二次盐水树脂塔中的树脂等危害性,因此十分有必要对淡盐水中的游离氯进行监控,监控点选在淡盐水脱氯装置后面。

同时次氯酸钠、氯离子,次氯酸根浓度也可以监测。

监控的好处:

●为化盐提供合格的合格的淡盐水

● 延长离子交换树脂的寿命        

●减少管道免受游离氯的腐蚀

●实时监控游离氯含量,优化亚硫酸纳溶液添加工艺,节约成本

注:有些情况中淡盐水需要保留一些游离氯,利用它强氧化性杀菌除藻,将大分子有机物分解,防止有机物堵住过滤器(凯膜或九思膜),此时应在过滤后有亚硫酸钠脱氯装置,在此装置后监测游离氯含量。

2.一次盐水过滤出口的浊度监测

由于凯膜过滤可以在常温下进行,无化学反应,无相变,选择性好,适应性强,操作稳定,自动化程度高,精制盐水质量高,大多厂家都在使用。任何过滤都有使用寿命,如果过滤装置损坏,含有大量颗粒的一次盐水进行二次盐水精制装置,必然会堵塞离子交换树脂,造成设备损坏,甚至停产。如按固定时间更换过滤膜,如果过滤膜使用寿命未到,又会造成浪费,因此,实时监控过滤器的浊度值,从而准确掌握过滤器的状况。

监控的好处:

●及时发现过滤的破损

●减少停产时间,节约成本

●延长过滤膜的使用寿命

3.次氯酸根浓度的监控

次氯酸根作为产生CL2的中间体,准确控制次氯酸根浓度,可以增加CL2产出,节约电解成本。在日本的旭化成工艺中是通配的,但到了国内这个就取消了。

监控的好处:

●提高电解槽里电压或电流使用效率

●增加产出,节约成本

4.Fe2+、Fe3+

二次盐水精制后,如果盐水中含有二价铁,三价铁,在进入离子膜电解槽后,在阳极液中,二价铁会变成三价铁,进入离子膜生成Fe(OH)3,由于Fe(OH)3为带正电的胶体,电流越高受阴极吸,引越强,在离子膜阳极一侧粘附越牢固形成块状固体也越致密,引起槽电压升高越快,,上升幅度也越大,从而影响电解槽的阴极性能。铁离子超标使离子膜阳极出口变黄(红)色,因此很有必要监控铁离子浓度,监控位置在二次盐水精制后,离子膜电解槽前。

监控的好处:

●提高电解槽里阴极性能

●增加产出,提高生产效率,节约成本

●延长离子膜的使用寿命

5.盐水浓度的监测

盐水浓度纯度对后续电解非常重要。对盐水浓度的监测一般在机械采盐情况下安装在溶解站,或者岩洞开采时安装在盐水供应商的转运处。

6.电解

通过采用电能,盐分解成CL2,烧碱,和氢气。对此对过程产品我们需要监测。

●NaOH浓度

● NaOH –NaCL溶液三组分浓度

● NaCL-NaSO4溶液三组分浓度

●CL2浓度(ppm-%)

7.烧碱浓缩

市场上现有烧碱NaOH典型浓度为45-50wt%之间。由于电解槽中获得的烧碱浓度仅为12-33wt%之间,要在串联蒸发器中进行浓缩。

●NaOH浓度持续浓缩监测

● 蒸发过程中降低能源成本

8.CL2干燥

CL2需要脱除水分,水分高于30ppm时其腐蚀性会升高。干燥时CL2进入吸收塔并通过高浓缩硫酸(88-100wt%)吸收水分。

●连续监测硫酸浓度

● CL2浓度监测

9.尾气洗涤

CL2排放必须经过事故氯装置处理,使得CL2排放浓度达到环保要求低于10ppm,甚至有的地方要求1ppm。我们根据尾氯的浓度来使用多少18%烧碱吸收,使用多了,成本上升,少了达不到环保要求。所以检测尾氯浓度对节约成本很有必要。

●连续监测尾氯浓度

● 烧碱浓度监测

●副产品NaCL,NaOCL,NaNOx.Na2CO3等浓度监测

10盐酸生产

电解器阳极生产的CL2和所添加氢气是合成盐酸的基材。将两种气体注入一个燃烧器,这两种气体将在燃烧器内反应形成氯化氢,这后所形成的氯化氢气体从燃烧室蒸发进入一体式等温降膜式吸收器。在此氯化氢气体通过水和稀硫酸液吸收,并形成浓缩盐酸(37%HCL)

●连续监测盐酸(20-40%)浓度

● 硫酸浓度监测

11.微量水

液化天然气微量水

橡胶生产过程中微量水

有机物中微量水

酒精中的微量水

丙烯晴(ACN)水分

甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、甲苯、MTB含水分析

醋酸水分

氢氟酸中水分

萃取、有机相、中间相、聚合生产过程含水分析

无机酸(盐酸、硝酸、磷酸等)含水分析

无机盐(NACL、KCL、CaCO2)含水分析

硝基氯苯微量水

苯胺微量水

12.色度

成品油调和在线色度

石脑油色度

汽油、煤油、柴油、润滑油等色度

ASTM、APHA、Hazen、Pt-Co、加德纳、罗维鹏色度

各种液体颜色控制

成品品质控制(加色、脱色)

己内酰胺纯度

啤酒色度

麦芽汁色度

DIN3840标准COD浓度

TOC浓度

换热器泄露监测

13.相分离