氯酸鈉生產(chǎn)工藝物料控制技術(shù)的應(yīng)用

馮建民，鞠紅艷，徐國慶，孟曉亮

（內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 750306）

1 概述

內(nèi)蒙古蘭太鈉業(yè)有限責(zé)任公司氯酸鈉廠始建于2005年，引進加拿大斯特林公司全套工藝設(shè)備，設(shè)計產(chǎn)能5萬t/a，在2009年5萬t/a氯酸鈉擴建項目順利通過驗收，并且對設(shè)備進行了國產(chǎn)化。該廠以再生鹽或精制鹽為原料，經(jīng)鹵水過濾系統(tǒng)得到精制鹽水，然后在精制鹽水中加入重鉻酸鈉、鹽酸，調(diào)節(jié)pH值后送入電解槽中進行電解，電解得到的氯酸鈉溶液，經(jīng)過脫次氯酸鈉、結(jié)晶、干燥得到結(jié)晶氯酸鈉成品。

氯酸鈉在生產(chǎn)過程中，對各種物料的控制相當重要，很多領(lǐng)域都有不斷探索改進的空間，以前由于對氯酸鈉生產(chǎn)線一些反應(yīng)過程了解不夠深入，生產(chǎn)線控制過程不夠成熟，因此，生產(chǎn)成本比較高。隨著現(xiàn)代工控技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域運用越來越廣泛，在氯酸鈉生產(chǎn)中不斷地把新技術(shù)運用于生產(chǎn)過程，使生產(chǎn)工藝過程更加容易控制，實現(xiàn)生產(chǎn)智能化的同時達到節(jié)能目的。

2 實施背景

以前氯酸鈉生產(chǎn)過程中一些物料的加入和流量通過手動調(diào)節(jié)閥門開度來控制，這樣加入量難以控制，而且員工勞動強度大，生產(chǎn)不穩(wěn)定。一些物料的加入量控制不好，會增加生產(chǎn)耗電量以及事故發(fā)生的幾率。氯酸鈉生產(chǎn)過程物料控制技術(shù)就是利用現(xiàn)有設(shè)備上的監(jiān)視儀表或者在一些設(shè)備上增加溫度控制器、流量控制器等智能儀表對相關(guān)指標進行實時監(jiān)控，并且把一些泵的電氣主電路由接觸器控制改為調(diào)速平滑的高品質(zhì)變頻器控制，關(guān)鍵控制點增加自動調(diào)節(jié)閥和變頻器配合工作，通過DCS編程，利用壓力、流量等信號即可以智能調(diào)節(jié)自動調(diào)節(jié)閥的開度和變頻器的轉(zhuǎn)速，也可以根據(jù)工藝要求單獨在DCS畫面手動調(diào)節(jié)變頻器轉(zhuǎn)速和自動閥開度，在控制物料加入量的同時實現(xiàn)了電能的節(jié)約。

3 實施簡述

氯酸鈉生產(chǎn)流程是氯化鈉通過加水（簡稱鹵水），在電解槽中進行電解后經(jīng)過脫次氯酸和硫酸根離子，然后干燥結(jié)晶成產(chǎn)品。在多年的生產(chǎn)過程中，經(jīng)過不斷探索研究，發(fā)現(xiàn)一些物料的加入量會嚴重影響產(chǎn)品的生產(chǎn)時間，生產(chǎn)成本，設(shè)備維護周期以及生產(chǎn)安全。下面介紹在改造生產(chǎn)過程中兩個工藝環(huán)節(jié)部分物料控制方法。

電解反應(yīng)器中氯化鈉濃度應(yīng)控制在（100±5）g/L，氯化鈉混合物在電解槽電解反應(yīng)后，通過管道流入電解液緩沖罐，電解液緩沖罐的內(nèi)部有擋板，將其分成一個大的混合區(qū)和一個小的產(chǎn)品區(qū)?；旌蠀^(qū)接收從電解線的每個反應(yīng)器內(nèi)的氣體分離擋板自流而來的電解液。電解液循環(huán)泵從電解液緩沖罐的混合區(qū)通過另一個管道系統(tǒng)將電解液輸送到電解液冷卻器，然后再返回到反應(yīng)器中繼續(xù)參加反應(yīng)。經(jīng)過反復(fù)摸索，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器中的電解液中濃度要維持在一定值，氯化鈉濃度降低會造成氧氣產(chǎn)生量增大，從而浪費電能，并對電解槽的陽極涂層造成不可修復(fù)的損壞，這就需要關(guān)閉電解線，拆除更換所有的陽極板，這樣會造成巨大的損失，并長時間的影響生產(chǎn)。氯化鈉的濃度升高會造成氯化鈉在結(jié)晶器中的鹽析出，從而使產(chǎn)品不合格。把手動閥改為自動調(diào)節(jié)閥，氯化鈉輸送泵接觸器電路改為變頻器控制，氯化鈉的濃度通過成熟的配比和取樣分析驗證濃度后，通過DCS編程，運用流量顯示控制器數(shù)字信號自動調(diào)節(jié)閥開度和變頻器轉(zhuǎn)速來精確控制鹵水的流量。

電解氯化鈉的電流最初是按額定電流工作，后來因為銷售的原因，需要降低電流控制產(chǎn)量，不同的電解電流需要電解槽的溫度控制在不同的范圍。電解槽溫度升高會造成對陽極基板在墊圈開口處的腐蝕，會增大電解尾氣總管的壓力，導(dǎo)致更多的水蒸氣在鹵水洗滌塔中冷凝，而冷凝下來的水分必須在電解槽中蒸發(fā)出去。電解槽的溫度降低會增大電解槽的電壓，從而增大電能消耗。在保留原來反應(yīng)器現(xiàn)場溫度表和手動閥的同時，增加溫度顯示控制器和自動調(diào)節(jié)閥，冷卻水輸送泵改為變頻器控制，在電流為不同值的條件下，循環(huán)電解液的溫度，通過溫度顯示控制器控制自動調(diào)節(jié)閥的開度和冷卻水輸送泵的轉(zhuǎn)速，從而控制冷卻水的流量，維持電解液溫度在合適值，通過轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)可以使電解槽溫度的控制更加準確。

4 實施效果

通過長時間的生產(chǎn)運行，提高了反應(yīng)物料控制精度，減少了生產(chǎn)物料浪費，節(jié)約電能，而且產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。

5 結(jié)語

氯酸鈉生產(chǎn)工藝控制技術(shù)和類似工藝的物料控制技術(shù)，特點是在生產(chǎn)流程中，通過特定位置安裝智能儀表，自動調(diào)節(jié)閥和泵的變頻控制，通過DCS編程實現(xiàn)物料的合理控制，工藝控制方式的發(fā)明創(chuàng)新，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程物料加入量，產(chǎn)品生產(chǎn)時間縮短，生產(chǎn)成本大幅度降低，設(shè)備維護周期縮短，人員數(shù)量減少，達到了生產(chǎn)穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量合格及節(jié)能減排目的。

收稿日期：2018-04-18

新疆天業(yè)煤基乙二醇催化劑獲專利授權(quán)

近日，由天業(yè)集團煤基乙二醇催化劑團隊申報的發(fā)明專利“一種CO氣相偶聯(lián)合成草酸二甲酯的催化劑及其制備方法”獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)，這是天業(yè)集團在乙二醇催化劑領(lǐng)域獲得的首篇授權(quán)發(fā)明專利。

2013年天業(yè)集團建立乙二醇催化劑研發(fā)團隊，該團隊以實現(xiàn)核心技術(shù)掌控，降低催化劑應(yīng)用成本，創(chuàng)造新的利潤增長點為目的進行相關(guān)技術(shù)攻關(guān)。從搭建催化劑分析檢測平臺開始做起，科學(xué)合理的制定與推進研發(fā)計劃。多年來通過團隊人員的努力，該項目實現(xiàn)了從無到有，從追趕到趕超國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)，不斷攻克了多個難關(guān)，最終取得可喜進展。目前行業(yè)使用的加氫催化劑活性低、選擇性差、壽命短，大大制約了合成氣制乙二醇行業(yè)的發(fā)展，而該催化劑通過特有的處理技術(shù)，降低了貴金屬使用量，同時具備高活性、高選擇性，且使用壽命長、制備工藝簡單，打破了制約行業(yè)發(fā)展的瓶頸。

創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，科技引領(lǐng)未來，在天業(yè)集團完善的創(chuàng)新平臺體系的支持下，該項目獲得了多個國家及兵團項目資金的支持，為乙二醇催化劑項目進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。在爭取項目資金支持的同時，該團隊也在不斷擴大自身的影響力，積極參加國內(nèi)相關(guān)創(chuàng)新比賽，獲得了第二屆兵團青年創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新大賽金獎、2017火炬杯八師石河子創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎等榮譽。

后續(xù)該團隊將在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，進一步整合優(yōu)勢資源，實現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的突破與工業(yè)應(yīng)用，加強新技術(shù)的儲備與研發(fā)，為天業(yè)集團未來發(fā)展提供戰(zhàn)略支撐。