淺析優(yōu)化純堿產(chǎn)品質(zhì)量的途徑

陸穎

（天津渤化永利化工股份有限公司，天津300452）

隨著純堿市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，純堿質(zhì)量的優(yōu)劣將起著決定性作用。由于聯(lián)堿法的產(chǎn)品質(zhì)量與氨堿法的產(chǎn)品質(zhì)量相比，不論是白度、水不溶物、鐵含量等理化參數(shù)，聯(lián)堿法純堿質(zhì)量都有待進(jìn)一步的提高。筆者根據(jù)本公司聯(lián)堿生產(chǎn)現(xiàn)狀及客戶反饋的問題，歸納總結(jié)了當(dāng)前提高產(chǎn)品質(zhì)量的途徑。

1 純堿在包裝前檢驗(yàn)出現(xiàn)的問題

近期公司的純堿出廠前檢驗(yàn)濁度為130，但是測(cè)得其水不溶物含量為0.022～0.025%，明顯高于以前相同濁度產(chǎn)品的水不溶物0.012～0.015%；測(cè)得鐵0.0020～0.0025%，明顯高于以前相同濁度產(chǎn)品的鐵0.0010～0.0015%。

1.1 水不溶物問題的原因分析

針對(duì)純堿水不溶物的現(xiàn)象，公司立刻組織進(jìn)行技術(shù)查定，結(jié)果系洗鹽工序在進(jìn)料過程中出現(xiàn)操作失誤，導(dǎo)致的成品洗鹽鈣、鎂含量上升所致。

1.1.1 生產(chǎn)過程中Ca2+、Mg2+的物料衡算

1.1.1.1 物料衡算原則(見表1)

1)衡算過程中視系統(tǒng)母液Ca2+、Mg2+不隨加鹽或NH4Cl 產(chǎn)品帶出的變化而變化。

2)按1.2 成品洗鹽生產(chǎn)1t 純堿，同步生產(chǎn)1.06t氯化銨（干品）進(jìn)行計(jì)算。

3)純堿循環(huán)當(dāng)量按9.3m3進(jìn)行計(jì)算。4)按每生產(chǎn)1t 純堿排出氨Ⅱ泥約30kg。

1.1.1.2 系統(tǒng)中的Ca2+、Mg2+平衡測(cè)算

1.2t 成品洗鹽中的 Ca2+含量為：1200×0.03%=0.36 kg

表1 Ca2+、Mg2+的含量分析

1t 純堿帶出 Ca2+含量為：1000×0.01%=0.1 kg

1.06t 氯化銨 Ca2+含量為：1060×0.012%=0.127kg

30kg 氨Ⅱ泥帶出 Ca2+含量為：30×0.13%=0.039 kg

1t 堿循環(huán)母液中的Ca2+補(bǔ)入量為：0.010×9.3=0.093 kg

Ca2+在母液中的累積量為：0.36-0.359=0.001 kg

1.2t 成品洗鹽中的 Mg2+含量為：1200×0.011%=0.132 kg

1t 純堿帶出 Mg2+含量為：1000×0.0045%=0.045 kg

1.06t 氯 化 銨 Mg2+含 量 為 ：1060 ×0.002 =0.0212kg

30kg 氨Ⅱ泥帶出 Mg2+含量為：30×0.06%=0.018 kg

1t 堿循環(huán)母液中的 Mg2+補(bǔ)入量為：0.003×9.3=0.027 kg

Mg2+在母液中的累積量為：0.32-0.0.126=0.002kg

通過以上鈣、鎂離子的平衡計(jì)算，考慮設(shè)備管道結(jié)垢、器壁沉積、分析誤差等，鈣鎂物料基本能夠平衡。

1.1.2 測(cè)算結(jié)論

1)系統(tǒng)中鈣、鎂雜質(zhì)含量隨成品洗鹽帶有的鈣、鎂雜質(zhì)含量的增加而增加；2)成品洗鹽的鈣、鎂可以直接影響到純堿和氯化銨的鈣鎂含量。

1.1.3 解決水不溶物問題方法探討

1）原鹽質(zhì)量對(duì)純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品的質(zhì)量有較大影響，因此，要提高聯(lián)堿系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量,必須首先從原鹽質(zhì)量入手，使用低鈣鎂的原鹽，以降低原鹽中水溶性雜質(zhì)為主。特別是原鹽中含Mg2+可溶性雜質(zhì)越高，氨母液Ⅱ的濁度越大。

2）加強(qiáng)操作管理與設(shè)備管理，嚴(yán)格控制球磨機(jī)的產(chǎn)出物料粒徑。要求＞20 網(wǎng)目的不能＞3%，因?yàn)樵}粉碎得越細(xì)，就有越多的夾雜在氯化鈉晶體內(nèi)部的可溶性雜質(zhì)被除掉。

3）進(jìn)一步提高洗鹽工序除鈣鎂雜質(zhì)的能力,是提高產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)有效辦法,開啟鈣鎂反應(yīng)器以降低洗滌鹵水中的鈣鎂雜質(zhì)含量，嚴(yán)格控制Ca2+≤5mg/L、Mg2+≤15mg/L、反應(yīng)器鹵水 pH≥12。

4）必須加強(qiáng)公司AⅡ澄清桶的操作與管理，控制澄清桶內(nèi)溫差波動(dòng)不＞3℃、保持?jǐn)嚢杵髡＿\(yùn)行、做到設(shè)備與負(fù)荷相匹配，至少可以大幅度地降低產(chǎn)品含鈣量。減少碳酸鈣和碳酸鎂及堿式碳酸鹽沉淀，進(jìn)入純堿成品中，引起水不溶物增大。

5）建議定期排出部分碳化塔塔頂鹵，碳化臟鹵禁止回系統(tǒng)，可有效降低因塔壓波動(dòng)而帶進(jìn)重堿的雜質(zhì)。

1.2 純堿鐵含量問題的原因分析

純堿產(chǎn)品中的鐵含量在相同濁度下突然增高，引起公司高度重視，組織相關(guān)人員查定。經(jīng)調(diào)查，Na2S 添加未間斷，而AII 的鐵在近30d 的時(shí)間內(nèi)保持在10～12mg/L，沒有下降趨勢(shì)。通過對(duì)查定分析：成品鐵含量增高是添加Na2S 的同時(shí)，系統(tǒng)的氧含量超標(biāo)且澄清桶排泥不暢，產(chǎn)生大量FeS積累進(jìn)母液所致。

1.2.1 Na2S 在系統(tǒng)反應(yīng)過程

1.2.1.1 Na2S 與鐵反應(yīng)生成FeS(部分FeS 在澄清桶中沉淀與AII 母液分離)

S2-+Fe2+=FeS ↓(黑色)

1.2.1.2 由于碳化溶液中有CO2的存在,將發(fā)生以下反應(yīng)：

FeS+CO2+H2O=FeCO3+H2S

2FeS+3CO2-3=Fe2(CO3)3+2S

1.2.1.3 由于溶液中S2-的存在,將發(fā)生以下反應(yīng)：

1.2.1.4 由于下段氣和母液儲(chǔ)桶中有O2的存在,也存在以下反應(yīng)：

1.2.1.5 以上反應(yīng)將循環(huán)進(jìn)行; 待碳化塔內(nèi)硫離子消耗完后,溶液中將發(fā)生以下反應(yīng)：

1.2.2 分析總結(jié)

出堿液將鐵化合物全部帶走，如澄清桶排泥效果不好，鐵在系統(tǒng)中已經(jīng)蓄存，將直接影響到后續(xù)產(chǎn)品的鐵含量。

1.2.3 解決純堿鐵含量問題方法探討

1）必須加強(qiáng)A Ⅱ澄清桶的操作與管理,控制澄清桶內(nèi)溫差波動(dòng)不＞3℃、保持?jǐn)嚢杵髡＿\(yùn)行、做到設(shè)備與負(fù)荷相匹配，確保FeS 在澄清桶內(nèi)大部分沉淀，及時(shí)排出系統(tǒng)。

2）控制系統(tǒng)Na2S 的量，應(yīng)與生產(chǎn)符合相匹配。但避免因加入過量Na2S 而產(chǎn)生灰堿。當(dāng)AII 的鐵含量≤10Mg/L，重堿鐵含量≤0.0015%，工銨鐵含量≤0.0005%時(shí)，建議間斷性加過量。

3）提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，即提高和穩(wěn)定下段氣氣濃度，降低其含氧量。加強(qiáng)碳化工序的操作控制，防止碳化塔內(nèi)溫度、液面、壓力等參數(shù)較大波動(dòng)，而引起塔壁內(nèi)層沉積物脫落，造成短時(shí)間成品鐵的起伏。

4）建議在出堿槽、結(jié)晶器和稠厚器安裝磁鐵收集器，并及時(shí)清理。

2 其他質(zhì)量問題分析

近期還出現(xiàn)過純堿的總堿量低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。從產(chǎn)品的分析數(shù)據(jù)得出，系燒失量超標(biāo)，引起總堿量不合格。燒失量定義為：試料在250～270 ℃下加熱至恒重，加熱時(shí)失去游離水和碳酸氫鈉分解出的水和二氧化碳占純堿試樣的百分比。由此得出是純堿中碳酸氫鈉含量超標(biāo)，經(jīng)查DCS 顯示是煅燒爐爐溫在此期間出現(xiàn)過波動(dòng)，導(dǎo)致重堿在煅燒爐內(nèi)反應(yīng)不夠完全，出堿溫度偏低。建議：1)加強(qiáng)煅燒爐的運(yùn)行管理，做到投量與設(shè)備相匹配，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)與維修。2）加強(qiáng)涼堿機(jī)的巡檢積正常維護(hù)，避免內(nèi)部泄露事件發(fā)生。

3 結(jié)論

純堿質(zhì)量決定其市場(chǎng)的生存能力，我們只有在生產(chǎn)過程中學(xué)會(huì)總結(jié)和發(fā)現(xiàn)自己的問題，才能不斷改善產(chǎn)品質(zhì)量。通過上述質(zhì)量改進(jìn)途徑，我公司的產(chǎn)品已經(jīng)恢復(fù)正常狀態(tài)。但在今后生產(chǎn)中還應(yīng)注意：確保原料鹽質(zhì)量,特別是盡最大可能地減少原料鹽中水溶性雜質(zhì)含量,對(duì)聯(lián)堿生產(chǎn)提高產(chǎn)量、降低消耗以及減輕設(shè)備負(fù)荷是至關(guān)重要的。Na2S 的加入，一定要與生產(chǎn)符合相匹配，除必要的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，還需要定期監(jiān)測(cè)相對(duì)應(yīng)的影響點(diǎn)，如爐氣含硫、冷凝液含硫、洗水含硫等，以免適得其反。