氯堿化工鹽水精制工藝技術(shù)優(yōu)化研究

摘 要：氯堿化工生產(chǎn)是我國化工生產(chǎn)的重要組成部分，其生產(chǎn)過程中的鹽水質(zhì)量關(guān)系到氯堿化工生產(chǎn)的質(zhì)量。鹽水精制工藝是通過添加精制劑與雜質(zhì)反生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶性的沉淀物質(zhì)，再歷經(jīng)澄清、過濾、離子吸附等工藝，制成精制鹽水，滿足氯堿化工使用要求。本文就氯堿化工鹽水精制的研究進(jìn)展進(jìn)行介紹，分析了鹽水精制工藝裝置存在的問題，并對工藝的優(yōu)化提出了方向，位氯堿幻弓鹽水精制工藝的發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：鹽水精制;研究進(jìn)展;問題;工藝優(yōu)化

0 引言

改革開放以來，我國工業(yè)得到迅猛的發(fā)展，氯堿化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅速，產(chǎn)量逐年提升，我國的燒堿生產(chǎn)能力全球領(lǐng)先，生產(chǎn)產(chǎn)量居世界第一位。在氯堿生產(chǎn)工藝中，鹽水品質(zhì)十分重要，它直接關(guān)系到電解工序的穩(wěn)定運(yùn)行，與膜的運(yùn)行壽命息息相關(guān)，因此，通過鹽水精制提升鹽水品質(zhì)十分重要。

1 鹽水精制的硏究進(jìn)展

傳統(tǒng)的鹽水精制工藝較為簡單，一般都是采用沉降、澄清等方式，該工藝方式是在鹽水中添加難溶的、可產(chǎn)生沉降物的精制劑，使其在桶中通過沉降方式分離雜質(zhì)，再利用石英砂對沉降物進(jìn)行過濾，利用碳素管過濾，樹脂吸附等方式來除去雜質(zhì)，提純鹽水。然而，隨著科技的發(fā)展，不斷的涌現(xiàn)出各種鹽水精制技術(shù)，大多數(shù)技術(shù)都是運(yùn)用的膜過濾技術(shù)，如陶瓷膜、戈?duì)柲?、凱膜等。陶瓷膜是一種非對稱的無機(jī)材料膜，該膜可較長時(shí)間的耐壓、耐酸堿腐蝕、耐磨，壽命長，且在使用中運(yùn)用的是錯(cuò)流操作與動態(tài)過濾，保持過濾壓力與通量的時(shí)間較長，對過濾物中的懸浮雜質(zhì)變化敏感度低，該膜的缺陷是其鹽水中的各種絮狀沉淀物容易對膜孔造成堵塞，錯(cuò)流過濾對鹽泥流動性的要求較高，這會降低鹽泥壓濾機(jī)的工作效率。戈?duì)柲な且环N微米級的復(fù)合過濾膜，具有良好的過濾效果，過濾速度快、質(zhì)量好，其缺陷是膜容易破，使用時(shí)間較短就需要更換新膜，且對鹽水過濾面積小。凱膜是一種多孔微孔膜，膜上的孔分布均勻，是利用聚四氯乙烯材料制成的管式膜，它的耐性佳，可很好的應(yīng)對酸堿腐蝕，耐熱性佳，具有良好的伸縮性能，膜的質(zhì)量好，強(qiáng)度高。其缺陷是該膜的濾壓會隨著鈣離子與有機(jī)物的增多，其絮狀物的增多而升高，導(dǎo)致膜的過濾效果變差。

2 鹽水精制工藝的影響因素與優(yōu)化

2.1 原料優(yōu)化

鹽水精制過程中，鈣鎂離子的比率是重要的影響因素，鈣鎂離子比大于1時(shí)，鈣離子反應(yīng)生成的沉淀會被鎂離子反應(yīng)生成的沉淀凝聚成較大顆粒，發(fā)生沉降，有利于鹽水精制的完成，小于1不易發(fā)生凝聚沉降，則會影響鹽水精制澄清的效果。但是鈣鎂離子的比率不易過高，過高會影響裝置的穩(wěn)定性。鈣鎂比值高，則鈣離子反應(yīng)沉淀物過多，鎂離子沉淀物少，無法全部形成大的凝聚物，不易沉降，無法達(dá)到鹽水精制的最佳效果，需要進(jìn)行二次鹽水精制才可以提升精制質(zhì)量，但是反復(fù)的精制工藝會造成生產(chǎn)工藝復(fù)雜化的現(xiàn)象，這樣會提升儲液罐的液位，使系統(tǒng)水平衡壓力增加，或者導(dǎo)致鹽水鈣鎂含量超出標(biāo)準(zhǔn)要求，無法達(dá)到最佳的生產(chǎn)工藝效果。原鹽是鹽水精制的基礎(chǔ)條件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，控制生產(chǎn)工藝中的原鹽質(zhì)量，把握好原鹽質(zhì)量關(guān)，才能確保后續(xù)的工藝有繼續(xù)進(jìn)行的價(jià)值。鈣鎂離子的比例是原鹽必不可少的檢測指標(biāo)，需要使其比值達(dá)到約1.5最佳，還可以根據(jù)不同生產(chǎn)廠家的具體要求進(jìn)行鈣鎂離子比例的具體摸索，探索出適合本廠的原鹽鈣鎂離子最佳比值，為穩(wěn)定鹽水生產(chǎn)工藝提供條件。

2.2 溫度和濃度優(yōu)化

溫度是實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的重要控制因素，溫度越高，越加速原鹽的溶解速度，提升鹽水濃度，反之則降低反應(yīng)的速率。溫度的波動也會對反應(yīng)造成不利的影響，忽冷忽熱會影響裝置的穩(wěn)定性，因此，需要盡量確保鹽水反應(yīng)的溫控穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。反應(yīng)溫度的控制是通過蒸汽量的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)的，特別是在寒冷的冬季，必須控制好鹽水反應(yīng)溫度，避免鹽水因溫度過低溶解速度降低。另外，若在鹽水精制過程中，出現(xiàn)上鹽量過多，不但會降低鹽水溫度，也會導(dǎo)致溶解量降低，影響鹽水精制的質(zhì)量。還可以使用攪拌裝置，提升鹽水的溶解效率。因此，要想保證鹽水精制的效果，就應(yīng)該控制好鹽水的溫度和上鹽量。

2.3 鹽水的水流速度與澄清桶排泥優(yōu)化

一般在鹽水精制過程都會有澄清桶來對鹽水進(jìn)行澄清處理，但其承載量有限，若鹽水的流速較大，會導(dǎo)致水再澄清桶中的停留時(shí)間較短，無法在桶中停留澄清，雜質(zhì)顆粒不能在桶中進(jìn)行沉淀，而且流速較高的情況下，澄清桶底部的沉淀會因?yàn)榱鲃拥柠}水的帶動而渾濁，進(jìn)入澄清的鹽水造成澄清的鹽水再次返渾的現(xiàn)象，因此，需要將鹽水流量固定在合理的范圍內(nèi)。澄清桶在使用過程中的雜質(zhì)會隨著運(yùn)行時(shí)間的延長集聚越來越多的下沉顆粒，沉入桶底變成泥漿，需要定期排出桶中的泥漿，避免桶中泥漿沉淀過多影響鹽水的精制效果，但是排出泥漿的量與頻率需要合理把握，排泥速度過快、過多可能會導(dǎo)致桶底部的泥層破壞，排出量過少，則可能引起桶內(nèi)固體顆粒雜質(zhì)的去除量。排出的速度和量需要合適，避免引起桶的運(yùn)行波動，影響鹽水質(zhì)量。

2.4 精制劑優(yōu)化

精制劑是提升鹽水精制效果的制劑，通過添加可以去除鹽水中的部分鈣鎂離子，協(xié)同除去沉淀物。精制劑的添加量需要進(jìn)行合理的計(jì)算，加入過少，導(dǎo)致反應(yīng)不完全，無法發(fā)揮精制劑去除雜質(zhì)的作用，加入過）多，鎂離子聚合物的膠體穩(wěn)定性難以被破壞，形成較大難除去的雜質(zhì)顆粒，影響雜質(zhì)的去除效率與沉降效果，使澄清桶的運(yùn)行不平穩(wěn)，直接影響鹽水精制的質(zhì)量效果。

2.5 脫除硫酸根工藝優(yōu)化

利用膜分離技術(shù)優(yōu)勢，來實(shí)現(xiàn)硫酸根脫除的工藝優(yōu)化，該工藝可以分為三個(gè)步驟，即淡鹽水預(yù)處理、膜過濾系統(tǒng)和冷凍分離。淡鹽水預(yù)處理可以有效的降低殘留游離氯的含量，并有效的調(diào)節(jié)了溶液的溫度與酸堿度。淡鹽水通過一級和二級換熱器后，溫度可以降低至約30℃，使用活性炭進(jìn)行過濾，吸附其中的游離氯和有機(jī)物，再進(jìn)入聚丙烯濾芯的過濾器，使殘留的活性炭等顆粒雜質(zhì)去除掉，利用鹽酸調(diào)節(jié)其酸堿度在5～7。第二步是利用復(fù)合納濾膜技術(shù)分離去掉硫酸根雜質(zhì)，該技術(shù)利用的納濾膜上具有均勻的分散微孔，可以有效的脫除二價(jià)或多價(jià)離子。溶液通過膜表面時(shí)，大分子被截留在外部，小分子可以通過納濾膜，使大分子與小分子實(shí)現(xiàn)分離，達(dá)到硫酸根脫除的目的。冷凍分離是利用富硝鹽水至結(jié)晶槽，使其冷卻降溫，硫酸納過飽和產(chǎn)生結(jié)晶下沉的現(xiàn)象，加上攬拌器的作用，使芒硝顆粒隨著攪拌和潔凈過程不斷增大，隨后下沉，實(shí)現(xiàn)固液分離，再利用分離機(jī)實(shí)現(xiàn)芒硝的分離，最終實(shí)現(xiàn)液體潔凈、硫酸根脫除的過程。

2.6 樹脂塔運(yùn)行工藝優(yōu)化

鹽水精制工藝流程中增設(shè)了陽離子交換樹脂塔，該增設(shè)工藝的作用是吸附鹽水中的鈣鎂等重金屬離子。樹脂塔吸附金屬離子飽和與再生即為一個(gè)循環(huán)周期，一般塔的運(yùn)行周期為2天，樹脂塔再生過程會消耗一定量的鹽酸和燒堿，提升了塔的運(yùn)行成本，為了降低塔的運(yùn)行成本，減少樹脂塔的運(yùn)行周期，降低廢水的排放量，采用緩滲透液技術(shù)來提升樹脂吸附能十分必要。改技術(shù)改進(jìn)就需要在工藝上增加超導(dǎo)石墨反應(yīng)器，加上專用的聚酸鹽溶液，可以有效的延長樹脂塔的再生周期。該工藝優(yōu)化可以很好的實(shí)現(xiàn)溶液的流動性的增加，有利于鈣鎂離子的交換，增加樹脂的交換能力和吸附能力，有效的確保樹脂塔的運(yùn)行周期達(dá)10天以上，降低了鹽酸、燒堿的使用量，優(yōu)化了工藝。

2.7 其他

鹽水中胺超標(biāo)，可導(dǎo)致氯堿系統(tǒng)液氯中三氯化氮超標(biāo)，危及安全生產(chǎn)。利用次氯酸鈉除去鹽水中的胺，加入量可以是胺含量的5倍為佳。

3 總結(jié)

總之，鹽水精制工藝中的影響因素較多，只有根據(jù)企業(yè)自身的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，結(jié)合先進(jìn)的工藝優(yōu)化技術(shù)，才可以實(shí)現(xiàn)本企業(yè)鹽水精制工藝的優(yōu)化，降低企業(yè)在生產(chǎn)過程中的成本投入，減少運(yùn)行過程的資源浪費(fèi)，穩(wěn)定生產(chǎn)裝置的運(yùn)行，提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，為企業(yè)創(chuàng)收，為行業(yè)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]程玉梅，李海霖.一次鹽水精制工藝的優(yōu)化改造[J].中國氯堿，2020（4）：4-7.

作者簡介：

俞立新（1968- ），女，漢族，湖南省湘潭，中級化工工程師，本科。主要研究方向：氯堿化工。