一次鹽水精制工藝改造

1、收稿日期:2006-09-20作者簡介:戚明睿(1974-,男,1997年畢業(yè)于原中南工業(yè)大學(現(xiàn)中南大學化工系精細化工專業(yè),工程師,主要從事化工工藝設計工作,聯(lián)系電話:0731-*。一次鹽水精制工藝改造戚明睿(湖南化工醫(yī)藥設計院,長沙410007摘要:介紹了我院為適應衡陽(建滔化工有限公司60kt/a 離子膜法燒堿項目建設需要,應用凱膜工藝結合企業(yè)原有工藝設備情況而對其配套一次鹽水進行的技術改造,并對凱膜工藝中主要工藝設備及注意事項進行了簡述。關鍵詞:離子膜燒堿;一次鹽水;鹽水精制;凱膜工藝;改造;應用中圖分類號:TQ114116+111文獻標識碼:A 文章編號:1003-6490(2006

2、04-0028-040引言進入21世紀后,中國的氯堿行業(yè)總的產能、產量迅猛地增長,傳統(tǒng)的隔膜法制堿技術已不能完全滿足今后的生產發(fā)展,離子膜燒堿技術作為現(xiàn)今世界上最先進的制堿技術,正在國內不斷地推廣,促進了燒堿生產能力、產量的不斷增長,也對氯堿生產中的鹽水精制工藝提出了更高的要求。在此背景下,我院承擔了衡陽(建滔化工有限公司(以下簡稱建滔60kt/a 離子膜法燒堿項目。建滔原有我院上世紀八十年代末設計投產的隔膜法燒堿生產線(30kt/a ,其鹽水采用了傳統(tǒng)一次鹽水精制工藝。在此次一次鹽水擴建改造中,企業(yè)希望將兩種制堿生產線所需鹽水合并考慮,經(jīng)我院深入考察調研,并結合原有鹽鹵特點以及目前的生產實際

3、,決定采用凱膜分離技術對鹽水處理工藝進行改造,以便更好地提高一次鹽水質量,滿足離子膜燒堿生產需要。1原有鹽水精制工藝及其存在的問題111原有工藝流程簡述原有一次鹽水工藝流程(見圖1。流程簡述:來自隔膜堿電解的淡鹽水、蒸發(fā)析出鹽水、洗泥壓濾后清濾液和一次水進入配水槽配制成合格的化鹽水,經(jīng)化鹽泵加壓與蒸汽混合后送至化鹽桶溶鹽。溢流出化鹽桶的飽和粗鹽水經(jīng)折流槽,依次加入氯化鋇、碳酸鈉、氫氧化鈉后,在進入道爾澄清桶前加入沉淀劑。從澄清桶出來的清液經(jīng)砂濾器過濾,再經(jīng)中和槽加鹽酸調節(jié)p H 值制成合格精鹽水送入精鹽水槽,經(jīng)泵送原隔膜法制堿生產線。112原有工藝存在的問題原有一次鹽水精制工藝存在的問題:a

4、1對鹽品種變化的適應性差,易受原鹽質量的限制。當鈣、鎂比例失調或化鹽溫度、鹽水流量、排泥、人為操作原因等因素發(fā)生變化時,極易導致道爾第32卷第4期2006年12月化工設計通訊Chemical Engineering Design CommunicationsVol 132No 14December 12006澄清桶返渾,精鹽水質量不穩(wěn)定,嚴重影響電解生產的正常運行;b 1精制劑加入位置不當。精制劑在折流槽加入后,折流槽與道爾澄清桶間的管道易因結垢造成鹽水流量受阻,被迫停車進行清理;c 1由于化鹽桶使用年限已長,保溫效果不太好,進入冬季后,化鹽桶壁常因溫差大而出現(xiàn)結晶架橋現(xiàn)象,致使化鹽水短路,造

5、成鹽水中氯化鈉含量不穩(wěn)定,影響生產的正常進行;d 1由于精制工藝中采用砂濾器過濾鹽水,以石英砂等為過濾介質,當鹽水p H 值超過915時,石英砂中就會溶解出對Si 2+,對精鹽水造成有害污染。2 凱膜鹽水精制工藝211凱膜鹽水精制工藝流程(見圖2簡述已經(jīng)過熱交換的脫硝鹽鹵水與離子膜電解工序的脫氯淡鹽水和二次鹽水的回收鹽水等流入配水槽,并用空氣充分攪拌。其中部分脫硝鹽鹵水在1#折流槽(利舊中與氯化鋇溶液混合反應后流入澄清桶(利舊澄清去除硫酸鋇,澄清后的鹵鹽水流入配水槽用于化鹽,硫酸鋇鹽泥排入泥漿槽。11配水槽;21化鹽泵;31化鹽桶;41折流槽;51道爾澄清桶;61砂濾器;71中和槽;81精鹽水

6、槽;91精鹽水泵;101洗泥桶;111泥漿槽;121泥漿泵;131板框壓濾機圖1原有一次鹽水工藝流程從化鹽池出來的粗鹽水在流入前反應池之前于2#折流槽內按工藝要求,分別加入精制劑氫氧化鈉、次氯酸鈉,在前反應槽內粗鹽水中的鎂離子與精制劑氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂,菌藻類、腐殖酸等有機物則被次氯酸鈉氧化分解成為小分子有機物;然后用加壓泵將前反應槽內的粗鹽水送出,在氣水混合器中與空氣混合后進入加壓溶氣罐再進入預處理器,并在預處理器進口前經(jīng)文丘里混合器加三氯化鐵,經(jīng)過預處理的鹽水進入后反應槽,同時將碳酸鈉加入后反應槽,鹽水中的鈣離子與碳酸鈉反應形成碳酸鈣沉淀,充分反應后的鹽水進入中間槽,同時在濾液中間槽

7、中加入5%亞硫酸鈉溶液除去鹽水中的游離氯,而后經(jīng)過濾泵進入凱膜過濾器,濾清精鹽水流入精鹽水槽,一部分加鹽酸調節(jié)p H 值后供隔膜電解使用,一部分送離子膜鹽水二次精制工序。凱膜過濾器截留的濾渣排入泥漿槽。泥漿槽中92第4期戚明睿:一次鹽水精制工藝改造的鹽泥漿再用泥漿泵打入板框壓濾機脫水,濾餅用拖車運出界區(qū),濾液流入配水槽 。111#折流槽(利舊;21澄清桶(利舊;31配水槽;41化鹽泵;51換熱器;61化鹽池;712#折流槽;81前反應槽;91加壓泵;101加壓溶氣罐;111預處理器;1211#后反應槽;1312#后反應槽;141中間槽;151過濾泵;161凱膜過濾器;171精鹽水槽(利舊;18

8、1精鹽水泵(利舊;191泥漿槽(利舊;201泥漿泵(利舊;211板框過濾機(利舊圖2凱膜鹽水精制工藝流程212凱膜工藝與傳統(tǒng)工藝的比較與傳統(tǒng)工藝相比,采用凱膜鹽水精制工藝技改后的主要具有以下幾個優(yōu)點:a 1優(yōu)化了生產工藝,自動化程度高、操作簡便、易于控制;b 1保證了粗鹽水的濃度、質量。新工藝采用地下化鹽池的方式,解決了化鹽桶內壁由于溫差大而經(jīng)常出現(xiàn)的結晶架橋問題,確保了粗鹽水的濃度;c 1實現(xiàn)了對鈣、鎂離子和硫酸根離子分開處理,裝置操作彈性大,對鹽品種的適用范圍廣,可以充分保證精鹽水質量的穩(wěn)定,有助于優(yōu)化電解槽的運行;d 1采用無機絮凝劑三氯化鐵替代有機絮凝沉淀劑,避免了有機高分子物質進入電

9、解槽及由此帶來的不良影響;e 1在鹽水精制過程中加入次氯酸鈉可起到有效分解含銨物質的作用,從根本上減少了系統(tǒng)中NCl 3的生成,確保氯堿生產的安全;f 1去掉了原有砂濾器,避免了Si 2+對精鹽水的污染,保護離子膜;g 1淘汰掉原二次鹽水工段中的碳素管過濾器,節(jié)約了成本,簡化了二次精制鹽水工藝流程;h 1改造后提高了電流效率,并節(jié)約了電費成本。3精鹽水的質量在建滔離子膜燒堿項目中一次鹽水于2003年下半年開始試運行,2004年初開始工業(yè)化生產。幾個月來,采用凱膜過濾技術的一次精鹽水運行情況見表1。表1采用凱膜過濾技術后一次鹽水的運行情況日期(SS /mg L -1(Ca 2+/mg L -1(

10、Mg 2+/mg L -101201245011433化工設計通訊第32卷由表1可見,鹽水的各項指標均能滿足進離子交換樹脂塔的工藝要求:(SS1mg/L,(Ca2+2mg/L,(Mg2+1mg/L。4經(jīng)濟效益經(jīng)過凱膜工藝改造后的精鹽水質量完全可以滿足進離子交換樹脂塔的工藝要求,從而節(jié)省了企業(yè)對碳素管過濾器的投入。現(xiàn)在,以取消1個碳素管過濾器為例,碳素管按每根900元,每個64根計算,可節(jié)約單個總設備費用12萬元左右。另以平均耗-纖維素013kg/(t NaOH、60kt/a燒堿生產能力計算,-纖維素的消耗量為18t/a、-纖維素的價格以12元/kg計,則可節(jié)約費用2116萬元。由此可見其效益非

11、?？捎^。5主要工藝設備及注意事項511加壓溶氣罐加壓溶氣罐在安裝時,必須保證罐的軸線垂直度偏差<2mm,與氣水混合器上部接口法蘭的水平偏差必須保證在<015mm范圍內。以保證氣水混合器達到很好的氣溶效果,安裝時必須要保證其噴嘴的同心度達標,與加壓溶氣罐連接時也必須校核其垂直度。512預處理器預處理器在工藝管道安裝過程中,應盡量減少加壓溶氣罐到預處理器進口管道彎頭的使用數(shù)量,在安裝電磁流量計時,按照流量計前直管段長度>10D,后直管段長度>5D的原則合理安裝電磁流量計。預處理前文丘里混合器、釋放閥和預處理器間的管道距離及變徑管段需經(jīng)過準確計算后,再進行合理配管,以保證氣溶

12、鹽水在預處理器中達到很好的氣浮效果,確保進入凱膜過濾器的粗鹽水達標。513凱膜過濾器凱膜過濾器主要由罐體、反沖罐、管道、自動控制閥、過濾元件,自動控制系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)等部分組成。作為關鍵設備,在使用中還應注意以下問題: a1游離氯控制到位:進入凱膜過濾器鹽水中的游離氯控制為零,在中間槽處設置氧化還原電極,在線監(jiān)測閉環(huán)控制亞硫酸鈉的加入量;b1凱膜酸洗操作應每半個月進行一次,而不是根據(jù)過濾壓力是否上升來決定酸洗周期,保證了濾膜長期處于低負荷過濾狀態(tài),從而對膜起到很好的保護作用;酸洗前后必須嚴格執(zhí)行清水漂洗這道必不可少的程序;c1保持預處理器良好的分離效果,以保證凱膜過濾器始終在低壓下運行。6結

13、論建滔鹽水精制系統(tǒng)于2005年9月并網(wǎng)聯(lián)動試車,并一次性開車成功。經(jīng)過短期調試,裝置運行穩(wěn)定,整套工藝使精鹽水質量得到極大的提高,過濾后的鹽水指標均到了工藝設計要求,簡化了二次鹽水精制工藝,大大減少了離子膜燒堿裝置的投資,降低了燒堿成本,值得在氯堿行業(yè)中推廣使用。(上接第25頁面情況良好,尤其是大頭瓦、銷頭瓦摩擦面非常光潔,無任何剝落和劃痕,比新瓦還顯致密。于是沒有更換任何零件,進行了回裝。泵運行至今,情況依然良好,曲軸箱溫度完全正常。4結語臥式柱塞泵在備件國產化后雖然出現(xiàn)了一些問題,但經(jīng)過不斷的改進完善和“摩圣”技術的應用,現(xiàn)在運行正常,滿足生產的需求。日常維護工作大大降低,檢修周期也大大延

14、長,備件消耗明顯降低,取得了較好的經(jīng)濟效益。13第4期戚明睿:一次鹽水精制工藝改造troduce equipment plan and piping plan of the technique in engi2 neering design1T o table a proposal about im prove on suggestion1 K ey w ords:ash agglomeration technique,piping plan,sim2 ple depictionT echnical T ransformation onPrimary B rine Purif ication

15、ProcessQ I Ming2rui(Hunan Chemical&Pharm aceutical EngineeringDesign Institut r,Changsha410007,China Abstract:This article introduces the technical transformation on primary brine purification process in60kt/a sodium hydrox2 ide project by ion2exchange membrane process for Hengyang (JiantaoChemi

16、cal Co1,Ltd1It describes the main equip2 ment and points for attention briefly1K ey w ords:ion2exchange membrane,sodium hydroxide,primary brine,brine purification,membraneprocess,transformationDesign of Collocation Point andNumber for Fire ExtinguisherL I Da2zhi(S hijiaz huang Jinshi Fertilizer Co1,

17、L td,S hijiaz huang,Henam050041,China Abstract:This article introduces the design principle,pro2 cess and method for collocation point and number in fire dan2 gerous area1K ey w ords:dangerous avea,fire extinguisher,collocation, designPoints for Attention During PipeInstallation in Chemical PlantCU

18、I Jin2ling1,WAN G Y an1,ZEN G Xiang2mei1(S handong Zhongf u Chemical Scientif icCo.,L td,Jinan250240,China Abstract:This artical describes several points for attention during pipe installation in chemical plant as viewed from mate2 rial2in,inspection,pipe welding and welding joint inspection1 K ey w

19、 ords:pipe,installation,weld,welding jointJudgement of Leakage Position in Oil T ransferLine By N egative2pressure W ave PrincipleZHOU Xiao2hua(Hunan B ranch of South China L antian A viationOil Co1,L td,ChangS ha,Hunan410041,China Abstract:This article introduces the basic method for judg2 ing the

20、leakage position in oil transfer line by negative2pressure wave principle1It is worth promotion for long2distance oil transfer and other liquid transfer1K ey w ords:negative2pressure wave,oil trans fer line,leakage The Interface of R ectisol ProcessSimulator Perfecting and ApplicationGUAN Feng2bao,Z

21、HAN G Shu2wei,GUAN Wei(Depart ment of Chemical Engineering,Dalian U niversity of Technology,Dalian,L iaoning116012,ChinaAbstract:A novel interface of RPS has been designed with Visual FORTRAN language1But in practical application, there are some shortcomings in the interface and need to be perfected

22、1Through the perfection,the RPS interface is sim2 ple to study and use,self2contained in function,and steady2 going1It is completely adaptable to the work of Rectisol pro2 cess simulation and calculation1K ey w ords:Rectisol Process Simulator,Design,Perfect,Process SimulationCurrent Situation and De

23、velopment of N ano2Z nOWEI Shao2dong(East China Engineering Science andTechnology Co1,L td,Hef ei230024,China Abstract:This paper introduces the research developments on manufacture technological of nano2ZnO world2wide1It also describes the manufacture process and characteristics of major technologi

24、es as well as the current situation of production of nano2ZnO both at home and abroad1Through the comparison of production prospects of major manufacture technologies,it presents the technological route of the manufacture of nano2 ZnO by homogeneous precipitation method with urea as the precipitator

25、 and zinc nitrate as zinky raw material1It studies the relative processes,reaction condition,washing of reactant and calcination of nano2ZnO and discusses the existent prob2 lems and future research direction1K ey w ords:nano2ZnO,manufacture technology,current situ2 ation of production,commercial production The Probing of Pow er Output of NitricAcid T ail G as Turbine ExpanderZEN G Xiang2gen(N it ric Acid Section of N anjing ChemicalIndust rial CO1L TD1,N anjing2