国内氯碱行业盐水精制工艺状况调查报告(2016—2017年)

费红丽

(1.全国氯碱工业信息中心，辽宁 葫芦岛 125000；2.锦西化工研究院有限公司，辽宁 葫芦岛 125000)

2 国内盐水精制工艺技术状况

经过21世纪初期16年多的发展，国内氯碱企业盐水精制工艺技术更趋成熟。一次盐水精制工序为二次盐水精制工序的前提和基础；二次盐水精制工序为电解槽提供原料——电解工序的入槽盐水。

2.1 电解生产对二次盐水质量的要求

因国内隔膜电解槽已被淘汰，此处只讨论供给离子膜电解槽二次盐水精制工序的工艺指标。

(1)国产电解槽以蓝星(北京)化工机械有限公司ZMBCH-2.7型电解槽为例。ZMBCH-2.7型高电流密度自然循环复极式离子交换膜电解槽与强制循环复极式离子膜电解槽对电解工序入槽盐水的质量要求如表3所示[4]。

(2)进口电解槽以日本旭化成公司制造的电解槽为例，其对入槽盐水的要求如表4所示[5]。

2.2 盐水中的杂质对烧碱生产的影响

二次盐水质量直接影响电解工序的正常生产，如果二次盐水杂质蓄积，将给烧碱电解生产带来严重影响(如表5所示)[6]。

表3 国产高电流密度自然循环复极式离子膜电解槽与强制循环复极式离子膜电解槽对入槽盐水的要求对比Table 3 Comparison of required feed brine indexes between China-made high-current-density natural-circulation bipolar ion-exchange membrane electrolyzers and forced-circulation bipolar ion-exchange membrane electrolyzers 10-6

表4 进口电解设备对入槽盐水的要求Table 4 Feed brine indexes required by imported electrolysis devices 10-6

注：一般电解槽和高电流密度电解槽对ρ(Na2SO4)的要求都为10 g/L。

表5 杂质蓄积给电解生产带来的影响Table 5 Influence of impurity accumulation on electrolysis production

注：○为有较明显影响；△为影响小；—为无影响。

2.3 国内盐水精制工艺技术状况

国内盐水精制工艺技术状况调查数据见表6。

2.4 盐水精制工艺及运行状况

接受盐水状况调查的有95家氯碱企业，所填报盐水精制工艺及运行状况调查相关数据分析如下。

2.4.1 一次盐水精制工艺

(1)采用预处理等工艺除Mg2+、Ca2+等杂质。

采用预处理工艺除Mg2+、Ca2+等杂质的企业有企业3等52家，占接受调查氯碱企业总数的54.7%。

采用浮上桶除Ca2+、Mg2+等杂质的氯碱企业有企业1、企业7、企业11、企业31、企业41、企业35、企业36、企业37这8家，占接受调查氯碱企业总数的8.4%。

采用澄清桶除Ca2+、Mg2+等杂质的企业有企业2、企业8等13家(其中企业2使用白煤过滤器，企业13使用的是PE过滤器，企业8使用砂石过滤器)，占接受调查氯碱企业总数的13.7%。

除Ca2+、Mg2+所加精制剂为NaClO、NaOH、Na2CO3及絮凝剂FeCl3等。

(2)过滤技术。

有企业1等90多家氯碱企业用采用膜过滤技术，占接受调查氯碱企业总数的94.7%以上；也有的企业仍用碳素烧结管过滤器，如企业2。

(a)采用戈尔工业品贸易(上海)有限公司的戈尔膜过滤技术和设备的有企业6等34家，占接受调查氯碱企业总数的35.8%。

(b)采用江苏久吾高科技股份有限公司陶瓷膜过滤技术的有企业8等35家，占接受调查氯碱企业总数的36.8%。

(c)采用上海麦驼科技发展有限公司膜过滤技术的有企业12等34家，占接受调查氯碱企业总数的35.8%。

(d)采用御隆膜的有企业10等19家，占接受调查氯碱企业总数的20%。

还有些企业采用凯膜过滤技术，如企业71；采用山东布莱恩过滤技术的，如企业33等；采用颇尔过滤技术的，如企业54等。

有的企业各种膜过滤技术都使用过，如企业33等；有的企业采用的多种膜过滤系统目前正在生产运行中，如企业12等。

(3)盐泥处理。有企业3等66家采用压滤设备压滤盐泥，占接受调查氯碱企业总数的69.5%；其中采用板框压滤机的有70家，占接受调查氯碱企业总数的73.7%。

表6 国内盐水精制工艺技术状况Table 6 Status of brine refining technology in China

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①碱过量值以质量浓度表示。

(4)现有的正在国内氯碱企业生产中运行的自动控制技术。

(a)膜分离系统采用PLC控制的企业有企业4等4家，占接受调查氯碱企业总数的4.2%。

(b)采用DCS自动控制技术，连锁控制盐水的温度、流量，助剂添加量，pH值调节等的有企业4等17家，占接受调查氯碱企业总数的17.9%。

(c)企业4等6氯碱企业采用DCS控制技术自动控制二次盐水系统树脂塔的温度、物料流量、树脂补充量、反洗流程等，特别是用来控制螯合树脂塔的自动再生和切换，占接受调查氯碱企业总数的6.3%；也有企业12等4家氯碱企业采用PLC控制技术自动控制树脂塔的温度、物料流量、树脂补充量、反洗流程等，占接受调查氯碱企业总数的4.2%。

2.4.2 二次盐水工艺及运行状况

所有接受调查的氯碱企业全部采用螯合树脂塔进行盐水二次精制。

(1)螯合树脂塔运行方式。

采用3塔设计的有企业1等60家，占接受调查氯碱企业总数的63.2%；有4塔设计2塔运行的，如企业36。

(2)使用树脂的种类、性能及生产企业。

(a)有企业9等32家使用上海华申树脂有限公司的D-403型树脂，占接受调查氯碱企业总数的33.7%；每年更换树脂总量的14%，再生周期为48、72 h。

(b)有企业51等36家使用淄博东大化工股份有限公司的D463等型树脂，占接受调查氯碱企业总数的37.9%；其寿命为5年以上，再生周期为24、36 h。

(c)另有企业10等氯碱企业使用漂莱特树脂、企业14等使用国产LSC系列树脂。

(d)采用进口树脂的企业有26家，占接受调查氯碱企业总数的27.4%。其中有企业2等22家氯碱企业使用德国进口树脂，占接受调查氯碱企业总数的23.2%；再生周期为24、36、48、96 h的不等。有企业13等4家氯碱企业部分使用日本进口树脂，占接受调查氯碱企业总数的4.2%。

进口树脂的使用寿命较长，但价格很高，多家氯碱企业将其与国产树脂混合使用，与国产树脂各取所长。