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蓝星（天津）化工有限公司200kt/a离子膜烧碱项目
可行性研究报告 2007.12
表3-2 50%液碱质量标准
指 标 名 称 氢氧化钠（NaOH），% 氯化钠（NaCl），% 三氧化二铁（Fe2O3），% 氯酸钠（NaClO3），%
表3-3 固 碱 质 量 标 准
指 标 名 称 氢氧化钠（NaOH），% 氯化钠（NaCl），% 碳酸钠（Na2CO3），% 三氧化二铁（Fe2O3），% 镍 % 片碱规格 粒碱规格 ≥ ≤ ≤ ≤ ≤ 指 标 优级品 99.5 0.02 0.45 0.0040 0.0005 厚度：0.8~1.2mm 粒径：0.7~2.0mm 一级品 99.0 0.04 0.5 0.0050 0.0005 ≥ ≤ ≤ 指 标 优等品 50.0 0.007 0.001 0.001 一等品 50.0 0.01 0.0025 0.002 合格品 表3-4 氯 气、氢 气 质 量 标 准 项 目 氯气（干基） Cl2，%vol O2，%vol H2，%vol 氢气（干基） H2，%vol ≥ ≤ ≤ ≥ 主 要 指 标 99.5 0.3 0.02 99.9 3-3
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表3-5 高 纯 盐 酸 质 量 标 准 指 标 名 称 总酸度（以HCl计）% 钙（以Ca+计），mg/l 镁（以Mg+计），mg/l 铁（以Fe+计），mg/l 蒸发残渣，mg/l 游离氯，mg/l
表3-6 液 氯 质 量 标 准 指 标 名 称 氯含量%（V/V） 水分含量%（m/m）
表3-7 次 氯 酸 钠 质 量 标 准 指 标 名 称 有效氯含量（以Cl2计），% ≥ 指 标 I型 13.0 0.1～1.0 0.010
II型 10.0 0.1～1.0 0.010 III型 5.0 0.1～1.0 0.010 ≥ ≤ 指 标 优等品 99.8 0.015 一等品 99.6 0.030 合格品 99.6 0.040 ≥ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 指 标 优级品 31.0 0.30 0.07 0.30 25.0 20.0 合格品 31.0 0.50 0.20 3.0 50.0 60.0 游离碱含量（以NaOH计），% ≤ 铁含量，% ≤ 3-4
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4 工艺技术方案
4.1 工艺技术方案的选择 4.1.1盐水除硝工艺
电解产生的淡盐水硫酸根的浓度较高，为了使一次盐水硫酸根含量小于7g/l，必须先把淡盐水的硫酸根的浓度降到很低的水平。目前去除盐水中硫酸根的方法主要有以下几种： 4.1.1.1钡法
本方法主要反应式：SO42-+ Ba2+ ＝ BaSO4↓
目前主要的处理硫酸根的办法，使用氯化钡，将硫酸根以硫酸钡沉淀的形式去除，由于硫酸钡溶解度低，脱除硫酸根的效果好。正是具有以上的优点，才使得它成为了现在最主要的去除方式。但是，氯化钡具有一定的毒性，对人身健康会带来不利的影响；同时该化学品市场价格较高，使用成本较高。 4.1.1.2冷冻法
物理方法，利用氯化钠和硫酸钠溶解度的不同，将含硫酸钠盐水冷冻，把硫酸根以Na2SO4?10H2O的形式加以去除，制成副产品芒硝。由于盐水中硫酸钠含量较低，需要冷量大，高耗能，一次设备投资大，运行不经济。 4.1.1.3树脂法
使用离子交换树脂，吸附交换硫酸根，脱除效果好。但是使用树脂体积大，树脂再生所需酸碱量大，运行不经济。 4.1.1.4钙法
本方法主要反应式：SO42-+ Ca2+ ＝ CaSO4↓
属于化学方法，即使用氯化钙，将硫酸根进行化学反应生成沉淀，以石膏的形式加以去除。此法运行费用相对钡法低，但需要添加一些设备，操作上比较复杂，难以控制。 4.1.1.5膜法
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针对氯碱工业现有状况，国内相关企业推出了新型的膜法脱除硫酸根技术。此技术是采用膜过滤的方式，通过膜将盐水分离成两部分：一部分为硫酸根含量较低的渗透液；另一部分为硫酸根含量较高的浓缩液。这部分液体通过冷冻方法，结晶收回芒硝。
该技术具有运行费用低、操作控制简单、无毒无害、零排放、符合国家产业政策等优势，但一次性投资较高。
综合比较，本项目拟采用膜法脱除硫酸根技术。 4.1.2 盐水精制工艺
粗盐水的制备方案为：新建的离子膜电解装置返回的淡盐水与MDI装置来的粗盐水混合后，作为化盐水，与工业水去化盐，得到粗盐水，再送一次盐水精制。
一次盐水的精制是烧碱生产工艺至关重要的环节，精制效果的好坏直接影响产品的质量。传统的盐水精制工艺是：先将含精制反应产生的CaCO3、Mg(OH)2等沉淀物的粗盐水经过澄清桶澄清，再经砂滤器、α纤维素预涂的过滤器，最后才能进入离子交换塔。该工艺流程长，设备庞大、占地多，而且管理繁琐、运行和检修的工作量都很大，尤其是生产成本较高。值得注意的是：经过复杂的几道过滤步骤后，盐水的质量却仍然不稳定。
目前，一套能适应中国氯碱行业盐水精制的新工艺—膜分离工艺被很多氯碱企业使用，如图：
BaCl2 化盐水 凯膜过滤器 NaClO、NaOH FeCl3 Na2CO3 化盐 预处理 反应 原盐 压滤 二次盐水去电解 离子 交换塔 4-2