我国氯碱工业的现状分析及发展趋势毕业论文.doc
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1、新乡学院毕业论文论文题目:我国氯碱工业的现状分析及发展趋势学生姓名院(系)名称化学与化工学院专业名称应用化工技术年级班级2009级2班指导教师姓名指导教师职称 目 录内容摘要3关 键 词3Abstract3Key words3前言41. 氯碱相关介绍41.1氯碱行业简介41.2主要产品及名称41.3产品的用途42.烧碱的概念及生产工艺52.1离子交换膜法电解制碱的主要生产流程52.2主要原料52.3一次盐水52.4二次盐水精制52.5电解工艺62.6淡盐水脱氯62.7氯氢处理72.8氯气液化83. 氯碱化工行业现状83.1目前氯碱产量83.2氯碱生产的能力83.3氯碱行业在技术和规模上的现状9
2、3.4氯与碱平衡问题93.5氯产品的结构问题93.6原料基础和技术条件104. 氯碱化工行业现状分析104.1规模化与资源导向的生产重心西移企业多114.2行业资源重组114.3国际化与贸易摩擦124.4资金投入加大134.5应用开发和市场开发影响134.6结论13前景展望14参考文献15致谢16内容摘要:随着科技的迅猛发展,我国的氯碱工业行业也得到了迅速的发展和扩大,很多氯碱化工企业也都扩大了生产,加大了生产力度。然而随着社会高速的发展,提高氯碱的生产规模和更有效、更经济的发展氯碱行业的发展也催生了很多新的企业加入到行业中来,氯碱行业已经开始想规模化、技术化发展、经济化这种良好的发展态势将会
3、更加有利于此行业的发展和提高壮大。本论文主要论述了氯碱工业现在的工艺生产规程以及未来的发展趋势。关键词:氯碱 生产工艺 行业现状 发展趋势abstract:along with the rapid development of science and technology, Chinas chlor-alkali industry also obtained a rapid development and expansion, the many chlor alkali companies were also enlarge production, increase the productio
4、n strength. However, along with the high speed development of society, improve the chlor-alkali production scale and more effective and more economical development chlor-alkali industry also speeded up the development of many new enterprise to join in the industry, has started to think chlor-alkail
5、industry scale, technological development, economic this good state of development will be more beneficial to the development of the industry and improve the stronger. This thesis mainly discusses the process of industry now chlor-alkali production procedure and the future trend of development. Keyw
6、ords:chlor-alkali production technology industry development trend of present situation 前言在国内,氯碱行业是我国国民经济的重要组成部分,占有很大的比重。随着全球经济的复苏发展,氯碱行业也得到了迅猛的发展和改善。市场竞争也随之日益加大,各个氯碱企业都在想尽办法提高自身的竞争力,纷纷扩大规模。但是如何能够保证我国氯碱工业的可持续发展已成为氯碱行业迫切需要解决的重大战略问题。中国已成为全球最大的氯碱生产国和消费国,装置能力迅猛扩增,不仅对能源和资源需求快速增长,同时还带来了严重的环境污染。但循环经济发展模式是促
7、进氯碱工业向清洁化、绿色化生产方向发展的有效途径,是实现氯碱工业可持续发展、迈向新型“绿色”工业化道路的必然选择,有助于氯碱行业恢复,并且以最快的速度得到回升和发展。 1 氯碱的相关介绍1.1 氯碱化工行业的概述 氯碱化工是化学工业中最基本的技术,也是基本的化工原料。基本化工料通常是指“三酸两碱”,盐酸和烧碱这靓照那个氯碱工业的食盐电解品就占其中的两种,再加上氢和氯可以进一步加工成许多化工产品,所氯碱工业及其产品涉及国民经济和人民放入生活等诸多领域。除广泛应于化学工业、轻工业、纺织工业、冶金工业、以及公用事业等等领域。碱行业主要就是电解食盐水溶解制取烧碱、氯气和氢气的工业生产,是国目前重要的基
8、础化学工业之一。我国大部分氯碱行业的企业都是采用膜法和离子膜交换法两种工艺进行生产的。 1.2 主要产品及名称氯碱行业,所涉及的产品包含:烧碱、聚氯乙烯、盐酸、液氯、氯化钙、氯化钡、三氯化铁、漂白剂、甲烷氯化物、环氧化合物、氯溶剂、氯化石蜡、金属钠、氯酸钠、直链烃、芳烃氯化物等有机、无机化工产品200余种。1.3 产品的用途大部分的氯碱产品主要用于玻璃、纤维、塑料等的制作,应用的领域相的广泛。但是也因为其工业产业,对我国的环境造成了一定的污染。 2 烧碱的概念及生产工艺流程2.1 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程 精制的饱和食盐水进入阳极室;纯水(加入一定量的NaOH溶液)加入阴极室,通电后
9、H2O在阴极表面放电生成H2,Na+则穿过离子膜由阳极室进入阴极室,此时阴极室导入的阴极液中含有NaOH;Cl则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水则从阳极室导出,经添加食盐增加浓度后可循环利用。 阴极室注入纯水而非NaCl溶液的原因是阴极室发生反应为2H+2e=H2;而Na+则可透过离子膜到达阴极室生成NaOH溶液,但在电解开始时,为增强溶液导电性,同时又不引入新杂质,阴极室水中往往加入一定量NaOH溶液。2.2 主要原料氯碱工业的主要原料:饱和食盐水,但由于粗盐水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO等杂质,远不能达到电解要求,因此必须经过提纯精制。离子膜烧碱装置的工艺设计2.
10、3 一次盐水一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段,精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。传统性的一次盐水精制工艺,采用配水、化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤,然后再经炭素烧结管过滤器过滤。近几年新建氯碱装置一次盐水工艺大都采用膜过滤技术制取精制盐水,该工艺路线省去了砂滤器、炭素烧结管过滤器。经生产实践证明,经膜过滤分离方法制得的一次盐水质量指标、设备投资等都比传统工艺理想。所以一次精制盐水工艺采用膜过滤器过滤工艺。2.4 二次盐水精制离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁离子含量低于20wtppb,普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量降到10wtppb左
11、右。若使钙、镁离子含量降到20wtppb的水平,必须用螯合树脂处理。 二次盐水精制的主要工艺设备是螯合树脂塔,分二塔式和三塔式流程。塔的运行与再生处理及其周期性切换程序控制,可由程序控制器PLC实现,PLC与集散控制系统DCS可以实现数据通讯;也可以直接由DCS实现控制。伍迪公司采用的就是二塔式,其他公司采用三塔式流程。2.5 电解工艺现在能够提供离子膜电解槽的专利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化机等厂家,这几家公司的技术都是成熟的。槽型为复极式自然循环离子膜电解槽。2.6 淡盐水脱氯淡盐水脱氯有两种工艺路线:一种采用空气吹除法,该法脱氯效果欠佳,从淡盐水中分离出来的废氯气纯度低,无法汇入湿氯气
12、总管送氯气处理工序,只能由烧碱液循环吸收,制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱氯法,该法脱氯效果较好,通过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿氯气总管。建议采用真空法淡盐水脱氯工艺技术。2.7 氯氢处理2.7.1 氯气处理由电解槽出来的湿氯气,温度高并伴有大量的水蒸气和杂质,具有较强的腐蚀性,必须经过冷却、干燥和净化处理。氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。冷却选用填料式洗涤塔,能够较好地除去湿氯气带出的盐雾,填料采用CPVC花环。氯气冷凝下来的氯水回收送淡盐水脱氯工序。 对于干燥部分,在实践应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方式,比较典型的有:a、一段
13、泡沫塔、二段泡沫塔b、一段填料塔、二段泡沫塔c、一段填料塔、二段泡罩塔。国内采用最多的是填料塔和泡沫塔组合,这是两种典型的塔。泡沫塔的特点是结构简单、造价低、塔板数多;缺点是操作弹性小、不便于增加硫酸循环量,操作弹性仅为15%,塔板阻力降大,一般100-200mmH2O,而且开孔的加工精度、酸泥沉积等因素易影响其操作稳定性。填料塔操作弹性大,易操作,压降小,但投资大,有效塔板数少。泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔制碱,塔板数多,压降与泡沫塔相当,操作弹性比较大。经过对以往经验的总结、比较,应选择二段干燥;一段为填料干燥塔,二段采用泡罩干燥塔。目前氯气输送设备有两种形式:一种是液环泵,另一种是离心
14、式压缩机。液环泵对氯气含水量要求不苛刻,但动力消耗大,输送量小,出口氯气压力低,适用于生产规模在5万吨/年烧碱能力以下的氯气输送;离心式压缩机具有输送量大、排气压力较高、运转平衡、得以改善工作环境等优点。该设备能量消耗与同气量液环泵相比节电50%,但要求氯气中含水量99%,是很好的有机氯生产原料。( 6)氢气纯度高通常氢气纯度99%,可直接用于要求高纯氢的场合。随着科学技术的迅猛发展,大量的新材料、新工艺、新方法在离了膜结构、电解槽设计和电解工艺等方面应用,给离了膜法氯碱生产注入了新的活力。3 氯碱化工行业的现状 3.1 目前氯碱产量 近年来,我国的氯碱工业无论是在产量、质量还是品种上都得到了
15、迅猛的发展。生产力的不断增加和扩大,烧碱的产量也在不断成倍的增加。到1990年,烧碱的产量就高达330多万吨,仅次于美国和日本等氯碱行业的技术和产量,位居世界第三位。到1995年,我国烧碱的产量就已经达到将近500万t。到2000年就达到了550万t左右的产量。其生产产量的发展是巨大的。到了2002年生产的烧碱产量高达800多万t,成为了历史的最高值。到2011年,全国烧碱产量为 2 086.7 万t,开工率达到 69%。 3.2 氯碱生产的能力 目前我国大大小小的氯碱企业就有270多家。随着市场竞争的日益激烈,我国氯碱生产厂家也在扩大规模,加大生产力度。从1990年的烧碱扩建高潮,到2010
16、年达到2086多万吨的烧碱生产数量,几乎使烧碱市场趋于饱和的状态。但是众多的氯碱企业内,很多都是设施不完善,规模比较小的企业,为了顺应市场的发展,在市场发展趋势的洪流下,争取一点利益,才开始从事的行业。诚然,氯碱行业的发展对环境的污染是比较大的,所以我们在发展的同时,要把企业向规模化,制度化、安全化的方向发展,对那些不规范的小企业要坚决的摒弃,以免造成严重的环境污染,得不偿失。 3.3 氯碱在技术和规模上的现状 我国大部分的氯碱行业的规模越来越大,从以前的100kt/a,到现在的80wkg/a90wkg/a。但与国外的大型氯碱行业相比,差距还是比较明显的,生产能力也就远远的小于发达国家的产量。
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