氯碱生产中节能降耗

侯亚楠李涛

侯亚楠李涛（新疆中泰化学股份有限公司）

摘要：氯碱生产工艺中的酸、碱性废水的再回收利用。

关键词：树脂塔再生酸性废水碱性废水固碱冷凝碱性废水循环使用节能降耗

新疆中泰化学股份有限公司（以下简称中泰化学）二期36万t/a聚氯乙烯树脂配套30万t/a离子膜烧碱项目于2008年4月开工建设，目前项目已建设完成，在试运行阶段，预计7月正式投入生产。本期的氯碱工艺中，充分的考虑的工业生产中所产生废水的综合利用，达到了装置生产污水零排放。

1树脂塔再生过程中酸性废水的利用

二次盐水精制系统采用3塔流程，一塔在线，一塔保护，一塔再生的工艺流程，其螯合树脂是一种吸附二价金属离子的树脂，目前国内使用的是上海D-403型亚氨基乙酸型树脂。此树脂在吸附金属离子前是Na型，在吸附了二价金属离子后，形成金属离子螯合物，当树脂塔内的树脂吸附量达到一定值时，就需要对树脂进行再生处理，否则因螯合树脂吸附量达到饱和后，精制的盐水无法达到需要的要求。螯合树脂的再生包括酸性和碱性再生等步骤，酸性再生是使用31%的HCL高纯酸溶液经稀释达到5%的浓度后进螯合树脂塔进行酸再生，其中酸碱再生结束后，其产生的大量的酸性及碱性废水，是螯合树脂再生过程中产生的生产污水，一般生产厂家是将酸性废水和碱性废水在一个大的容器中进行中和后，送往一次盐水进行化盐。现根据生产经验，将酸性废水送往淡盐水脱氯前的盐水加酸环节，将碱送往真空脱氯塔出来的盐水管线，这样可以很好的利用了再生所产生的酸性及碱性废水，并且送往一次盐水化盐的用途没有改变。

二次盐水精制塔中用的离子交换树脂是一种螯合树脂。由苯乙烯-二乙烯基苯与磷氨酸的共聚物。结构如下：

树脂中的Na+被二价金属阳离子置换，方程如下：

(RCH2NHCH2PO3Na)2Na2+Ca2+→(RCH2NHCH2PO3Na)2Ca+2Na+

螯合物的可能结构：

树脂容易置换与乙二胺四乙酸相似的各种金属阳离子：Cu++，Pb++>Zn++>Ca++，Cd++>Mg++，Ni++>Sr++>Ba++>>Na+

树脂是螯合结构，能够用酸再生，下面是方程式：

(RCH2NHCH2PO3Na)2Ca+4HCl→2(RCH2NHCH2PO3H2)+CaCl2+2NaCl

氢氧化钠使树脂再生为钠型，下面是方程式：

2(RCH2NHCH2PO3H2)+4NaOH→2(RCH2NHCH2PO3Na2)+4H2O

2(RCH2NHCH2PO3Na2)+4H2O→(RCH2NHCH2PO3Na)2Na2+4H2O

所以对再生过程中产生的含有部分氯化钙和氯化镁的酸性废水，碱浓度经过水稀释后的碱性废水，通过两个废水收集罐进行收集。然后分别通过酸性废水泵及碱性废水泵送往淡盐水脱氯塔去脱氯。

2再生过程中酸碱废水利用的依据及计算

2.1再生过程中酸性废水利用的依据离子膜电解装置产生的含氯淡盐水必须经过脱除游离氯后才能送往一次盐水进行化盐。因为含游离氯的淡盐水对管线会造成严重腐蚀，且淡盐水中含的游离氯量远大于原盐中溶解时所产生的游离氯，所以这部分游离氯必须脱除。因为游离氯在水中的溶解是有一定溶解度的，在酸性环境下，游离氯会倾向于生成氯气的方向反应，所以要在淡盐水中加一定的酸，使得以下反应朝着生成氯气的方向反应。

H2O+CL2→H++CL+HOCL

这样，再生过程中产生的酸性废水就可以通过收集，充分进行利用，这样不仅减少了要中和这些酸而耗费的碱，也可以将这些酸进行再次利用。

2.2酸再生过程中废酸的计算一套十五万吨树脂塔再生周期为24小时，单塔再生耗酸2.8m3/h；一年耗酸：2.8×8000&pide;24=932.4m3/y

2.3再生过程中碱性废水利用的依据

Cl2+2NaOH→NaOCl+NaCl+H2O

NaOCl+Na2SO3→Na2SO4+NaCl

Ukn反应

Cl2+2NaOH+Na2SO3→Na2SO4+2NaCl+H2O

为了去除脱氯盐水中的一小部分氯，需要用NaOH来改变PH值和以使氯从Cl2转化成NaOCl。

所以，再生过程中产生的废碱可以通过废碱液收集罐进行回收利用。

2.3碱再生过程中的碱度计算一套十五万吨树脂塔再生周期为24小时，单塔再生耗碱1.34m3/h，；一年耗碱：1.34×8000&pide;24=446.7m3/y

2.4效益估算高纯酸按照目前市场价：400元/吨，年30万吨项目产生效益74.6万元/年。32%液碱按照目前市场价：800元/吨，年产30万吨烧碱项目碱再生后废碱液的利用产生的效益：22.9万元。整体效益估算将大于100万元/年，因为这些不包括中和酸性废水和碱性废水所消耗的纯酸、纯碱。

3碱性冷凝水的利用

蒸发的碱性冷凝水是指32%的液碱在蒸发过程中蒸出碱性蒸汽经冷凝后形成的碱性冷凝液，经检测，冷凝液中Ni离子含量较低，故可以被离子膜电解装置当做纯水使用。

4小结

氯碱生产中产生的酸性、碱性废水，大多被用于中和后送往一次盐水化盐，蒸发工序的碱性冷凝水也被用于送往一次盐水化盐，一次盐水的废水消耗量是一定的，这样做在很大程度上是一种资源的浪费，通过本次工艺的改造，使得酸碱性废水得到充分的利用，节约了企业的运行成本，为清洁生产做出了进一步的改善。

参考文献：

[1]程殿彬.离子膜法制碱生产技术.