如何优化离子膜烧碱生产工艺相关探究

李庆宝1杨东2李建平2马丽艳2

1新疆轻工职业技术学院             新疆 乌鲁木齐         830000

2新疆中泰创新技术研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：尽管离子交换膜烧碱生产工艺在国内乃至全球都处于领先地位，但由于氯碱的高风险性以及其高度的自动化，许多关键环节的操作都需要极高的技能水平，如果出现任何差错，将可能造成极其严重的安全事故以及巨额的经济损失。离子膜烧碱生产工艺是目前常见的制作工艺。基于此，本文就如何优化离子膜烧碱生产工艺户进行了相关探究。

关键词：离子膜法；烧碱；生产工艺；优化分析

引言：

随着改革开放的推进，离子交换膜烧碱的生产技术取得了长足的进步，但仍存在着一些挑战，如工艺复杂、原料浪费、安全隐患等。为此，采取有效措施，如建立完善的膜电解系统，实施吸附沉淀膜电解槽，以及加强对离子交换膜烧碱的监测和管理，是提高烧碱生产技术水平的重要手段。我国烧碱的产量一直处于世界领先地位，但其生产技术却相对落后。为了提高烧碱的效率，必须采取措施来改进现有的离子交换膜法，以减少原材料的浪费。然而，由于该工艺的复杂性，仍然存在一些安全隐患，需要加以解决。

一、离子膜烧碱生产工艺的过程

1.配水

为了实现有效的电解，需要将盐水中的过量硫酸根进行去除。这些去除后的盐水由两部分组成：第一部分是通过先进的自动控制装置进行调节，第二部分则是将上清液储存在专门的容器中，以确保最终的电解效果。此外，从其他工艺中提取淡盐水，并与经过精心筛选的盐泥混合，以形成一种独特的化学盐水。

2.化盐和盐水的精制

通过调整盐水的温度，将氢氧化钠溶液倒入原来的盐水池，并在其中与镁离子发生化学反应，形成沉淀的氢氧化镁，从而将有机物分解成更小的颗粒。随后，将经过搅拌的粗盐水倒入预处理器，将其中的微粒和悬浮物质进行过滤，最终去除污染物。经过凯膜分离，反应罐内的剩余水经过螯合树脂的二次精制，以去除Mg2+和Ca2+，最终得到合格的二次精盐水，并经过电解处理，以达到最佳的效果。

3.电解

通过二次精制，将盐水放入阳极室，并受到电流的影响，分解出氯气和淡盐水，随即被汽水分离器分离出来。接着，这些氯气被收集到氯气处置总管，最终经过一系列的步骤，最终达到脱氯的目的，这些步骤包括物理脱氯和化学脱氯。经过电解反应，氢气被收集并运往特定的处理设备。钠离子会随着电流的流动而穿越阳极和阴极，最终形成一种新的物质，即氢氧化钠。

4.淡盐水的脱氯

在离开电解槽后，淡盐水必须进行脱氯处理，因为游离氯具有极强的腐蚀性，可以使二次盐水精制过程中的鳌和树脂失去鳌和能力，从而造成浪费和损失。因此，必须采取有效措施，彻底除去盐水中的游离氯，以保证其质量和安全。为了有效地去除盐水中的游离氯，应在盐溶液中添加亚硫酸钠等还原性物质，并在进入脱氯塔之前进行调节，以确保脱氯效果达到最佳。脱氯后的盐水可以被投送到氯气处置工序，以达到最佳的净化效果。在这个过程中，我们需要重新分配水和进行盐化处理。

二、离子膜烧碱生产工艺的优化理论依据

通过改进原有的生产工艺，我们可以使用适当的溶剂来降低游离氯的浓度，这样可以减少粗盐水中的有害物质，并且可以保证生产过程的高效性。经过深入研究，我们发现，在淡盐水脱氯和盐水精制的生产过程中，存在着诸多技术难点、动力消耗高、质量参数不稳定等问题，特别是在脱氯和精制工序，若出现较大的质量变化，将严重影响到整体的稳定性。经过多次的检查与评估，发现引入的技术与本土的盐水质量存在较大差异，因此无法保证生产流程的可持续性与稳定性。

三、离子膜烧碱生产工艺优化策略

1.淡盐水脱氯系统优化

通过离子膜电解槽提供的淡盐水，在经过脱氯处理之后，能够维持较高的稳定性，同时还能够有效地降低一次盐水工序的设备腐蚀，然而，这需要大量的纯净水和劳动力。这不仅会增加生产设备的投入，而且由于系统中硫酸根的浓度升高，会使得整个一次盐水工序的工艺周期变得更长。为了有效地减少氯的排放，我们应该取消原有的亚硫酸钠处理设备，并且加强离子交换膜电解脱氯技术的R&D，优化操作流程，提高过程控制指标，并建立自动控制系统，实现对参数的有效监测，从而确保盐水中能够有效地残留一定的游离氯，并且可以直接将其输送至下一个生产环节。重新设计后的改造包括取消原有的亚硫酸钠储罐，增加准备槽，安装自动控制阀，并对进出口管道进行改造，以满足离子膜电脱氯系统的需求。为了确保脱氯系统的可靠性和稳定性，我们将对操作流程和控制指标进行全面调整，并取消脱氯塔的亚硫酸钠处置装置。此外，为了保证生产过程的正常运行，淡盐水中剩余游离氯的含量必须保持在规定的范围内，而多余的游离氯也必须被有效回收，以确保系统的安全性和可靠性。此外，为了优化离子交换膜烧碱生产工艺，必须采用自动控制和联锁技术，以确保整个过程指标范围能够稳定运行。

2.一次盐水精制系统的优化

如果一次盐水的游离氯含量超出了规定的限度，那么就需要取消次氯酸钠的处理，这样就能够有效地提高一次盐水的在线pH值。为了提升一次盐水的生产效率，必须采取多种措施，包括优化和同步相关的过程设备，调整操作模式，改变自动控制系统的控制指标和控制参数，以实现最佳的生产效果。这些措施包括：清理次氯酸钠配制罐，更换进出口管路，更换泵阀，安装实时监控设备，并对计量装置进行优化。此外，我们还需要提高一次性盐水的实际pH值，并对其进行调整。为了确保一次盐水生产系统的稳定性和安全性，机械设备必须正确地投加次氯酸钠。为了有效地消除有害物质、细菌和藻类，必须根据实际情况科学调节盐水中游离氯的含量，使其保持在一个合理的范围。如果一次盐水的质量指标发生了剧烈变化，二次盐水系统也会受到影响，这将对电解槽中的盐水质量造成严重的不利影响。

结语：

随着我国科技的飞速发展，以及全民工业化的普及，离子膜烧碱行业的技术也取得了长足的进步。我国拥有全球最大的离子膜烧碱产量，并且积累了丰富的生产经验，为此，我国的科研人员们不断改善和完善离子膜烧碱的生产工艺，使其达到更加先进的水准。未来，为了更好地促进我国离子膜烧碱的发展，应当加大对该领域的投入，不断增强自身的研发实力，积极把握核心技术，以期望尽快实现离子膜烧碱的全面升级，从而推动整个工业的发展。

参考文献：

[1]王志勇，李和平，尹志刚等.离子膜烧碱生产工艺的优化[J].桂林理工大学学报，2021，31（1）：100-105.

[2]林向俊.离子膜制烧碱工艺降低能耗技术优化[J].化工管理，2021，（30）：74.

[3]高荣.如何优化离子膜烧碱生产工艺相关探究[J].我国化工贸易，2021，9（5）：70.