芒硝型卤水生产纯碱.doc

芒硝型卤水生产纯碱.doc 芒硝型卤水直接生产纯碱工艺 中国中轻国际 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 有限公司 彭赛军 彭志成 天津科技大学 袁建军 沙作良 唐 娜 厦门绿琻膜科技有限公司 陈 颖 一. 概况 纯碱被称为“化工之母”～是重要的基础化工原料之一。纯碱主要下游产品为四硼酸钠、红矾钠、氧化铝、合成洗涤剂、日用玻璃制品、肥皂、平板玻璃、硅酸钠、偏硅酸钠、合成洗衣粉、三聚磷酸钠。 世界纯碱生产大国产能情况见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 表1 世界纯碱生产大国产能情况 万吨/年 年份 中国 美国 西欧 东欧 其他国家 1600 1000 600 550 2005年产能 500 1410 2005年产量 2006年产能 1770 1000 600 550 500 1543 2006年产量 3225 2010年产能 2010年产量 二. 国内外工艺已有工艺介绍 2.1 国内外工艺发展过程 已知的生产纯碱工艺主要有: 1,路布兰法制纯碱 以食盐为原料用硫酸处理得到芒硝和盐酸～芒硝再与石灰石、煤粉煅烧生成纯碱～所得硫化钙再碳化获取硫化氢作为生产硫酸原料。 2,索尔维法制碱 盐水吸收氨和二氧化碳得到碳酸氢钠～过滤后所得母液用石灰蒸馏回收氨。 3,联合法制纯碱 ,1,察安法 先生产出碳酸氢铵结晶体～再与饱和卤水反应而得重碳酸钠～过滤后所得母液降温～再加食盐溶解置换出氯化铵结晶。 1 ,2,候氏碱法 盐水吸收氨和二氧化碳得到碳酸氢钠～过滤后所得母液冷析后再加食盐溶解置换出氯化铵结晶。 ,3,日本A.C联碱法,新旭法, 盐水吸收氨和二氧化碳得到碳酸氢钠～过滤后所得母液冷析后再加食盐溶解置换出氯化铵结晶。可以调整氯化铵的产量～多余的固体氯化铵可直接加灰乳蒸馏回收氨。 ,4,芒硝联碱法 以芒硝为原料吸收氨和碳化得到碳酸氢钠～过滤后所得母液冷冻后硫酸铵。 4,天然碱法 以碳酸钠、碳酸氢钠盐湖矿资源为原料～水溶转化蒸发生产纯碱。 2.2 现有生产工艺需要改进之处 1,路布兰法制纯碱 路布兰法存在产品质量差、生产成本高、人工消耗大以及生产过程均在固相间进行～难于连续作业等缺点。 2,索尔维法制碱 索尔维法,氨碱法,存在原料氯化钠利用率低,钠的利用率约75%、氯的利用率 3为0%,,蒸馏废液,含有大量氯化钙、氯化钠～每生产1吨纯碱产生9-10m废液排放,排出系统量极大～浪费资源、形成新的环境污染。 由于蒸馏过程与硫酸盐形成硫酸钙垢～因此～不能直接采用芒硝型卤水为原料。 3,联合法 联合法制纯碱,冷法联碱法,存在需采用固体氯化钠为原料～原料成本高～冷析盐析结晶氯化铵电能消耗高～析铵母液循环量大。 由于冷析和盐析过程形成十水硫酸钠与氯化铵混晶～因此～不能直接采用芒硝型卤水为原料。 因此～上述工艺在实际生产中应用都有局限性。 本文推荐芒硝型卤水直接生产纯碱变革工艺。 本发明工艺的目的是针对上述亦有生产工艺存在问题～提出新的以芒硝型卤水生 2 产碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、氯化铵工艺路线～可以直接以卤水为原料～采用氨碱法或联碱法生产碳酸钠～脱氨母液采用膜法和蒸发法分离硫酸钠～脱氨母液采用蒸发法分离氯化钠、氯化铵～生产过程大幅度降低能耗和成本直接得到氯化钠、硫酸钠、氯化铵～无母液排放解决环境保护～是节能减排的生产工艺。 三. 芒硝型卤水直接生产纯碱变革工艺 3.1 工艺流程及简述 芒硝型卤水直接生产纯碱变革工艺流程见图1。 NH、CO 32 NH CO 32 氨 NH 二氧化碳CO 32 NaCl、NaSO 碳酸氢钠NaHCO 243 芒硝型卤水 吸氨 碳化 分离 煅烧 碳酸钠 NaCO 23 NH CO 重碱母液 32 NH、CO 脱氨 盐 32 纳滤膜分离 脱硝渗出清液 高温蒸发 分离 富硝浓缩液 制盐母液 高温蒸发 低温蒸发 制硝母液 离 制铵母液 分离 分 硫酸钠 氯化铵 图1 芒硝型卤水直接生产纯碱变革工艺 流程图 破产流程图 免费下载数据库流程图下载数据库流程图下载研究框架流程图下载流程图下载word 3 芒硝型卤水联产碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、氯化铵工艺～它包括以下步骤: 1,它以含氯化钠为主、硫酸钠为辅的芒硝型卤水与氨,NH,、二氧化碳,CO,32为原料进行复分解反应后分离获得固体碳酸氢钠,NaHCO,和含有氯化铵,NHCl,、34硫酸钠,NaSO,、氯化钠,NaCl,、碳酸氢铵,NHHCO,、碳酸铵,(NH)CO,的重碱2443423母液, 2,将重碱母液预热高温脱除碳酸氢铵,NHHCO,、碳酸铵,(NH)CO,后得到含43423有氯化铵,NHCl,、硫酸钠,NaSO,、氯化钠,NaCl,的脱氨母液, 424 3,脱氨母液经过纳滤膜分离后得到含有少量硫酸钠,NaSO,和氯化铵,NHCl,、244氯化钠,NaCl,为主的脱硝渗出清液和含有多量硫酸钠,NaSO,、氯化铵,NHCl,、244氯化钠,NaCl,的富硝浓缩液, 4,富硝浓缩液高温蒸发分离得到固体硫酸钠,NaSO,和制硝母液～制硝母液循24 环至脱氨母液混合进入纳滤膜分离工序, 5,脱硝渗出清液和制铵母液高温蒸发分离得到固体氯化钠和制盐母液, 6,制盐母液低温蒸发分离得到固体氯化铵和制铵母液, 7,制铵母液与脱硝渗出清液混和循环蒸发分离得到固体氯化钠和制盐母液, 8,固体碳酸氢钠,NaHCO,煅烧后转化为固体碳酸钠,NaCO,。 3233.2 本发明工艺的特点 具有主副产品质量高,液体卤水芒硝型直接作为生产碳酸钠、盐、硝、氯化铵产品的原料～原料适应很强,蒸汽等能耗和生产成本低、闭路循环无三废排放等特点。 本工艺还可用于NaCl-HO体系与氨,NH,、二氧化碳,CO,为原料生产碳酸钠、232 盐氯化钠、硫酸钠、氯化铵。 3.3 工艺 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 技术经济指标比较 本发明工艺与上述联合法,冷法联碱法,主要技术经济指标比较见表2。 4 表2 主要工艺技术经济指标比较表 以吨产品计 联合法,冷法联碱法, 本发明工艺 工艺 数量 费用 数量 费用 项目报批总投资 132815万元 295万元 130810万元 291万元 原料煤,1000元/吨, 14.60万t 14600万元 14.60万t 14600万元 3燃料煤,500元/m, 19.48万t 9740万元 24.48万t 12240万元 固体盐,300元/吨, 36万t 10800万元 液体盐,5元/吨, 36万t 180万元 水,3.00元/吨, 575.64万t 1727万元 515万t 1545万元 电,0.60元/度, 13609万kW.h/a 8165万元 11614万kW.h/a 6968万元 工资,3.6万元/人.年, 2160万元 2160万元 相对成本 47487元 37984万元 纯碱质量 较低 较高 氯化铵质量 较低 较高 注:规模为30万吨/年纯碱、30万吨/年氯化铵。 从表2 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 :联合法,冷法联碱法,生产成本较高、产品质量较低,本发明工艺生产成本较低、产品质量较高。 综上分析～根据上述分析～本发明工艺技术经济指标优于联合法,冷法联碱法,。 3.4 生产参数 本发明工艺以NaCl-NaSO-HO体系芒硝型卤水,NaCl 200-330g/l、NaSO24224 1.0-90g/l,和氨,NH,、二氧化碳,CO,为原料生产碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、氯32 化铵工艺～本工艺取用含有氯化钠,NaCl,为主、硫酸钠,NaSO,为辅的芒硝型卤24 水与氨,NH,、二氧化碳,CO,为原料进行复分解反应,反应温度15-50?,后分离32 获得固体碳酸氢钠,NaHCO,和含有氯化铵、硫酸钠、氯化钠,NaCl 50-200g/l、3 NaSO1.0-90g/l、NHCl 100-250g/l,和少量碳酸氢铵,NHHCO,、碳酸铵,(NH)CO,24443423的重碱母液,重碱母液预热高温,温度55-150?,脱除碳酸氢铵,NHHCO,、碳酸铵43,(NH)CO,后得到含有氯化铵,NHCl 100-250g/l、NaSO1.0-90g/l、NaCl 50-200g/l,423424 的脱氨母液,脱氨母液经过纳滤膜分离后得到含有少量硫酸钠,NaSO1.0-10 g/l,24和氯化铵,NHCl100-250g/l,、氯化钠,NaCl50-200g/l,为主的脱硝渗出清液～含4 有多量硫酸钠,NaSO70-100g/l,、氯化铵,NHCl50-200g/l,、氯化钠,NaCl10-150g/l,24 4 的富硝浓缩液,富硝浓缩液高温(温度55-150?)蒸发分离得到固体硫酸钠,NaSO,24 5 和制硝母液,NaSO10-60 g/l、NHCl70-240g/l、NaCl30-190g/l,～制硝母液循环至24 4 脱氨母液混合进入纳滤膜分离工序,脱硝渗出清液高温(温度55-150?)蒸发分离得到固体氯化钠和制盐母液,NHCl300-550g/l、NaCl70-200g/l,,制盐母液低温(温度4 15-70?)蒸发分离得到固体氯化铵和制铵母液,NHCl100-300g/l、NaCl50-300g/l,,4 制铵母液与脱硝渗出清液混和循环蒸发分离氯化钠,碳酸氢钠,NaHCO,煅烧后转化3为碳酸钠,NaCO,。 23 3.5 原材料、物料、动力消耗指标及需用量 原材料、物料、动力消耗指标及需用量见表3。 表3 原材料、物料、动力消耗指标及需用量 吨纯碱计 序号 名称 规格 单位 单位产品消耗量 备注 1 原料煤 5000kcal/kg t 0.4866 2 燃料煤 5000kcal/kg t 0.6493 3 3 水 常温 m19.19 4 电 380V kW.h 453.6 3 5 液体盐 300g/l m4.2 四.本发明工艺初步结论 4.1 可以芒硝型卤水直接生产纯碱 纯碱生产可以芒硝型卤水直接作为生产原料。 4.2 可以对现有氨碱法工艺装置进行改造 对现有氨碱法工艺装置进行改造～过滤母液脱氨、脱硝、铵盐分离～固体氯化铵蒸馏回收氨～可以减少废液量2/3～同时提高氯化钙的浓度。 4.3 可以对现有冷法联碱法工艺装置进行改造 对现有冷法联碱法工艺装置进行改造～过滤母液直接去脱氨、脱硝、铵盐分离～固体氯化铵作为产品～可以减少碳化循环母液量1/3～同时提高碳化装置的生产能力。 4.4 有利于节能减排 本工艺应用液体盐为原料～有利于减少能源消耗～减少灰渣、废液的排放～符合科学发展观、循环经济理念～符合国家节能减排的产业政策。 4.5 有利于液体盐应用于两碱化工生产原料 国外欧美经济发达国家～液体盐直接用于工业原料达到50-70%,我国约为30%～ 6 主要为液体盐直接用于烧碱工业原料。本工艺具有开拓性地液体盐应用于纯碱化工生产原料～有利于推进液体盐应用于两碱化工生产原料。2010年我国烧碱产能2743.8万吨/年、纯碱产能3225万吨/年～如果按70%的能力生产～年消耗液体盐约5930万吨～将大大提高我国液体盐的使用量。 4.6 具有技术经济性和合理性 本工艺生产成本有利于降低～具有技术经济性和合理性。 参考文献: 1,2004年化学工业出版社《纯碱工学》。 2,中国中轻国际工程有限公司彭赛军等2010年申请发明专利芒硝型卤水联产碳酸钠、氯化钠、硫酸钠、氯化铵工艺。 3,中国中轻国际工程有限公司彭赛军等2009年申请发明专利,200910080095.1, 《NaCl-NaSO-HO体系与NHHCO生产NaHCO、NHCl和NaCl工艺》。 2424334 4,彭赛军及天津科技大学铵盐蒸发试验。 5,彭赛军及厦门绿琻膜科技有限公司膜法脱硝试验。 2011年4月30日 7