武汉市葛店化工厂有机磷农药污水处理工程.doc

世界烧碱生产是几种工艺并存，即离子膜法、隔膜法以及水银法，另有少量苛化法。目前日本已有90%的烧碱装置采用离子膜法生产，美国以采用隔膜法为主，约占2/3左右，其余为水银法和离子膜法，欧洲则50%以上采用水银法，离子膜法只占不到10%，其余为隔膜法。离子膜法污染小，操作成本低，是新建烧碱装置的首选。不过，在美国和西欧等发达国家，由于历史和自然条件等原因，大多数氯碱装置仍采用隔膜法或水银法工艺。通常隔膜法在盐水价格低廉或热电联产可提供低价蒸汽条件下，仍具有一定的竞争力；水银法在电价低廉，并且装置已充分折旧条件下，具有一定的经济性。但水银法存在环保问题，西欧已立法在2010年完全禁止。预计今后几年西欧氯碱工业将进一步进行调整，那些老旧的水银法装置将被关闭。目前我国烧碱生产工艺技术以隔膜法和离子膜法为主。离子膜法是八十年代新技术，是当今氯碱生产最理想的生产方法。近年来新建的氯碱厂均采用离子膜法，改建和扩建的氯碱厂也多以离子膜取代原有的水银法和隔膜法。由于离子膜法制碱生产工艺具有能耗低、产量质量高、无污染、生产工艺成熟等优点，是当今电解技术最为先进的生产工艺。本工程采用离子膜电解法生产烧碱，具有以下的先进性： A、能耗低，和其他电解法相比，生产一吨30%的液碱（折100%计）能耗比隔膜碱节约0.57吨标煤。 B、三废污染小，离子膜法没有水银、铅、沥青、石墨、石棉等有害物质的污染，属清洁生产工艺。 C、电解液的蒸发采用降膜式蒸发器，具有能耗低、占地少、操作简单的优点；D、离子膜碱为高纯度碱，杂质少，可应用于化纤、轻工、医药等部门。化学化工,化工,工艺 离子膜法与隔膜法生产工艺的比较来源：幸福校园论文网时间： 2005-11-30 标签：化学工程学 报告书 摘要：目录隔膜法工艺过程工艺流程工艺选择依据工艺选择依据离子交换膜法工艺过程原文一、设计以NaCL,水为原料，采用隔膜电解法生产35烧碱、氯气、氢气的工艺，与用离子膜法生产进行对比，阐述离子膜法生产的优点。1以隔膜法生产原理为依据，讨论各工段设置的目的。2在隔膜法生产中，以电解、蒸发工段为重点讨论所选择工艺流程的原因。3对上述两工段选择的工艺流程讨论其工艺条件选择的依据。4与隔膜法比较，讨论离子膜法生产的优点。5画出隔膜法生产的全厂原则工艺流程、电解、蒸发工段生产流程。烧碱生产方法很多,但能工业化生产的方法并不多,较常用的方法为食盐电解法,即: 在生产烧碱的同时副产氢气与氯气。在我国,氯碱工业是重要的基础化学工业之一,也是在国民经济中占重要地位的化工原材料基础工业。传统的烧碱生产工艺是隔膜电解和水银电解方法。这两种方法对人类生存的环境都有污染,为保护环境,20世纪70年代开始开发出离子膜法电解烧碱工业电化法。隔膜法1893年成功生产出商品碱。此法是用多孔渗透膜材料作隔层,把阴阳极产物分开。此法生产效率低,产品质量差,另外膜多为石棉膜,对人体及环境有很大危害,所以近年来随先进工艺的引进,已基本被淘汰。隔膜法工艺过程：电解槽的结构和性能： 食盐水电解工艺中,利用电解槽内隔膜将阳极产物(氯气)和阴极产物(氢气和烧碱)分开的电解生产工艺称为隔膜电解法.电解原理见图3-3-01.浓度为310330g/L的精盐水进入阳极室生产氯气,Na+及剩余的NaCl溶液以一定流速(至少要大于OH-向阳极的迁移速度)通过隔膜进入阴极室以保持阴极室的电中性.由阴极室流出的是含130150g/LNaOH和160210g/LNaCl的稀碱液.电解槽阳极过去多用石墨,现在普遍采用的是在纯钛上镀上RuO2-TiO2混合物的金属阳极(商品名DSA). . 世界烧碱生产是几种工艺并存，即离子膜法、隔膜法以及水银法，另有少量苛化法。目前日本已有90%的烧碱装置采用离子膜法生产，美国以采用隔膜法为主，约占2/3左右，其余为水银法和离子膜法，欧洲则50%以上采用水银法，离子膜法只占不到10%，其余为隔膜法。离子膜法污染小，操作成本低，是新建烧碱装置的首选。不过，在美国和西欧等发达国家，由于历史和自然条件等原因，大多数氯碱装置仍采用隔膜法或水银法工艺。通常隔膜法在盐水价格低廉或热电联产可提供低价蒸汽条件下，仍具有一定的竞争力；水银法在电价低廉，并且装置已充分折旧条件下，具有一定的经济性。但水银法存在环保问题，西欧已立法在2010年完全禁止。预计今后几年西欧氯碱工业将进一步进行调整，那些老旧的水银法装置将被关闭。目前我国烧碱生产工艺技术以隔膜法和离子膜法为主。离子膜法是八十年代新技术，是当今氯碱生产最理想的生产方法。近年来新建的氯碱厂均采用离子膜法，改建和扩建的氯碱厂也多以离子膜取代原有的水银法和隔膜法。由于离子膜法制碱生产工艺具有能耗低、产量质量高、无污染、生产工艺成熟等优点，是当今电解技术最为先进的生产工艺。本工程采用离子膜电解法生产烧碱，具有以下的先进性：A、能耗低，和其他电解法相比，生产一吨30%的液碱（折100%计）能耗比隔膜碱节约0.57吨标煤。B、三废污染小，离子膜法没有水银、铅、沥青、石墨、石棉等有害物质的污染，属清洁生产工艺。C、电解液的蒸发采用降膜式蒸发器，具有能耗低、占地少、操作简单的优点；D、离子膜碱为高纯度碱，杂质少，可应用于化纤、轻工、医药等部门。CS21694-0055-0001 离子膜烧碱原料卤水中微量碘离子的脱除 摘要 一种原卤水中微量碘离子的脱除方法。它是使用双氧水、次氯酸钠、氯气、三氯化铁、氯酸钠等中的一种或几种作为氧化剂，活性炭、分子筛、白土、硅藻土等中的一种或几种作为吸附剂。在酸性条件下，用氧化剂氧化卤水中的I-成I2，然后通过无机吸附剂吸附，当原卤水中碘含量在0.1-5mg/L之间时，吸附处理后含碘量小于0.05mg/L，完全达到离子膜法生产烧碱的要求(不大于0.2mg/L)。武汉市葛店化工厂有机磷农药污水处理工程来源：中国膜技术网 更新时间：08-7-3 11:05 武汉市葛店化工厂有机磷农药污水处理工程由葛店化工厂负责建设，中国市政工程中南设计研究院负责设计。工程设计概算280万元，竣工决算254万元。设计时间为1979年，施工时间为19801982年。该工程获1984年部级优秀设计二等奖。武汉市葛店化工厂生产的有机磷农药品种有1605、4049、乐果，当时属新品种农药，废水毒性极大，对环境影响严重。本工程于1979年设计，日处理高浓度废水300 m3，1982年8月建成投入运转，实际处理能力达600 m3/d。有机磷农药废水有机污染浓度高，色度深，还有残存农药，BOD5/COD平均值为0.37，还经常出现小于0.2，有刺鼻特异臭气。本工程从调查研究着手，经过小型到中型试验，探索出处理工艺，经过技术鉴定后进行设计。处理工艺采用碱化-生物两级处理。碱化是使废水中大分子物质水解，生物法则去除有机污染物质。生物处理构筑物是采用4座直径17 m合建式曝气池。进水浓度控制COD10001500mg/L，污泥BOD5负荷0.13 kg/（kgd），曝气时间16 h。工程特点：（1）突破了有机磷农药废水处理难题。促使新品种农药生产支援农业，碱化、生物两级处理是经济有效的，比单纯的化学处理或焚烧法是经济而又实用的。（2）合建式曝气池当时在国内有不同争议，本工程在总结经验教训的基础上作了变革，将钟罩形曝气区改为直筒形、增大曝气区，减小沉淀区，施工也较简单。（3）本工程除成功地处理有机磷农药废水外，还总结了合建式曝气池型构造及细部处理技术，如对叶轮充氧与窗口开启度的影响等。（4）本工程一次成功投入运转，投产后一直运转稳定，如曝气污泥回流通畅，导流区气水分离良好，沉淀区稳定，各项指标达到预期效果。当进水COD值控制在10001500 mg/L条件下时，月平均处理效果为：COD去除率78.1%，出水234 mg/L，若投加活性炭100 mg/L，COD去除率可提高到87.6%，出水121 mg/L；BOD5去除率为95.4%，出水16 mg/L；有机磷去除率99.7%，出水0.13 mg/L。运行管理：运转费用（以原污水计）0.72元/m3污水（包括电费、碱费、水费），碱是用商品氢氧化钠，每吨380元，占运转费的50%，若改用石灰，运转费可降低。1969年2月3日13时15分，湖北省武汉市葛店化工厂六六六工段液氯缓冲器陈旧导致爆炸，造成死亡8人，轻度中毒170人，经济损失7万元。是日，因六六六工段一只容量为1吨的氯气缓冲器上结霜，1名操作工打开蒸汽阀门欲将液氯气化。当该操作工刚一离开，缓冲器便发生爆炸，强烈的气浪将离爆炸点500米远的办公楼上门窗震开，在爆炸半径100米的区域内门窗玻璃受到不同程度的震破，附近澡堂屋顶炸坏，墙壁炸歪，在澡堂内洗澡的4名职工、3名家属因中毒较重，经抢救无效死亡，1名操作工当场被炸死。 爆炸时刮着三级西北风，氯气如滚滚黄烟向东南方向迅速扩散，附近车间当班工人以及农村社员170余人不同程度中毒。 爆炸后缓冲器下封头和中间筒体分开，107千克的上封头脱离筒体后朝西抛出，途中将锅炉房顶的避雷针打断后落在离爆炸点889米的马路上，99千克的下封头脱离筒体后朝北飞出，落在离爆炸点367米的马路上，一根重194千克的进口接管朝北弹出落在离爆炸点1366米处。二、事故原因分析 由于六六六工段的控制阀内漏，液氯流入缓冲器内，当操作工将蒸汽阀门打开，欲将液氮气化时，液氯受热急剧气化，压力急剧上升，陈旧的缓冲器承受不了高压，而发生爆炸。三、防止同类事故的措施1对生产氯气的生产岗位落实各项安全生产规章制度，对本厂职工和附近农村广泛宣传有关氯气危害、性质和作用，以及临床症状及防护方法的普及教育。2对医护人员培训学习氯气的使用方法和中毒后的抢救方法。第九章 电化学反应过程和氯化过程9.1概述9.1.1电化学在无机合成中的应用1. 电化学反应的特征：阴极和阳极表面进行有电子参加的氧化还原反应。通过改变槽电压、电极材料、电解液组成及浓度来调节所需的电化学反应速率和选择性。2. 电化学反应器的生产强度低于化学反应器。降低能耗、提高空时收率是电化学生产过程的关键问题。3. 电解食盐制取氢气、氯气和烧碱。氯碱工业是整个化学工业的基础之一。4. 氯酸盐的制取：采用无隔膜的电解槽，使两极产物接触，通过次级反应生成了氦酸盐。5. 氟的电解：熔融盆电解液中进行，常采用KF和HF二元电解质。6. 电解冶炼：获得纯度很高的金属，如电解钢的纯度可达99.98。可处理低品位的矿和多金属矿。9.1.2电化学在有机合成中的应用直接电有机合成：有机合成反应直接在电极表面上完成，包括氧化、还原反应、裂解、偶联、缩合、卤代等。间接电解合成：有机物的氧化还原反应仍采用氧化剂或还原剂，用化学方法进行，反应后的氧化剂或还原剂通过电解氧化或还原方法使之再生，反复使用。间接电解合成的特点是合成反应和氧化还原剂的再生分别在反应器和电解槽中完成。1. 癸二酸：聚酰氨树脂原料。柯尔贝反应：羧酸脱羧生产相应的自由基。己二酸一甲酯为原料，在10NaOH中电解氧化二聚。生成的酯水解可得。2CH3OOC(CH2)4COOH CH3OOC(CH2)8COOCH3+2CO2+2H+2e2. 己二睛：尼龙树脂原料。阴极：阳极：总反应：其它：见表9-2。9.1.3氯化过程1.氯化：化合物中引入氯元素，生成氯化合物的反应。重要的氯化产品，如二氯甲烷、四氯化碳、环氧树脂、聚氯乙烯、氯丁橡胶、尼龙6、工程塑料、农药、香料等。2. 氯化方法 1)热氯化法。以热能激发氯分子，使其分解成活泼的织自由基(Cl)，进而取代烃类分子中的氢原子，生成各种氯衍生物。例如甲烷氯化制取各种甲烷氯衍生物，丙烯氯化制取-氯丙烯等。 2)光氯化法。以光能激发氯分子，使其分解成氯自由基，进而实现氯化反应。光氯化法主要应用于液相氯化。例如苯的光氯化制备农药“666”。 3)催化氯化法。利用催化剂以降低反应活化能，促使氯化反应的进行。例如乙烯在CuCl2 催化剂存在时与氯加成制取二氯乙烷，乙快在HgCl2活性炭催化剂存在时与氯化氢作用生成氯乙烯等。4）氧氯化法。以HCl为氯化剂，在氧和催化剂存在时进行的氯化反应。例如苯经氧氯化制备氯苯，然后将氯苯经水解可制得苯酚；乙烯经氧氯化制备二氯乙烷，然后将二氯乙烷裂解制得氯乙烯等。9.2电解食盐水溶液制烧碱一、基本概念1. 法拉第电解定律法拉第在1834年提出的电解定律可表示为：在电解中，96500C(即1法拉第)的电量产生1克当量物质的化学变化。G= (M/nF)*ItK*QM：物质的相对原子量，n：物质的原子价（电极反应中的电子数）Q=It F=96500C=26.8Ah电化当量：为1Ah电量析出的物质克数。K= M/nF例如：电解食盐水的反应整个阴极反应总反应：在阳极极上析出C12的电化当量为：在阴极生成的烧碱的电化当量：K40/26.8=1.4925(g/Ah)2. 分解电压、过电压和电压效率a分解电压：对于化学反应：此反应的逆反应需要的电压即为理论分解电压。化学反应达到平衡时，理论分解电压为：还可以通过阴极、阳极半反应的能斯特方程计算。Er（阳极）（阴极），表示半反应的平衡电位，E表示实际电位，Er表示理论分解电位。如，298.15K，阳极液中NaCl 265kg/m3,阴极液中NaOH 100 kg/m3时，（Cl）1.332V（H）-0.840VEr（阳极）（阴极）1.332+0.8402.172Vb过电压实际反应的电极电位与理论分解电压的差称为该电极的过电压。影响过电压的因素：电极材料、电极表面状态、电流密度、温度、电解时间、电解质的性质和浓度以及电解质中的杂质等。气体电极过程，产生的过电压相当大，而析出金属则除Fe、Co和Ni外，产生的过电压一般均很小。电极表面粗糙，电解的电流密度降低以及电解液的温度升高，可以降低电解时的过电压。其中，电极材料对过电压的影响最大。如：石墨阳极上析出氯气、析出氧气的实际电位（1000A/cm2, NaCl 265kg/m3）E（Cl）（Cl）+Eo（Cl）1.332+0.251.582VE（O）（O）+ Eo（O）0.814+1.091.904Vc槽电压和电压效率电解槽两极上所加的电压称为槽电压，即实际分解电压，E（实）ErEoE（降）E（降）：电流通过电解液、电极、导线、接点等的电压降电压效率（E）3. 电流效率、电流密度和电能效率电流效率：在实际生产过程中，由于有一部分电流耗于电极上产生的副反应和漏电现象，电流不能100被利用，所以不能按前述的法拉第电解定律来精确计算所需的电量。工业上常用同一电量所得实际产量与理论计算所得量之比来表示电流利用效率I。电流密度。电极面上单位面积通过的电流强度，单位为A/m2。在实际生产中，为了控制分解电压，需采用合理的电流密度。电能效率：为电压效率与电流效率的乘积， 例 计算生产1t烧碱的理论耗电量和实际电量。已知，电解时理论分解电压为2.16V，槽电压3.5V，电流效率96。一、 电解过程的副反应1.阳极副反应阳极生成的Cl2溶解在水中，生成次氯酸和盐酸当阴极生成的碱，由于扩散或电迁移等原因进入阳极溶液中时，HClO被中和，生成易解离的次氯酸盐：C1O-在阳极上氧化，生成C1O-3并放出O2HClO的歧化反应上述反应使阳极生成的氯，阴极生成的碱，都由于副反应而白白消耗掉，这不仅降低了电流效率，而且降低了产品的纯度。阴极副反应由于阳极处合有少量的次氯酸钠和氯酸钠，它们会迁移到阴极附近，并和由阴极上产生的新生态H发生如下反应：生产中采用隔膜(或离子膜)将阴、阳极隔开，阻止Cl-或OH-迁移及采用较高操作温度降低Cl2在水中的溶解度，以减少氯气与烧碱的作用等，提高电能的利用和保证产品质量。二、 食盐水电解制氯气和烧碱工艺和生产方法三种方法：隔膜法；汞阴极法；离子交换膜法。隔膜法生产的烧碱约占烧碱总量的50左右，汞阴极法占39，离子交换膜法占11。中国隔膜法占90以上，汞阴极法占6，离于交换膜法占4左右。隔膜法经过技术改造，仍可占重要地位；汞阴极法因存在汞的环境污染问题，所占份额将会明显下降；离子交换模法因具有能耗低，产品质量高，运输管理容易，安全性能好等优点，已成为当代氯碱生产发展方向。1.隔膜法工艺过程利用电解槽内隔膜将阳极产物(氯气)和阴极产物(氢气和烧碱)分开的电解生产工艺称为隔膜电解法。电解原理：精盐水进入阳极室产生氯气，Na+及剩余的NaCl溶液以一定流速(至少要大于OH-向阳极的迁移速度)通过隔膜进入阴极室以保持阴极室的电中性。由阴极室流出的是NaOH和的NaCl的稀碱液。阳极材料：石墨金属阳极(DSA)：纯钛上镀上RuO2-TiO2。与石墨阳极相比，金属阳极具有析氯过电压低，耐氯腐蚀，氯气纯度高，电流效率高，使用寿命长以及电解槽密封性能好等优点。隔膜：（1）石棉隔膜：由石棉纤维和碱溶液混合形成的浆液，借助真空吸附在铁阴极网袋上制成。（2）改性隔膜：上述浆液中添加适量氟树脂(如四氟乙烯、聚多氟偏二氯乙烯、聚全氟乙烯丙烯等)和少量非离子型表面活性剂改性。工艺流程：分为盐水精制、电解、氯气和氢气处理、液氯、碱浓蒸发以及固碱制造等工序。（1）盐水精制：粗盐水中的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质在电解时生成难溶性的沉淀，与机械杂质一起堵塞隔膜的孔隙。盐水精制包括化盐、精制、澄清、过滤、重饱和、预热、中和、盐泥洗涤等过程。（2）氯气：由电解指引出的氯气冷却后，用浓硫酸脱水干燥，然后压送往液氯工序或其他氯产品生产工序。（3）碱蒸发：由电解槽流出的稀碱液，含有大量NaCl，在稀碱液蒸发浓缩工序中，NaCl呈结晶析出，经分离后制成盐泥浆供盐水重饱和使用。稀碱液经浓缩可得得含NaoH30和50的浓碱商品。（4）杂质去除：由电解槽流出的稀碱中含有NaClO3，它不仅影响产品质量，而且会腐蚀蒸发设备。脱除的方法是在稀碱液中加入联氨：2. 水银法又称汞阴极法，由电解和解汞两部分组成。由于电解和解汞分开，电解室中不产生氢和氢氧化钠，消除了C12和NaOH相互作用的机会、也避免了H2和Cl2的混合。此外解汞可以直接得到纯度高的浓度为45一50的液体烧碱。 水银法电解室中的主要反应；在阳极上的反应与隔膜法相同、是Cl-放电并析出Cl2。在汞阴极上的反应是Na+的放电：若盐水溶有C12时，生成HCl和HClO，发生以下副反应；解汞时的主反应和副反应：进入解汞室的钠汞齐若带有Hg2Cl2灰色固体,在解汞室中会发生以下副反应:3.离子膜电解法：离子交换膜(简称EEM或IM)是对于溶液中离子有选择性透过特性的高分子材料膜。氯碱电解槽选用的是阳离子交换膜。它能使Na+通过，而排斥Cl-离子。因此该法可以使阴极室得到不含NaCl、纯度甚至超过水银法的烧碱溶液。与隔膜法和水银法对比，离子交换膜法的优点为：能耗低；投资少；电解液质量好，碱液、氢、氯的质量接近或等于水银法而不含汞，优于隔膜法，电解所得碱液含盐小0.005，只有隔膜法的1200。碱液浓度可控制在含NaOH大于20，甚至可达40；没有汞污染等公害。（1）电解原理（2）离子交换膜四氟乙烯同具有离子交换朗的全氟乙烯基醚单体的共聚物。制成膜后，再用配四氟乙烯织物增强。离子交换基因有：磺酸基团、羧酸基因、季酸基团、磺酰胺基因(S02NHR)和磷酸基团。精制盐水：含有较多的多价阳离子(如Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+等)，由于它们很容易占有多个磺酸基因，增加了精制盐水中的Na+进行离子交换以及渗过微孔的难度。因此，在工业上常将食盐水作二次精制处理，以将多价阳离于除至允许含量以内。4.电解方法的比较9.4乙烯氧氯化法生产氯乙烯一、乙炔法：乙炔与氯化氢加成制取氯乙烯乙炔法生产氯乙烯的技术比较成功，流程简单，副产物少，产品纯度高。但因乙炔是由CaC2与H2O反应生成，而电石制取耗电大，成本高，存在环境污染，该法目前逐渐被新工艺所取代。二、联合平衡法第一步：乙烯氧氯化法是指乙烯首先氯化得到二氯乙烷第二步：乙烯氧氯化制备二氯乙烷第三步：二氯乙烷裂解得到氯乙烯和氯化氢此法生产氯乙烯的原料只需乙烯、氯和空气(或氧)，氯可以全部被利用，是种经济合理和较先进的生产方法。1. 反应原理生产方法的组织：（1）乙烯液相氯化： 该反应可以在气相中进行，也可以在溶剂中进行。气相反应由于放热大，散热困难而不易控制，因此工业上采用在极性溶剂存在下的液相反应，溶剂为二氯乙烷。副反应主要生成多氯乙烷(2)二氯乙烷高温裂解：二氯乙烷加热至高温即可脱去一分子氯化氢，而转变成氯乙烯，此反应是吸热可逆反应，同时还发生下列副反应。(3)乙烯氧氯化：以乙烯、氯化氢、氧或空气为原料，在催化剂存在下，发生氧氯化反应生成二氯乙烷。这是一个强放热反应，过程中主要副反应有三种，这些副产物的总量仅为二氯乙烷生成量的1以下。乙烯的深度氧化生成三氯乙烷和氯乙烷2催化剂 工业上常用催化剂是以A1203为载体的CuCl2催化剂。根据氯化铜催化剂的组成不同，可分为单组分催化剂、双组分催化剂、多组分催化剂。近年来，发展了非铜催化剂。 (1)单组分催化剂：CuCl2A1203催化刘，是在生产上应用最早的一类催化剂。其活性与活性组分CuCl2的含量有关。工业上所用的CuCl2A1203催化剂，铜含量为5(质量)左右、可用成型的A1203浸渍CuCl2溶液制得。 这类催化剂具有良好的选择性(指氯化氢转化为二氯乙烷)，主要缺点是CuCl2易挥发。在反应过程中，由于CuCl2的流失而使催化剂活性下降，反应温度越高，挥发流失量越大，活性下降越快。(2)双组分催化剂： CuCl2中加入KCl，活性降低，而催化剂的热稳定性却有提高。原因可能是KC和CuCl2形成了不易挥发的复盐，或低熔混合物，因而防止了CuCl2的流失。加入稀土金属的氯化物，如氯化饰、氯化镧等也可以稳定催化剂的活性并增长其寿命。(3)多组分催化剂：以氯化铜碱金属氯化物稀土金属氯化物组成的催化剂，较单独使用单组分，或双组分催化剂具有高活性和热稳定性。3反应条件的影响 (1)影响乙烯液相氯化的因素 原料配比：乙烯与氯气的摩尔比常采用1.1:1.0，略过量的乙烯可以保证氯气反应完全，使氯化液中游离氯含量降低。 反应温度：乙烯液相氯化是放热反应，反应温度过高，会使甲烷氯化等反应加剧，对主反应不利，反应温度降低，反应速度相应变慢，也不利于反应。一般反应温度控制在53。 反应压力：加压对反应是有利的。采用加压氯化，必须用液化氯气的办法，由于原料氯加压困难，故反应在常压下进行。 (2)影响二氯乙烷裂解的因素 原料纯度：在裂解原料二氯乙烷中含有抑制剂，减慢裂解反应速度并促进生焦。强的抑制作用：1，2二氯丙烷；氯丙烯。弱的抑制作用： l，1二氯乙烷。铁离子会加速深度裂解副反应。 反应温度：二氯乙烷裂解是吸热反应提高反应温度对反应有利。反应温度过高，二氯乙烷深度裂解相氯乙烯分解、聚合等反应也相应加速反应温度一般为500550反应压力：体积增大的反应，提高压力对反应平衡不利。实际生产中采用加压操作：保证物流畅通，维持适当空速；加压还有利于抑制分解生炭的副反应，提高氯乙烯收率；利于降低产品分离温度，节省冷量，提高设备的生产能力。有低压法(0.6MPa)、中压法(1MPa)和高压法(1. 5MPa)等几种。停留时间：停留时间长、能提高转比率，但同时氯乙烯聚合、生焦等副反应增多，使氯乙烯收率降低，炉管的运转周期缩短。工业生产采用较短的停留时间，以期获得高收率并减少副反应。通常停留时间为10s，二氯乙烷转化率为50一60。 (3)影响乙烯氧氯化反应的因素 反应温度：强放热反应，升高温度对反应有利，温度过高，副产物三氯乙烷的生成量增加，反应的选择性下降。反应温度一般控制在220一300。 反应压力：常压或加压反应皆可、一般在0.11MPa。压力的高低要根据反应器的类型而定，流化床宜于低压操作，固定床为克服流体阻力，操作压力宜高些。当采用空气进行氧氯化时，反应气体中含有大量的惰性气体，为了使反应气体保持相当的分压，常用加压操作。 原料配比：计量关系，C2H4:HCl:O21:2:0.5(摩尔比)。C2H4稍有过量，O2过量50左右，以使HCl转化充全。C2H4过量太多，尾气中CO和CO2的含量增加，使选择性下降。氧的用量若过多，也会发生上述现象。 原料气纯度：乙炔、丙烯和C4烯烃含量必须严格控制。因为它们都能发生氧氯化反应，而生成四氯乙烯、三氯乙烯、1，2二氯丙烷等多氯化物。停留时间：要使HCl接近全部转化，必须有较长的停留时间，但停留时间过长会出现转化率下降的现象。这可能是在较长的停留时间里，发生连串反应。以空气作氯化剂的乙烯流化床气氯化生产二氯乙烷的工艺流程 预热：氯化氢、空气、乙烯至170加氢精制：氯化氢中杂质乙炔选择加氢为乙烯反应器：氯化氢、空气、乙烯，放出的热量由冷却管中热水的汽化而移走。二氯乙烷的分离和精制部分的工艺流程反应气组分：二氯乙烷，副产物CO、CO2和其它少量的氯化衍生物、末转化的乙烯、氧、氯化氢及惰性气体、水。骤冷塔：吸收氯化氢、洗去夹带出来的催化剂粉末。分层器：与水分层分离后得粗二氯乙烷。低温冷凝器：回收二氯乙烷及其它氯代衍生物。精馏塔：第一塔以除低沸物；第二塔得成品二氯乙烷；第三塔对高沸物进行减压蒸馏，回收部分二氯乙烷。空气氧化法排放的气体中尚含存1的乙烯，不再循环使用，故乙烯消耗定额较高，且大量排放废气污染空气，需经处理。1 烧碱的产品特性 烧碱化学名称是氢氧化钠，又称苛性碱，分子式：NaOH，分子量为39.997 ，是一种白色半透明状的结晶体。纯的无水氢氧化钠，潮解性极强，易溶于水，溶液呈强碱性，具有强烈的腐蚀性，常温下30% 的烧碱为液体。它溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨。与酸接触能发生剧烈反应，放出大量的热，能腐蚀金属，浸蚀某些塑料、橡胶、和涂料。作为一种重要的基础化工原料，从形态上可分为液体烧碱（简称液碱）和固体烧碱（简称固碱）两种，而从氢氧化钠质量分数上又可分为30% 液碱、32%液碱、42%液碱、45%液碱、50%液碱等和72%固碱、95%固碱、96%固碱、98 % 固碱、99% 固碱、99.5% 固碱等系列产品。2、离子交换膜法 离子交换膜法是20 世纪70 年代新发展的方法。这种方法是用离子交换膜作隔膜，它允许Na+通过，但Cl-和OH-不能通过。因此，用这种方法生产的烧碱纯度很高，浓度也较大。但离子交换膜的使用寿命目前还不够长，这个问题一旦解决，它将可能成为最有发展前途的制碱方法。德国、日本等国已有一些氯碱工厂用离子交换膜法生产烧碱。离子交换膜法电解食盐水的原理如图所示。在这种电解槽中，用阳离子交换膜把阳极室和阴极室隔开。阳离子交换膜跟石棉绒膜不同，它具有选择透过性。它只让Na+带着少量水分子透过，其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl 溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl-放电，生成C12，从电解槽顶部放出，同时Na+带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H+放电，生成H2，也从电解槽顶部放出。但是剩余的OH-由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了NaOH 溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl 的消耗；不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH 的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl-通过，所以阴极室生成的NaOH 溶液中含NaCl 杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。 3、离子膜法烧碱生产排污分析 （1） 盐水精制原盐送至化盐桶，用电解槽返回淡盐水加上一次水进行化盐，饱和粗盐水在反应槽加精制剂与钙镁等杂质反应再至澄清桶将杂质沉淀除去后，经过盐水过滤器送离子交换树脂塔进行再精制。澄清桶出来的盐泥经过三层盐泥洗涤桶洗涤后盐泥经自然沉降外排，洗涤水循环化盐。由于盐泥未经压缩，大部分盐泥水外排。经过离子交换树脂塔精制后的盐水，Ca-Mg 的含量将至20ppb 以下，合格的精制盐水送至电解工序。离子交换树脂再生过程中排放一定量的含酸、含碱废水，约为0.5m3/h。（2）电解电解工序中加入1.25t/h 的纯水，电解产生的氯气、氢气送至氯、氢处理工序，淡盐水循环用于电解槽，碱液冷却后送成品碱贮槽做成品（31%成品烧碱）。淡盐水加盐酸后再经脱氯塔用空气吹除脱氯，后又经Na2SO3 还原处理，使淡盐水中含氯量降低到规定浓度返回盐水系统，脱氯气体入NaClO 漂液工段。事故及开停车氯气入废气吸收塔被NaOH 碱液吸收，尾气外排。（3）氢、氯处理电解来的氯气经过二次钛冷却器与循环水7oC 冷水间接换热后，再经扑沫器进入泡沫干燥塔与塔顶下来的硫酸逆流接触，干燥氯气经压缩机大部分送氯化氢盐酸工段、液氯工段，液氯尾气及脱氯气送次氯酸钠工序。干燥后的废硫酸自流入废酸贮槽供用户利用。、段钛冷却器出来的氯水（0.6m3/h）入循环水系统消毒。电解来的湿氢气经喷淋冷却后，经氢气压缩机送至氯化氢、盐酸工段，喷淋冷却水外排。净化后的氯气和氢气在合成炉内燃烧生产氯化氢，经冷却、吸收后生成30%的试剂盐酸，尾气洗涤酸性废水外排。烧碱加水配成16%稀碱液，分别贮存在成品循环槽和循环槽内。成品循环槽内的碱液用成品循环泵送入吸收塔顶部与电解来的氯气在塔内发应、冷却，待成品循环槽内溶液NaClO 转化率达到810%时，由成品循环泵送至成品贮槽，按漂白液出售。吸收塔顶部的尾气进入尾气吸收塔底部与循环泵送来的碱液再一次吸收，使排空废气含氯达标排放。另有部分水封用水及泵冷却水、实验室及各工序生活废水外排。 我国烧碱生产工艺主要有离子膜法，金属阳极隔膜法，石墨阳极隔膜法、水银法等工艺，其中水银法石墨阳极隔膜法由于对环境污染比较大，在我国发布的产业结构调整（2005 年本）中被列为淘汰类，此两项工艺在氯碱行业中基本淘汰掉，目前我国烧碱生产主要有离子膜法和金属阳极隔膜法工艺路线。烧碱生产中产生的污染物主要有：水银电解：汞污染（现已淘汰）石墨阳极电解槽：铅、沥青、炭板粉尘、石棉绒（现已淘汰）金属阳极隔膜电解槽：石棉绒（现存在）烧碱生产盐水制备（金属阳极工艺、离子膜工艺）：盐泥（现存在）。 盐泥是氯碱行业原盐精制过程中产生的废弃物。不同地区原盐产生盐泥量不同，一般用海盐每生产1t 烧碱要产生盐泥30kg ，岩盐和湖盐每生产1t 烧碱产生盐泥5060kg 。2006 年全国烧碱总产量1511 万t，产生盐泥60 万t。盐泥主要成分硫酸钡占35%45% ，钙镁碳酸盐占25%，氯化钠占2%2.5%，其它是水分和泥土。现有不少氯碱企业回收盐泥中的硫酸钡，并获得了很好的经济效益和环境效益