摘要：本文主要研究离子膜烧碱生产工艺优化方法。首先分析了我国离子膜烧碱生产大国和技术弱国的现状，之后对国内离子膜烧碱生产工艺和国外引进技术进对比，总结了一些优化方式，效果显著。
　　关键词：离子膜烧碱
　　
　　
　　引言
　　我国建立第一家隔膜电解生产烧碱工厂是在1929年，可谓历史悠久，并在改革开放之后获得了长足的发展。目前国内很多单位都具备了规模化生产离子膜烧碱生产装置的能力，但是还是在引进国外先进技术的基础上完成的【1】。我国已经成为了离子膜烧碱生产大国，但是技术方面还不够成熟。离子膜法生产烧碱是目前世界范围内最先进的制碱工艺，但是氯碱行业属于是高危行业，生产危险较大并且技术比较复杂，曾经造成了重大的安全环保事故，并带来了巨大的经济损失，如何对离子膜烧碱生产 工艺进行优化分析是目前该行业的研究重点，需要研究人员的进一步深入研究。
　　一、离子膜烧碱生产工艺
　　烧碱工艺的主体是电解食盐水，离子膜烧碱工艺首先进行配水，之后化盐并精制盐水，最后通過电解和淡盐水的脱氯处理返回化盐，完成整个生产流程。
　　1.配水。配水工序中脱氮淡盐水中有着超标的硫酸根，需要进行脱除。送入一次盐水中的淡盐水主要有两种，一种是在自动控制装置调节后的盐水，另一部分是硫酸钡清除沉淀后的上清液。化盐水主要是在其他工序中回收的水，包括盐泥中的滤液、螯合树脂再生酸碱中和废水、调节用水等，按照相应比例调和之后备用。
　　2.化盐、精制盐水。调节化盐水至50—60℃之间，从盐池底部开始接触原盐形成粗盐水，粗盐水流通中加入氢氧化钠，和溶液中的镁离子氢氧化镁，分解有机质。在混合器中对粗盐水加压，并送入预处理器，去除盐水中的不溶物【2】。之后膜分离反应槽中的一次精盐水合格之后使用螯合树脂进行二次精制。一次精制后的盐水被送至螯合树脂塔，通过离子交换，使钙、镁等离子浓度符合标准，二次精制后的盐水采用电解的方式，生成烧碱。
　　3.电解。二次精制后的盐水在阳极室电解，分离淡盐水和氯气，为了保证盐水合适的温度，需要进行阴极冷却，产生的氢气需要收集处理。
　　4.淡盐水脱氯。淡盐水电解结束后再次送入化盐系统，但是溶解在水中的氯会腐蚀管壁，需要进行处理。可是采用亚硫酸钠等对氯气进行彻底清除。电解后淡盐水需要调节酸碱度，淡盐水脱氯后能够回收再利用，进行配水和化盐。
　　二、离子膜烧碱生产工艺优化方式
　　1.优化方案的理论依据。在传统工艺中，使用的粗盐水中有着较多的有机物和菌藻类，需要加入次氯酸钠氧化清除，而接受电解之后淡盐水中的氯也主要以亚氯酸根的形式存在，而接触盐水物料的管道都已经进行了抗腐蚀处理，将淡盐水中游离氯离子含量控制载荷合理的范围内，能够直接通过使用淡盐水直接把粗盐水中有机物和菌藻类的清除【3】。如果氯离子含量合理，在清理有机物和菌藻类的同时，还能够进一步优化一次盐水的参数，使一次盐水能够满足螯合树脂塔的需求，对一次盐水和二次盐水以及电解工序设施和控制参数进行优化，能够有效提高整个离子烧碱生产系统的稳定性，做到更有效的循环利用，符合节能减排的要求。
　　在生产实践中我们能够发现淡水脱氯和盐水精制工艺中需要添加很多的外加剂，工艺复杂，并且耗能较大，废物多，设备多，维修检查工作量较大，影响着整个生产线的安全运行。我们认真研究了国有生产工艺和引进生产工艺之间的异同，发现了很多差异，并对其进行了认真的研究，总结了一些优化措施。
　　2.工艺优化方案。
　　（一）淡盐水脱氯系统优化。在离子膜中电解出来的淡盐水在脱氯处理后能够拥有稳定的指标，但是脱氯处理需要消耗亚硫酸钠、水，同时还增加了一道工序，需要添加一系列设备，包括亚硫酸钠的存储罐和配置槽以及泵和调节阀等，同时还会增加盐水中硫酸根的含量，相应的脱硫用氯酸钡含量也会随之增加，带来一系列不良连锁反应。所以我们取消了电解后脱氯工序，对离子膜和电解槽以及设备管道和阀门等所有和盐水接触的设备表面均进行了抗腐蚀处理，同时对相关的工艺参数等进行了适当调整， 使返回的淡盐水中有着浓度合理的氯离子，约5-50mg/l，无需脱氯，直接使用其进行化盐。取消了亚硫酸钠储罐、配置槽、亚硫酸钠泵和物料进出管等设备，而调整的工艺参数主要如下：
　　表1优化调整参数表
　　
　　但是需要注意取消脱氯步骤之后要对淡盐水中氯的含量进行严格控制，要保证其游离氯能够全部回收，还要保证离子膜和整个生产系统的安全稳定。游离氯含量过高会导致盐水对设备的腐蚀加剧，对生产系统的参数造成波动，游离氯还会造成空气污染和资源浪费。但是如果氯含量过小，则不能达到清除有机质和菌藻类的效果，会对离子膜以及二次盐水螯合树脂造成损坏。同时，为了保证安全，离子膜烧碱生产系统中有很多自动连锁，如果工艺参数指标不在规定范围内，可能会导致整条生产线的停止。
　　（二）一次盐水精制系统优化方案。为了保证淡盐水中氯含量符合标准，需要增设盐水在线PH值监测和自动调节装置并调整相关工艺装置和自动控制参数。
　　我们取消了次氯酸钠配置槽、物料进出管道、输送泵阀门和在线检测计量装置等。并增加了在线PH计和ORP监控系统等，并进一步改进了一次盐水的相关设备，调整了盐水精致系统的工艺参数和自动控制参数，增加一次盐水的PH参数采集，具体参数见下表。
　　表2一次盐水精制系统优化参数
　　
　　盐水生产中取消加次氯酸钠装置需要保证盐水生产系统的安全运行稳定，调整盐水中游离氯的含量符合标准，能够起到消除有机物和菌藻类的效果。
　　结束语：
　　取消电解后淡盐水的脱氯处理，保证回用的淡盐水中含有浓度合适的淡盐水，发挥其清除有机质和菌藻类的作用，同时进一步提高了系统运行的稳定性。同时我们还取消了在粗盐水中加入次氯酸钠的操作，增加了盐水PH值的在线检测系统，保证一次盐水的各项指标能够满足二次盐水的要求，保护螯合橡胶。这些优化措施配合自动装置的运行参数等的调整，获得了比较理想的优化效果。
　　参考文献：
　　[1]金范锡,刘永平液体烧碱替代纯碱在硼砂生产中的应用[J].田牡丹江师范学院学报(自然科学版),2012(03)
　　[2]刘顺珍,张丽霞硫代硫酸钠制备实验条件的优化田广西师范学院学报(自然科学版)2012,33(02):68-70
　　[3]王刚,徐岩,李延国离子膜和电解槽性能的主要影响因素[J].田氯碱工业,2011,44(7):17-18