氯鹼工業

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　　氯鹼工業是指電解食鹽水溶液,其產物除燒鹼外還有氯氣和氫氣的電解法生產燒鹼的工業。

　　(1)對碳鋼的腐蝕。被腐蝕電池電極反應出來的結果，就是碳鋼在鹼性鹽水溶液中所受到的腐蝕。當碳鋼在食鹽水中時，會產生出可溶性的化合物，這使得腐蝕加快，陽性反應讓金屬變成Fe^{2 +} ，進入鹽水溶液中，陰性反應則為4e + 2H₂0 + O₂。對有氧的飽和鹽水而言，在液面處腐蝕，因為有氧氣，陰性反應生成OH，鹽水靠近液面的液相部分，使金屬溶解成Fe^{2 +} ，生成氫氧化亞鐵，再氧化成Fe^{3 +} ，這樣就產生了鐵鏽。飽和水對碳鋼的腐蝕和鹽水的溫度、氧的擴散等原因有直接關係，所以，在流動和攪拌過程中的鹽水很容易補給氧氣，這樣就使碳鋼的腐蝕更加嚴重。

　　(2)氯鹼對不鏽鋼的腐蝕。當溫度在60℃以內的飽和鹽水中，不鏽鋼的腐蝕速度很慢，但是，不鏽鋼在Cl的作用下，會產生孔蝕和腐蝕破裂。

　　(3)氯鹼對銅和鈦的腐蝕。銅的加工性能很差，但銅可以在鹽水中具備超強的耐腐蝕性能，可以用來製造精製鹽水的換熱器。鈦也有很強的耐腐蝕性能，可是鈦在PH值小於8的鹽水中，很容易產生縫隙腐蝕。

　　(4)酸性飽和食鹽水溶液中的鹽酸、氯酸和氯酸鹽對襯裡的腐蝕並不明顯。可是，鹽水屬於一種超強的滲透性介質，鹽水可以在通過襯裡層，隨著溫度的不斷下降，使自身不斷出現結晶，而且體積也逐漸增大，最後使襯裡層出現裂痕。

　　1.氯鹼工業本身就是一種高耗能工業，電解法生產燒鹼的總能耗占我國能源消耗總量的0．5％,電力成本占燒鹼總成本的60％左右，高於發達國家30％~40％的水平。為了進一步降低能耗，國內外許多公司開展了新技術新工藝的研究。

　　在氯鹼工業中由於資源的原因，電解法占絕對的主導地位，而化學法只占很少部分．電解法的電分解總效率由於受到卡諾迴圈的限制，大約只能達到40％左右，而熱分解的總效率比電解法要高得多．以熱化學分解氯化鉀KCl + 1 / 2H₂0 + 1 / 40₂ = KOH + 1 / 2cl₂反應為例，其在898K的理論分解效率達60％，在1298K時其理論效率達80％。從80年代中期開始，相繼有氧化鐵系、氟化物系、硼酸鹽系、氧化鈦系四種熱化學分解迴圈制氯鹼的新方法出現．它們都具有反應產率大，速度快，對原料鹽要求不高，迴圈介質易得，無污染，節能效果好等優點。

　　2.我國氯鹼工業的直流電耗比國外先進水平高200~300kW h／t NaOH，在隔膜法制鹼中，國外採用瞭如擴張式小距離、固定式小距離、陰極活化及改良型的非石棉類隔膜等降低電解電壓降的措施等較為先進的電解槽製作技術，使得槽電壓有比較大的幅度下降，從而降低了能耗．所以應該加快DSA隔膜技術的改造，提高DSA隔膜電解技術水平。包括改性隔膜、擴張陽極、KD系列隔膜法擴張陽極電解槽、天原型小極距金屬陽極電解槽等。國外氯鹼企業採用的MDC-55型、H-4型和LCDH-4型等大容量現代化電解槽使隔膜法金屬陽極電解槽的發展方向。

　　由於離子交換膜我國不能自己生產，所以大力發展我國自己生產的離子交換膜是首要任務，離子交換膜法由於節能效果好，燒鹼質量高，新建裝置大多將採用離子膜法，老裝置以離子膜法進行技術改造的工作將繼續得到重視．但如果要使全部轉換則需要巨大投資，結合投入和產出的經濟效益等綜合因素．所以在今後相當長時期內，除新建廠採用離子膜法外，現有的電解法裝置主要從技術改進以降低能耗和減少污染等方面著手。在離子膜主要方面有如下課題值得進一步研究。

　　①研製低電耗膜。降低能耗仍然為氯鹼工業的研究主要方向

　　②改善離子膜對各種雜質的敏感性．目前膜對鹽水和電解操作條件要求比較高，鹽水中Ca^{2 +} 、Mg^{2 +} 離子的濃度小於2×10 ^{− 8}以下

　　③研製開發能生產45％以上高NaOH濃度的離子膜，以進一步降低鹼濃縮時的能耗

　　④研製高電流密度用膜，降低能耗

　　⑤研製出長壽命的離子膜，以進一步降低單位氯鹼產量的膜消耗

　　3.採取合理的結構佈局。我國氯鹼行業的突出問題主要表現在大集團少，中小裝置多，低附加值的無機氯產品多，高附加值的有機氯產品少，氯鹼供求不平衡，市場對氯鹼的需求並不是按照氯鹼生產時的比例(燒鹼：氯=1：0.88)，有明顯競爭優勢高新技術和核心技術少，離子膜法比例低等方面．導致這種局面的主要原因是，我國氯鹼工業未能真正做到統籌規劃，與發達國家相比，我國氯鹼企業集中度還相當低，例如，是世界上最大的燒鹼生產國美國的燒鹼生產能力在1400萬t/a左右，而總共只有26家氯鹼企業，DOW chemical等5家企業生產能力占總生產能力的75％ 以上,日本只有26家企業而其生產能力與中國相近。

　　4.大力發展氯鹼工業的下游產品的用途．據報導，每萬t燒鹼產品可增加下游工業產值30億元左右．圍繞“氯鹼平衡”這個核心，以氯氣、氫氣、鹽酸(或氯化氫氣體)等大宗原料為基礎，大力發展下游產品．特別是氯化高聚物，耗氯量大，產品附加價值高，市場缺口量大．其次應該加強氫氣的深加工，作為一種寶貴資源，氯鹼企業利用其副產氫氣開發加氫產品，在成本上占有得天獨厚的優勢。另外氫氣作為優良的潔凈能源，可以作為鹼濃縮時的能源。

　　5.隨著我國加入WTO，我國的氯鹼工業必須融入世界大市場，發展網路經濟是一個勢在必行的趨勢。