劉源源

（云南加萊希安全檢測有限公司，云南 昆明 650000）

氯堿工業(yè)屬基本化學(xué)工業(yè)，電解法氯堿工業(yè)是其重要生產(chǎn)方式，該工藝同時(shí)產(chǎn)出氯氣，燒堿和氫氣。產(chǎn)品廣泛用于輕工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，石油化學(xué)工業(yè)，紡織工業(yè)，冶金工業(yè)等。

水合肼（又稱水合聯(lián)氨） 是重要的化工原料，為強(qiáng)還原劑，是醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、發(fā)泡劑、顯影劑、抗氧化劑的原料，還用于鍋爐水去氧、高純金屬制取、有機(jī)化合物合成及還原、稀有元素分離，同時(shí)還用作火箭燃料及炸藥的制造。隨著技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，近年來水合肼的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓寬。

酮連氮法生產(chǎn)水合肼是目前世界上生產(chǎn)水合肼的重要方法，該工藝以氨、丙酮、次氯酸鈉為原料，先生成酮連氮，后經(jīng)水解、分離、精制，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的工業(yè)水合肼。由于成本低，具有較強(qiáng)的市場競爭力[1]。該方法使用大量的氯氣和燒堿（生產(chǎn)次氯酸鈉），而產(chǎn)品水合肼既不含鈉也不含氯，氯和鈉最終變?yōu)閹в须s質(zhì)的氯化鈉水溶液外排，不僅造成環(huán)境污染也浪費(fèi)了鹽資源。因此，尋求一條以電解法生產(chǎn)的氯、堿、氫供給酮連氮法生產(chǎn)水合肼，水合肼生產(chǎn)排出的氯化鈉回用于電解法生產(chǎn)氯堿，形成鹽循環(huán)利用的工藝是本文要探討的。

1 電化學(xué)法生產(chǎn)氯堿工藝簡介

氯化鈉水溶液電解生產(chǎn)氯氣、燒堿和氫氣的工藝，目前國內(nèi)外多采用膜技術(shù)，其中離子膜技術(shù)比重逐漸增大，金屬陽極隔膜法所比例在逐步縮小[2-4]。

1）電解法氯堿生產(chǎn)反應(yīng)式。

2）離子膜法工藝流程。工藝流程簡圖見圖1。

圖1 離子膜法工藝流程圖

國內(nèi)電解氯堿生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的“三廢”，除少數(shù)廠家還有少量鹽泥等廢渣外排外，大多數(shù)廠家均能在工藝中綜合處置“三廢”，不外排[3]。電解產(chǎn)燒堿聯(lián)產(chǎn)氯氣、氫氣及計(jì)水消耗見表1所示。

2 酮連氮法生產(chǎn)水合肼工藝簡介

2.1 酮連氮法主要生產(chǎn)反應(yīng)式 [1-5]

次氯酸鈉生產(chǎn)反應(yīng)式為：

表1 電解產(chǎn)燒堿聯(lián)產(chǎn)氯氣、氫氣及消耗品指標(biāo)

酮連氮生成反應(yīng)式為：

酮連氮水解生成水合肼反應(yīng)式為：

2.2 酮連氮法水合肼工藝流程

酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝流程簡圖見圖2。

圖2 酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝流程簡圖

3 對電解氯堿聯(lián)產(chǎn)酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝的討論

以國內(nèi)某單位多年的生產(chǎn)實(shí)踐為例。

3.1 離子膜法氯堿生產(chǎn)酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝

離子膜法氯堿生產(chǎn)酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝見圖3所示[4-5]。

3.2 電解氯堿生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)酮連氮法水合肼與巖鹽開采結(jié)合工藝圖

電解氯堿生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)酮連氮法水合肼與巖鹽開采結(jié)合工藝圖見圖4所示。

3.3 電解法氯堿生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

以10萬t/a隔膜法電解燒堿產(chǎn)量為基數(shù)，聯(lián)產(chǎn)氯氣的90%用于酮連氮法水合肼生產(chǎn)，5%氯氣生產(chǎn)鹽酸，5%氯氣產(chǎn)液氯以滿足自用和生產(chǎn)運(yùn)行中的氯堿平衡。調(diào)控產(chǎn)品年產(chǎn)量安排見表2。

圖3 離子膜法氯堿生產(chǎn)酮連氮法水合肼生產(chǎn)工藝

圖4 電解氯堿聯(lián)產(chǎn)酮連氮法水合肼與巖鹽開采結(jié)合工藝圖

表2 控產(chǎn)品年產(chǎn)量

如以聯(lián)產(chǎn)H2的90%蒽醌法生產(chǎn)H2O2，再以過氧化氫法生產(chǎn)水合肼。則可產(chǎn)27.5%H2O286897t用于水合肼生產(chǎn)，可生產(chǎn)40%水合肼66740t，則企業(yè)水合肼總產(chǎn)量為164770t。

按目前市場價(jià)估算產(chǎn)品銷售收入見表3。

按目前價(jià)格主要原材料消耗費(fèi)用估算見表4。

表3 產(chǎn)品銷售收入估算表

表4 主要原材料消耗費(fèi)用估算表

表4中，由于90%堿和氯生成NaCl返回使用，扣出工業(yè)鹽費(fèi)用12699萬元，包括過氧化氫法水合肼時(shí)，大項(xiàng)原材料費(fèi)用為71916萬元，為項(xiàng)目銷售收入的19.48%；不包括過氧化氫法水合肼時(shí)，大項(xiàng)原材料費(fèi)用為60871萬元，為項(xiàng)目銷售收入的29.65%[2]。

4 電解氯堿生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)水合肼的思考

1）采用離子膜法電解氯堿，沒有回收廢鹽水（處理后用于礦鹽開采），則需在廢鹽水處理工藝中安排，生產(chǎn)的固體鹽返回鹽水工段生產(chǎn)電解用鹽水，形成鹽的循環(huán)利用。該鹽屬氯堿合成鹽，含雜質(zhì)少，有利用于電解氯堿生產(chǎn)的鹽水生產(chǎn)。

2）充分利用電解氯堿生產(chǎn)的氫氣。采用蒽醌法產(chǎn)生過氧化氫，并采用過氧化氫法生產(chǎn)水合肼，綜合利用了電解產(chǎn)生的氫氣，有利于降低過氧化氫生產(chǎn)成本和水合肼的生產(chǎn)成本。過氧化氫法水合肼，無廢鹽水產(chǎn)生，而且生成的甲乙酮連氮不溶于水，易分離，不需蒸餾，其能耗比酮連氮法低。在電解氯堿生產(chǎn)聯(lián)產(chǎn)酮連氮法水合肼的同時(shí)，充分利用聯(lián)產(chǎn)的氫資源生產(chǎn)過氧化氫進(jìn)一步生產(chǎn)水合肼是一舉多得的項(xiàng)目。

3）肼是用途廣泛的強(qiáng)還原劑，如能加大對肼的用途和含肼產(chǎn)品的開發(fā)力度，提高肼的價(jià)值,項(xiàng)目前景將更樂觀。