用于氯碱工业中一次盐水精制的精制剂及其应用

摘要

本发明涉及氯碱化工领域，具体地说是一种替代氯碱工业中一次盐水精制工序中现有精制剂的新型精制剂。本发明要解决的技术问题是目前的氯碱化工工艺中，进入树脂塔的盐水质量仍不够高。本发明解决该技术问题的技术方案是于提供一种用于氯碱工业中盐水精制工序的新型精制剂，以替代原使用的“两碱”精制剂。该精制剂，是以磷酸盐为有效成分。该新型精制剂适应性强，替代原有精制剂能使一次盐水中钙镁总量降低10倍，从而降低树脂塔运行负荷，延长树脂塔再生时间，进而降低生成成本，具有很好的应用前景。

说明书

技术领域

本发明涉及氯碱化工领域，具体地说是一种替代氯碱工业中一次盐水精制工序中现有精 制剂的新型精制剂。

背景技术

在离子氯碱化工行业，进槽盐水有很高的质量要求。盐水在加入氢氧化钠和碳酸钠精制 剂沉淀钙镁后，经过预处理,还需要进入过滤器和离子交换树脂塔进一步除杂,以获得满足离子 膜法制碱工艺要求的盐水。

现有的典型的生产工艺的流程图如图1所示。其主要的步骤为：

盐水是一个闭路循环系统，来自电解工艺的脱氯淡盐水，其中一部分在折流槽(一般称 为1#折流槽)中与氯化钡溶液(常用浓度20％)混合反应后流入澄清桶除硫酸根，澄清后的淡 盐水流入配水桶，与压滤机的滤液水、工业水、回收盐水和已除硫酸根的脱氯淡盐水进行配 水。配水桶中配好的水，由化盐给料泵送入换热器，控制到适宜温度后到化盐池，溶解工业 盐后得到饱和粗盐水。粗盐水流入折流槽(一般称为2#折流槽)，分别加入氢氧化钠溶液(常 用浓度30％)和次氯酸钠溶液(常用浓度1％)后进入前反应槽，在前反应槽内粗盐水中的镁离 子与氢氧化钠反应生成氢氧化镁，菌藻类、腐殖酸等有机物则被次氯酸钠氧化分解成为小分 子有机物。用加压泵将前反应槽内的粗盐水送至气水混合器中与空气混合，进入加压溶气罐 溶气，再进入预处理器，并在预处理器进口加FeCl₃溶液(常用1％)。经过预处理的盐水进入 后反应槽，同时再加入碳酸钠(常用浓度20％)溶液，盐水中的钙离子与碳酸钠反应形成碳酸 钙，充分反应后的盐水自流进入中间槽，并由中间泵送入进液缓冲罐,通过进液缓冲罐自流 进凯膜过滤器过滤。过滤后盐水加入亚硫酸钠溶液(常用浓度5％)除去盐水中的游离氯后进 入一次精盐水贮槽，用精盐水泵送到换热器，升温后(常用温度65℃)进入树脂塔，经交换 吸附进一步除去杂质阳离子，送入电解工序进行电解，电解后的淡盐水经物理和化学脱氯后 再返回一次盐水重新饱和，整个形成一个可循环的工序。

其中，树脂塔是一种可再生循环使用的盐水净化装置，一般使用的是离子树脂塔。其再 生周期与进入树脂塔的盐水质量有着紧密的关系。如果质量不好，尤其是钙镁总量高，会增 大树脂塔的运行负荷，可能影响二次盐水质量并缩短树脂塔的再生周期，这会造成以下两个 方面的影响：(1)导致槽电压急速升高，电解效率降低；(2)导致频繁再生树脂塔，增加了 废液的排放的同时，也降低了树脂的寿命。现使用的为“两碱”精制剂，即由氢氧化钠与碳 酸钠共同作为精制剂，氢氧化钠在使用时在2#折流槽加入，而碳酸钠则在后反应槽中加入。 其中加入精制剂，经过预处理和过滤器后产生的盐水一般称为一次盐水，目前工艺处理能使 一次盐水中的钙镁离子总量(钙镁总量)略低于1ppm，还有进一步提高的空间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是目前的氯碱化工工艺中，进入树脂塔的盐水质量仍不够高。 本发明解决该技术问题的技术方案是于提供一种用于氯碱工业中盐水精制工序的新型精制 剂，以替代原使用的“两碱”精制剂。该用于氯碱工业中盐水精制工序的精制剂，是以磷酸 盐为有效成分。

进一步的，上述精制剂中所述的磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的至少一 种。

本发明同时还提供了上述的精制剂的使用方法。该方法是将精制剂添加在化盐池后的折 流槽中，以替代现有氯碱化工中使用的以氢氧化钠NaOH与碳酸钠Na₂CO₃共同组成的精制 剂。

进一步的，上述方法中所述精制剂的用量为按添加浓度过量0.08～0.12g/l。优选的，所 述精制剂的用量为过量0.01g/l。

本发明同时还提供了一种氯碱化工中的一次盐水的精制方法。该方法的包括以下步骤： 使化盐池获得的粗盐水流入折流槽，在折流槽分别加入磷酸盐和次氯酸钠溶液后进入前反应 槽化充分反应后，再进行溶气工序；然后进入预处理器加入FeCl₃溶液进行预处理；预处理后 的盐水进入后反应槽，不再加入碳酸钠溶液；出反应槽后过滤，然后加入亚硫酸钠溶液除去 盐水中的游离氯，获得可用于后继的树脂塔处理工序的精制盐水。

其中，上述方法中所述的磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的至少一种。

进一步的，上述方法中所述精制剂的用量为按添加浓度过量0.08～0.12g/l。优选的，所 述精制剂的用量为过量0.01g/l。精制剂的过量值的确定方法是待反应完全后在测得的凯膜过 滤器过滤后的盐水中磷酸根含量即为其过量值。

显然，本发明还提供了磷酸盐作为一次盐水精制剂的新用途。进一步的，所述的磷酸盐 为磷酸钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的至少一种。

本发明的有益效果为：本发明创造性地使用磷酸盐作为一次盐水精制剂。将该新型精制 剂添加到原氯碱化工一次盐水工序2#折流槽，不仅仅能替代原来的“两碱”精制剂，还能出 人意料地使一次盐水中钙镁总量由原来的低于1ppm降低至低于0.1ppm。该新型精制剂适应性 强，替代原有精制剂能使一次盐水中钙镁总量降低10倍，从而降低树脂塔运行负荷，延长树 脂塔再生时间，进而降低生成成本，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为原氯碱化工工业的一次盐水工序中精制剂种类及加入点示意图；

图2为本发明精制剂的加入方式示意图。

具体实施方式

本发明创造性地使用磷酸盐作为一次盐水精制剂。该新型精制剂主要是添加到氯碱化工 一次盐水工序的2#折流槽(工序简图参见图1、图2)，替代原来的“两碱”精制剂，不仅仅 只用一种成分，而且只需要添加一次，减少了工作量，提高了效果。本发明精制剂以磷酸盐 为有效成分。使用的磷酸盐可以是磷酸钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的至少一种。所述精 制剂的用量为按添加浓度过量0.08～0.12g/l。优选为过量0.01g/l。精制剂的过量值的确定 方法是测量凯膜过滤器过滤后的盐水中磷酸根的含量，即视为其过量值。

本发明包括以下步骤：使化盐池获得的粗盐水流入折流槽，在折流槽分别加入磷酸盐和 次氯酸钠溶液后进入前反应槽化充分反应后，再进行溶气工序；然后进入预处理器加入FeCl₃溶液进行预处理；预处理后的盐水进入后反应槽，不再加入碳酸钠溶液；出反应槽后过滤， 然后加入亚硫酸钠溶液除去盐水中的游离氯，获得可用于后继的树脂塔处理工序的精制盐水。 所述的磷酸盐为磷酸钠、磷酸一氢钠或磷酸二氢钠中的至少一种。所述的磷酸盐的加入量为 0.08～0.12g/l。优选的，磷酸盐的加入量为0.1g/l。

实施例一使用本发明精制剂制备一次盐水

化盐池出水流量为每小时21.5m³，其钙镁离子总量为74ppm，在2#折流槽每小时加入54L 含磷酸根40.18g/l的磷酸钠溶液，待磷酸钠充分反应后测定盐水磷酸根过量值为0.13g/l， 经过图1所示工序，经过凯膜过滤后得到了一次盐水。经测定凯膜过滤后，所得一次盐水中 钙镁总量为0.0879ppm，可用于下一步的树脂塔处理工序

实施例二使用本发明精制剂制备一次盐水

化盐流量为每小时43m³，其钙镁离子总量为78ppm。在2#折流槽每小时加入110L含磷酸 根39.75g/l的磷酸钠溶液，待磷酸钠充分反应后测定盐水磷酸根过量值为0.11g/l，经过图 1所示工序，经过凯膜过滤后得到了一次盐水。经测定，所得一次盐水中钙镁总量为 0.0792ppm。可用于下一步的树脂塔处理工序

对比例使用原来的“两碱”精制剂制备一次盐水

化盐流量为每小时43m³，其钙镁离子总量为72ppm。在2#折流槽每小时加入30％氢氧化 钠，加入量为5l/h，过量0.28g/l，经过前反应槽和预处理分离等步骤后，在后反应步骤 之前加入10％碳酸钠，加入量为250l/h，过量0.42g/l。

然后经过后反应槽充分反应后，用凯膜过滤后得到了一次盐水。经测定，所得一次盐水 中钙镁总量为0.92ppm。可进入下一步的树脂塔处理工序。