聚氯乙烯生產中一次鹽水膜法冷凍除硝工藝的製作方法

2023-06-09 04:29:11 2

專利名稱：聚氯乙烯生產中一次鹽水膜法冷凍除硝工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鹽水的膜法冷凍除硝工藝，特別是聚氯乙烯樹脂生產中一次鹽水 的膜法冷凍除硝工藝。
背景技術：
聚氯乙烯樹脂的生產工藝中原鹽是其主要原料之一，在實際生產中需要將原料原 鹽溶解為飽和鹽水並通過一次過濾除雜質、二次精製使得生產所得鹽水達到離子膜電解的 工藝要求。但由於鹽水中存在的各種陰陽離子，特別是硫酸根離子如果含量過高則會對後 續電解工藝中的離子膜造成堵塞，使槽電壓升高，電流效率下降，從而影響正常電解生產， 增加生產成本。在實際生產中對於硫酸根除去方法目前國內主要採用氯化鋇法除硫酸根，即使用 氯化鋇，將硫酸根以硫酸鋇沉澱的形式去除，由於硫酸鋇溶解度低，脫除硫酸根的效果好， 因而成為目前最主要的除硝工藝。但這種方法人為因數影響比較大，同時對硫酸根的脫除 效果控制不穩定。當系統中鋇離子超標時，則會與碘離子形成不溶性絡合物，使離子膜效果 惡化，明顯影響其電流效率和槽電壓。其次如果氯化鋇過量加入，又存在會與電槽中返遷移 到陽極室的氫氧化鈉結合生成氫氧化鋇沉澱，沉積在膜上縮短膜的壽命，降低電流效率。同 時氯化鋇有毒，對人體及周圍環境也造成危害，並且氯化鋇價格較貴O700-3000元/噸)， 隨著原料鹽中的硫酸根含量升高，此方法處理費用增大。另外還有鈣法屬於化學方法，即使 用氯化鈣，將硫酸根進行化學反應生成沉澱，以石膏的形式加以去除。此法運行費用相對鋇 法低，但需要添加一些設備，操作上比較複雜，難以控制穩定。樹脂法則是使用離子交換樹 脂，吸附交換硫酸根離子，脫除效果好。但同時存在使用樹脂體積大，樹脂再生所需酸鹼量 及純水用量大，運行不經濟等缺點。目前較先進的方法是膜法除硝工藝，該方法克服了上述幾種工藝的缺點，同時具 有環保、無毒、操作簡單、投資小、見效快等優點，因而得到重視。該法採用納濾膜法先對離 子膜淡鹽水中的硫酸根進行濃縮，再採用冷凍法除硝工藝使鹽水中的十水硫酸鈉作為產品 結晶析出，達到處理硫酸根的目的，並回收鹽水做化鹽使用。此方法即環保又不用加氯化 鋇，實現了硫酸根處理工藝中零排放的目的，在離子膜燒鹼除硫酸根工藝中值得推廣和應 用。膜法工藝分為三部分預處理部分、膜裝置部分和冷凍除硝部分，其中前兩部分工藝已 經非常成熟，最後冷凍脫硝部分由於一直解決不了冷卻設備中硫酸鈉結晶的問題，影響正 常工藝的生產，目前國內各企業運行不成熟，沒有提出更好的解決辦法。

發明內容
本發明解決了目前聚氯乙烯樹脂行業生產中對離子膜工序中所需一次鹽水硫酸 根離子脫除中成本高、工藝複雜、運行不經濟、副產物無法回收利用並影響離子膜的使用壽 命等缺點，進而提供一種費用低、效率高、無汙染，同時能夠將硫酸根離子以十水硫酸鈉作 為產品結晶析出的方法繼而回收利用，從而能有效降低生產成本、減少汙染，同時投資小、結構簡單合理、見效快的一種聚氯乙烯樹脂生產中一次鹽水的膜法冷凍除硝工藝。本發明所提供的冷凍法除硝工藝脫除硫酸根離子的方法是採用納濾膜法先對離 子膜淡鹽水中的硫酸根進行濃縮，再採用冷凍法除硝工藝使鹽水中的十水硫酸鈉作為產品 結晶析出，達到處理硫酸根的目的，採用此方法即環保又不用加氯化鋇，實現了硫酸根處理 工藝中零排放的目的，在離子膜燒鹼除硫酸根工藝中值得推廣和應用。本實發明的技術方案是所述的一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，包 括相連的低硝鹽水罐、低硝鹽水泵、低硝鹽水換熱器、折流槽、濃硝鹽水換熱器、沉降器和循 環泵；包括如下步驟①來自膜裝置的濃縮液進入折流槽並調節PH值至7-11，然後經濃硝 鹽水換熱器循環降溫至10 15°C ；②來自膜裝置的低硝滲透液則首先進入到低硝鹽水罐 當罐液位達到三分之二時，開啟低硝鹽水泵，低硝滲透液經由冷凍介質為-8 -30°C冷凍 水的換熱器降溫後進入沉降器，直至清液從沉降器上端溢流入低硝鹽水罐三分之二時，停 止向罐內加入低硝滲透液；③低硝鹽水罐及沉降器內的低硝滲透液通過低硝鹽水換熱器逐 步循環降溫使沉降器內溫度在-8 _15°C之間，然後通過循環泵向沉降器內加入步驟①中 經過冷卻處理的濃縮液，採用直接混合冷卻的方法使濃縮液中的硫酸鈉結晶析出，並在沉 降器中自然沉降，達到鹽與硝的分離，從沉降器溢流出的低硝滲透液硫酸鈉含量控制在不 大於15g/l，離心母液進入低硝鹽水儲罐。所述的一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，其步驟②經循環降溫使沉降 器內溫度為-8 _15°C，該溫度下的濃縮液有利於提高在步驟③中結晶效率；在步驟③中 濃縮液中硫酸鈉冷卻結晶溫度為-5 -10°C。所述的一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，其步驟③中從沉降器溢流出 的經除硝處理的低硝鹽水硫酸鈉含量控制在不大於15g/l，最後步驟②中經自然沉降從沉 降器底部出來的大量結晶體的漿料經過離心機離心處理得到帶結晶水的硫酸鈉。本發明的優點本發明通過先將納濾膜裝置對離子膜淡鹽水中的硫酸根進行處理，分成兩股液 體硫酸根含量高的濃縮液和硫酸根含量低的低硝滲透液，低硝滲透液回鹽水化鹽系統繼 續使用，濃縮液進入冷凍除硝工藝，根據硫酸鈉與氯化鈉在不同溫度下的溶解度，採用一種 合理的冷凍結晶處理方法實現二者的分離，最終得到產品芒硝和實現氯化鈉溶液的回用， 從而在生產上可實現全自動控制，操作簡單，處理量有彈性，運行費用低，並解決了冷凍除 硝工藝中列管換熱器連續堵塞的問題，確保生產穩定運行，同時由於採用物理方法從濃硝 鹽水中分離硫酸鈉，無需投加除硫酸根藥劑，達到了無毒無害，無廢液廢渣排放的環保效 果，而且可做到濃硝鹽水閉路循環，實現廢液零排放，避免對環境造成汙染，降低本單位的 噸鹼鹽耗及生產成本，本發明可廣泛應用於氯鹼生產工藝中，特別適用於聚氯乙烯樹脂的 生產工藝中。


圖1為本發明的實施例工藝流程圖；圖1中1為折流槽、2為濃縮液貯槽、3為濃縮鹽水進料泵、4為濃硝鹽水換熱器A、 5為兌滷槽、6為為濃硝鹽水換熱器B、7為循環泵、8為沉降器、9為低硝鹽水換熱器、10為低 硝鹽水泵、11為低硝鹽水罐。
具體實施例方式實施例參照附圖，本發明的具體實施方案是本實施例包括依次相連的1折流 槽、2濃縮液貯槽、3濃縮鹽水進料泵、4濃硝鹽水換熱器A、5兌滷槽、6為濃硝鹽水換熱器B、 7循環泵、8沉降器、9低硝鹽水換熱器、10低硝鹽水泵、11低硝鹽水罐。從膜裝置出來的濃 縮液首先經過折流槽加入氫氧化鈉溶液調PH值至7-11，然後自流進入濃縮液貯槽中，再由 濃縮鹽水進料泵入濃硝鹽水換熱器A降溫到20°C。然後自流進入鹽水兌滷槽；經過一次降 溫後的濃硝鹽水再在兌滷槽中混合後由循環泵從底部抽出，經過濃硝鹽水換熱器B循環降 溫至10°C。同時在剛開車時，由於生產工藝裝置中必須預先裝有液體(低硝滲透液)，否則 將無法運行裝置，因此必須先讓膜裝置出來的低硝滲透液進入到低硝鹽水罐中，然後當罐 液位達到三分之二時，開啟低硝鹽水泵將低硝鹽水送入低硝鹽水換熱器降溫後進入沉降 器，直至清液從沉降器上端溢流入低硝鹽水罐內，這時停止向罐內加入低硝滲透液。此時 低硝鹽水罐及沉降器內的液體通過列低硝換熱器換熱器逐步循環降溫到-10°c，然後通 過循環泵向沉降器內加入濃縮液，通過直接混合冷卻的方法使濃縮液中的硫酸鈉結晶析 出，並在沉降器中自然沉降，達到鹽與硝的分離，在此操作過程中必須保證沉降器內溫度 在-5--10°C之間，從沉降器溢流出的低硝鹽水硫酸鈉含量控制在15g/l以下。最後從沉降器底部出來的大量結晶體的漿料經過離心機離心處理，離心母液進入 低硝鹽水儲罐，帶結晶水的硫酸鈉包裝送出。另一實施例不同之處在於濃縮液經濃硝鹽水換熱器A降溫到23°C，再經濃硝鹽水 換熱器B降溫至13°C，此時沉降器內溫度為-8V ；另一實施例不同之處在於濃縮液經濃硝鹽水換熱器A降溫到25經濃硝鹽水換熱 器B降溫至15°C，時沉降器內溫度為-10°C。以上實施例可根據具體實際生產要求進行溫度控制。
權利要求
1.一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特徵在於包括相連的低硝鹽水罐、 低硝鹽水泵、低硝鹽水換熱器、折流槽、濃硝鹽水換熱器、沉降器和循環泵；包括如下步驟①來自膜裝置的濃縮液進入折流槽並調節PH值至7-11，然後經濃硝鹽水換熱器循環降溫 至10 15°C ；②來自膜裝置的低硝滲透液則首先進入到低硝鹽水罐當罐液位達到三分之 二時，開啟低硝鹽水泵，低硝滲透液經由冷凍介質為-8 -30°C冷凍水的換熱器降溫後進 入沉降器，直至清液從沉降器上端溢流入低硝鹽水罐內，這時停止向罐內加入低硝鹽水；③ 低硝鹽水罐及沉降器內的低硝滲透液通過低硝鹽水換熱器逐步循環降溫使沉降器內溫度 在-8 -15°C之間，然後通過循環泵向沉降器內加入步驟①中經過冷卻處理的濃縮液，採 用直接混合冷卻的方法使濃縮液中的硫酸鈉結晶析出，並在沉降器中自然沉降，達到鹽與 硝的分離，從沉降器溢流出的低硝滲透液硫酸鈉含量控制在不大於15g/l，離心母液進入低 硝鹽水儲罐。
2.根據權利要求1所述的一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特徵在於步 驟②經循環降溫使沉降器內溫度為-10 -15°C。
3.根據權利要求1或2所述的一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特徵在 於步驟③中硫酸鈉冷卻結晶溫度為-5 -10°C。
4.根據權利要求3所述的一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特徵在於步 驟③中從沉降器溢流出的經除硝處理的低硝鹽水硫酸鈉含量控制在不大於8g/l。
5.根據權利要求4述的一種聚氯乙烯生產中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特徵在於步驟②中經自然沉降從沉降器底部出來的大量結晶體的漿料經過離心機離心處理得到帶結晶 水的硫酸鈉。
全文摘要
本發明涉及了一種鹽水的膜法冷凍除硝工藝，包括相連的低硝鹽水罐、低硝鹽水泵、低硝鹽水換熱器、折流槽、濃硝鹽水換熱器、沉降器和循環泵，採用納濾膜法先對離子膜淡鹽水中的硫酸根進行濃縮，再採用冷凍法除硝工藝使鹽水中的十水硫酸鈉作為產品結晶析出，達到處理硫酸根的目的。本發明具備操作簡單，處理量有彈性，運行費用低，同時由於採用物理方法從濃硝鹽水中分離硫酸鈉，無需投加除硫酸根藥劑，達到了無毒無害，無廢液廢渣排放的環保效果，而且可做到濃硝鹽水閉路循環，實現廢液零排放，避免對環境造成汙染，本發明可廣泛應用於氯鹼生產工藝中，特別適用於聚氯乙烯樹脂的生產工藝中。
文檔編號C02F9/08GK102092880SQ20101056819
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者劉中海, 吳彬, 周延紅, 張永龍, 朱建強, 李建國, 李春江, 耿偉偉, 郭成軍 申請人:新疆天業(集團)有限公司