專利名稱：聚氯乙烯生產(chǎn)中一次鹽水膜法冷凍除硝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(chǎn)中一次鹽水 的膜法冷凍除硝工藝。
背景技術(shù)：
聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)工藝中原鹽是其主要原料之一，在實(shí)際生產(chǎn)中需要將原料原 鹽溶解為飽和鹽水并通過一次過濾除雜質(zhì)、二次精制使得生產(chǎn)所得鹽水達(dá)到離子膜電解的 工藝要求。但由于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(huì)對后 續(xù)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(chǎn)， 增加生產(chǎn)成本。在實(shí)際生產(chǎn)中對于硫酸根除去方法目前國內(nèi)主要采用氯化鋇法除硫酸根，即使用 氯化鋇，將硫酸根以硫酸鋇沉淀的形式去除，由于硫酸鋇溶解度低，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(shù)影響比較大，同時(shí)對硫酸根的脫除 效果控制不穩(wěn)定。當(dāng)系統(tǒng)中鋇離子超標(biāo)時(shí)，則會(huì)與碘離子形成不溶性絡(luò)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(huì)與電槽中返遷移 到陽極室的氫氧化鈉結(jié)合生成氫氧化鋇沉淀，沉積在膜上縮短膜的壽命，降低電流效率。同 時(shí)氯化鋇有毒，對人體及周圍環(huán)境也造成危害，并且氯化鋇價(jià)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(fèi)用增大。另外還有鈣法屬于化學(xué)方法，即使 用氯化鈣，將硫酸根進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成沉淀，以石膏的形式加以去除。此法運(yùn)行費(fèi)用相對鋇 法低，但需要添加一些設(shè)備，操作上比較復(fù)雜，難以控制穩(wěn)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(shí)存在使用樹脂體積大，樹脂再生所需酸堿量 及純水用量大，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)等缺點(diǎn)。目前較先進(jìn)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(diǎn)，同時(shí)具 有環(huán)保、無毒、操作簡單、投資小、見效快等優(yōu)點(diǎn)，因而得到重視。該法采用納濾膜法先對離 子膜淡鹽水中的硫酸根進(jìn)行濃縮，再采用冷凍法除硝工藝使鹽水中的十水硫酸鈉作為產(chǎn)品 結(jié)晶析出，達(dá)到處理硫酸根的目的，并回收鹽水做化鹽使用。此方法即環(huán)保又不用加氯化 鋇，實(shí)現(xiàn)了硫酸根處理工藝中零排放的目的，在離子膜燒堿除硫酸根工藝中值得推廣和應(yīng) 用。膜法工藝分為三部分預(yù)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(jīng)非常成熟，最后冷凍脫硝部分由于一直解決不了冷卻設(shè)備中硫酸鈉結(jié)晶的問題，影響正 常工藝的生產(chǎn)，目前國內(nèi)各企業(yè)運(yùn)行不成熟，沒有提出更好的解決辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了目前聚氯乙烯樹脂行業(yè)生產(chǎn)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、工藝復(fù)雜、運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)、副產(chǎn)物無法回收利用并影響離子膜的使用壽 命等缺點(diǎn)，進(jìn)而提供一種費(fèi)用低、效率高、無污染，同時(shí)能夠?qū)⒘蛩岣x子以十水硫酸鈉作 為產(chǎn)品結(jié)晶析出的方法繼而回收利用，從而能有效降低生產(chǎn)成本、減少污染，同時(shí)投資小、結(jié)構(gòu)簡單合理、見效快的一種聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)中一次鹽水的膜法冷凍除硝工藝。本發(fā)明所提供的冷凍法除硝工藝脫除硫酸根離子的方法是采用納濾膜法先對離 子膜淡鹽水中的硫酸根進(jìn)行濃縮，再采用冷凍法除硝工藝使鹽水中的十水硫酸鈉作為產(chǎn)品 結(jié)晶析出，達(dá)到處理硫酸根的目的，采用此方法即環(huán)保又不用加氯化鋇，實(shí)現(xiàn)了硫酸根處理 工藝中零排放的目的，在離子膜燒堿除硫酸根工藝中值得推廣和應(yīng)用。本實(shí)發(fā)明的技術(shù)方案是所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)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(huán)泵；包括如下步驟①來自膜裝置的濃縮液進(jìn)入折流槽并調(diào)節(jié)PH值至7-11，然后經(jīng)濃硝 鹽水換熱器循環(huán)降溫至10 15°C ；②來自膜裝置的低硝滲透液則首先進(jìn)入到低硝鹽水罐 當(dāng)罐液位達(dá)到三分之二時(shí)，開啟低硝鹽水泵，低硝滲透液經(jīng)由冷凍介質(zhì)為-8 -30°C冷凍 水的換熱器降溫后進(jìn)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(shí)，停 止向罐內(nèi)加入低硝滲透液；③低硝鹽水罐及沉降器內(nèi)的低硝滲透液通過低硝鹽水換熱器逐 步循環(huán)降溫使沉降器內(nèi)溫度在-8 _15°C之間，然后通過循環(huán)泵向沉降器內(nèi)加入步驟①中 經(jīng)過冷卻處理的濃縮液，采用直接混合冷卻的方法使?jié)饪s液中的硫酸鈉結(jié)晶析出，并在沉 降器中自然沉降，達(dá)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 大于15g/l，離心母液進(jìn)入低硝鹽水儲(chǔ)罐。所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)中一次鹽水冷凍除硝工藝，其步驟②經(jīng)循環(huán)降溫使沉降 器內(nèi)溫度為-8 _15°C，該溫度下的濃縮液有利于提高在步驟③中結(jié)晶效率；在步驟③中 濃縮液中硫酸鈉冷卻結(jié)晶溫度為-5 -10°C。所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)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(jīng)除硝處理的低硝鹽水硫酸鈉含量控制在不大于15g/l，最后步驟②中經(jīng)自然沉降從沉 降器底部出來的大量結(jié)晶體的漿料經(jīng)過離心機(jī)離心處理得到帶結(jié)晶水的硫酸鈉。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明通過先將納濾膜裝置對離子膜淡鹽水中的硫酸根進(jìn)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(tǒng)繼 續(xù)使用，濃縮液進(jìn)入冷凍除硝工藝，根據(jù)硫酸鈉與氯化鈉在不同溫度下的溶解度，采用一種 合理的冷凍結(jié)晶處理方法實(shí)現(xiàn)二者的分離，最終得到產(chǎn)品芒硝和實(shí)現(xiàn)氯化鈉溶液的回用， 從而在生產(chǎn)上可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，操作簡單，處理量有彈性，運(yùn)行費(fèi)用低，并解決了冷凍除 硝工藝中列管換熱器連續(xù)堵塞的問題，確保生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)由于采用物理方法從濃硝 鹽水中分離硫酸鈉，無需投加除硫酸根藥劑，達(dá)到了無毒無害，無廢液廢渣排放的環(huán)保效 果，而且可做到濃硝鹽水閉路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)廢液零排放，避免對環(huán)境造成污染，降低本單位的 噸堿鹽耗及生產(chǎn)成本，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于氯堿生產(chǎn)工藝中，特別適用于聚氯乙烯樹脂的 生產(chǎn)工藝中。


圖1為本發(fā)明的實(shí)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(jìn)料泵、4為濃硝鹽水換熱器A、 5為兌鹵槽、6為為濃硝鹽水換熱器B、7為循環(huán)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(shí)施例方式實(shí)施例參照附圖，本發(fā)明的具體實(shí)施方案是本實(shí)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(jìn)料泵、4濃硝鹽水換熱器A、5兌鹵槽、6為濃硝鹽水換熱器B、 7循環(huán)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(jīng)過折流槽加入氫氧化鈉溶液調(diào)PH值至7-11，然后自流進(jìn)入濃縮液貯槽中，再由 濃縮鹽水進(jìn)料泵入濃硝鹽水換熱器A降溫到20°C。然后自流進(jìn)入鹽水兌鹵槽；經(jīng)過一次降 溫后的濃硝鹽水再在兌鹵槽中混合后由循環(huán)泵從底部抽出，經(jīng)過濃硝鹽水換熱器B循環(huán)降 溫至10°C。同時(shí)在剛開車時(shí)，由于生產(chǎn)工藝裝置中必須預(yù)先裝有液體(低硝滲透液)，否則 將無法運(yùn)行裝置，因此必須先讓膜裝置出來的低硝滲透液進(jìn)入到低硝鹽水罐中，然后當(dāng)罐 液位達(dá)到三分之二時(shí)，開啟低硝鹽水泵將低硝鹽水送入低硝鹽水換熱器降溫后進(jìn)入沉降 器，直至清液從沉降器上端溢流入低硝鹽水罐內(nèi)，這時(shí)停止向罐內(nèi)加入低硝滲透液。此時(shí) 低硝鹽水罐及沉降器內(nèi)的液體通過列低硝換熱器換熱器逐步循環(huán)降溫到-10°c，然后通 過循環(huán)泵向沉降器內(nèi)加入濃縮液，通過直接混合冷卻的方法使?jié)饪s液中的硫酸鈉結(jié)晶析 出，并在沉降器中自然沉降，達(dá)到鹽與硝的分離，在此操作過程中必須保證沉降器內(nèi)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。最后從沉降器底部出來的大量結(jié)晶體的漿料經(jīng)過離心機(jī)離心處理，離心母液進(jìn)入 低硝鹽水儲(chǔ)罐，帶結(jié)晶水的硫酸鈉包裝送出。另一實(shí)施例不同之處在于濃縮液經(jīng)濃硝鹽水換熱器A降溫到23°C，再經(jīng)濃硝鹽水 換熱器B降溫至13°C，此時(shí)沉降器內(nèi)溫度為-8V ；另一實(shí)施例不同之處在于濃縮液經(jīng)濃硝鹽水換熱器A降溫到25經(jīng)濃硝鹽水換熱 器B降溫至15°C，時(shí)沉降器內(nèi)溫度為-10°C。以上實(shí)施例可根據(jù)具體實(shí)際生產(chǎn)要求進(jìn)行溫度控制。
權(quán)利要求
1.一種聚氯乙烯生產(chǎn)中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特征在于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(huán)泵；包括如下步驟①來自膜裝置的濃縮液進(jìn)入折流槽并調(diào)節(jié)PH值至7-11，然后經(jīng)濃硝鹽水換熱器循環(huán)降溫 至10 15°C ；②來自膜裝置的低硝滲透液則首先進(jìn)入到低硝鹽水罐當(dāng)罐液位達(dá)到三分之 二時(shí)，開啟低硝鹽水泵，低硝滲透液經(jīng)由冷凍介質(zhì)為-8 -30°C冷凍水的換熱器降溫后進(jìn) 入沉降器，直至清液從沉降器上端溢流入低硝鹽水罐內(nèi)，這時(shí)停止向罐內(nèi)加入低硝鹽水；③ 低硝鹽水罐及沉降器內(nèi)的低硝滲透液通過低硝鹽水換熱器逐步循環(huán)降溫使沉降器內(nèi)溫度 在-8 -15°C之間，然后通過循環(huán)泵向沉降器內(nèi)加入步驟①中經(jīng)過冷卻處理的濃縮液，采 用直接混合冷卻的方法使?jié)饪s液中的硫酸鈉結(jié)晶析出，并在沉降器中自然沉降，達(dá)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于15g/l，離心母液進(jìn)入低 硝鹽水儲(chǔ)罐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特征在于步 驟②經(jīng)循環(huán)降溫使沉降器內(nèi)溫度為-10 -15°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特征在 于步驟③中硫酸鈉冷卻結(jié)晶溫度為-5 -10°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特征在于步 驟③中從沉降器溢流出的經(jīng)除硝處理的低硝鹽水硫酸鈉含量控制在不大于8g/l。
5.根據(jù)權(quán)利要求4述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)中一次鹽水冷凍除硝工藝，其特征在于步驟②中經(jīng)自然沉降從沉降器底部出來的大量結(jié)晶體的漿料經(jīng)過離心機(jī)離心處理得到帶結(jié)晶 水的硫酸鈉。
全文摘要
本發(fā)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(huán)泵，采用納濾膜法先對離子膜淡鹽水中的硫酸根進(jìn)行濃縮，再采用冷凍法除硝工藝使鹽水中的十水硫酸鈉作為產(chǎn)品結(jié)晶析出，達(dá)到處理硫酸根的目的。本發(fā)明具備操作簡單，處理量有彈性，運(yùn)行費(fèi)用低，同時(shí)由于采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(dá)到了無毒無害，無廢液廢渣排放的環(huán)保效果，而且可做到濃硝鹽水閉路循環(huán)，實(shí)現(xiàn)廢液零排放，避免對環(huán)境造成污染，本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于氯堿生產(chǎn)工藝中，特別適用于聚氯乙烯樹脂的生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者劉中海, 吳彬, 周延紅, 張永龍, 朱建強(qiáng), 李建國, 李春江, 耿偉偉, 郭成軍 申請人:新疆天業(yè)(集團(tuán))有限公司