不合格次氯酸鈉循環(huán)利用工藝

韓祺祺，梁玉勇，張會(huì)君

(德州實(shí)華化工有限公司，山東 德州 253079)

次氯酸鈉是一種具有漂白、消毒作用的氯產(chǎn)品，它是在氯堿生產(chǎn)過程中用堿液吸收放空氯、事故氯等產(chǎn)生的副產(chǎn)品。對(duì)于用電石法生產(chǎn)PVC的企業(yè)，由于工業(yè)品電石中含有雜質(zhì)，在乙炔發(fā)生器中發(fā)生相應(yīng)副反應(yīng)，生成的乙炔氣中含有磷化氫、硫化氫等雜質(zhì)氣體。利用次氯酸鈉的氧化性可以將粗乙炔氣中的硫化氫、磷化氫等雜質(zhì)氧化成酸性物質(zhì)而除去。為保證乙炔工段次氯酸鈉的需求，大多數(shù)企業(yè)都設(shè)置有次氯酸鈉成品罐，在成品罐中通過加水稀釋達(dá)到有效氯指標(biāo)60～70 g/L，游離堿5～8 g/L。次氯酸鈉易發(fā)生分解，導(dǎo)致成品罐內(nèi)次氯酸鈉不合格。針對(duì)此問題，本文中提出建立不合格次氯酸鈉循環(huán)利用裝置，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的流程和設(shè)備，解決了成品次氯酸鈉高溫條件下易變質(zhì)的問題，降低經(jīng)濟(jì)損失。

1 次氯酸鈉生產(chǎn)原理及現(xiàn)有工藝流程

1.1 次氯酸鈉生產(chǎn)原理［1］

生產(chǎn)次氯酸鈉的原料為氫氧化鈉水溶液和氯氣。氯氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)與噴淋而下的堿液進(jìn)行逆向接觸，反應(yīng)生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，同時(shí)放出熱量?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下:

在較高溫度下，次氯酸根離子不穩(wěn)定，發(fā)生歧化反應(yīng)，生成氯酸根［2］。高溫下，氯氣與氫氧化鈉溶液不會(huì)產(chǎn)生次氯酸鈉，而生成氯化鈉、氯酸鈉及水，化學(xué)反應(yīng)方程式如下:

1.2 次氯酸鈉生產(chǎn)工藝

次氯酸鈉生產(chǎn)裝置一般采用兩級(jí)吸收塔工藝，在吸收塔內(nèi)氯氣與堿液逆流接觸。廢氯氣及事故氯氣進(jìn)入一級(jí)氯氣吸收塔下部，被上部來自堿高位槽的堿液或一級(jí)堿液循環(huán)泵的堿液吸收，未被吸收的部分氣體進(jìn)入二級(jí)廢氯氣吸收塔下部，被上部來自堿高位槽的堿液或二級(jí)堿液循環(huán)泵的堿液吸收，尾氣被引風(fēng)機(jī)抽空排出。一級(jí)堿液循環(huán)槽和二級(jí)堿液循環(huán)槽內(nèi)的稀堿液分別通過一級(jí)堿液冷卻器和二級(jí)堿液冷卻器冷卻降溫，循環(huán)使用。次氯酸鈉中游離堿及有效氯濃度合格后由次氯酸鈉成品泵送至次氯酸鈉成品罐?，F(xiàn)有生產(chǎn)裝置中，兩級(jí)堿液吸收系統(tǒng)的運(yùn)行方式為:在開停車或出現(xiàn)異常的情況下，兩級(jí)堿液吸收系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行;生產(chǎn)穩(wěn)定或廢氣量比較少時(shí)，只運(yùn)行二級(jí)堿液吸收系統(tǒng)。二級(jí)堿液吸收系統(tǒng)同時(shí)承擔(dān)日常廢氣吸收和為下游工段提供次氯酸鈉的任務(wù)，在吸收系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。次氯酸鈉生產(chǎn)工藝主要流程如圖1所示。

圖1 原次氯酸鈉生產(chǎn)工藝流程Fig.1 Original process flow of sodium hypochlorite production

2 裝置運(yùn)行問題

開車時(shí)，廢氯氣量很大，容易發(fā)生次氯酸鈉過氯化分解;夏季溫度高時(shí)，會(huì)造成部分次氯酸鈉分解;操作失誤也會(huì)造成有效氯指標(biāo)達(dá)不到工藝要求。如果將不合格的次氯酸鈉送至乙炔工段，將導(dǎo)致乙炔氣體中硫、磷含量超標(biāo)，影響生產(chǎn);如向不合格次氯酸鈉中添加堿液后，排至廢水處理池，則會(huì)加大污水處理站負(fù)荷，造成大量物料浪費(fèi)，并污染環(huán)境。

3 改進(jìn)工藝流程

改進(jìn)方法如下:在次氯酸鈉成品泵C/D出口設(shè)置一條回流管道，該管道連接二級(jí)堿液循環(huán)槽管道，將不合格次氯酸鈉送至二級(jí)堿液循環(huán)槽，重新生產(chǎn)。改進(jìn)后工藝流程如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后次氯酸鈉工藝流程示意圖Fig.2 Improved process flow of sodium hypochlorite production

改進(jìn)工藝運(yùn)行方式如下。

(1)當(dāng)次氯酸鈉成品罐內(nèi)產(chǎn)品不合格時(shí)，關(guān)閉次氯酸鈉成品泵A/B及其前后閥門，關(guān)閉次氯酸鈉成品泵C/D出口外送管道閥門，開啟次氯酸鈉成品泵C/D及回流管道閥門，將次氯酸鈉成品罐中不合格次氯酸鈉通過回流管道輸送到二級(jí)堿液循環(huán)槽。

(2)在二級(jí)堿液循環(huán)槽中，利用新鮮堿液和氯氣對(duì)不合格次氯酸鈉重新配制。氯氣由下部進(jìn)入二級(jí)堿液吸收塔，被上部來自堿高位槽的新鮮堿液或二級(jí)堿液循環(huán)槽的堿液吸收，尾氣被引風(fēng)機(jī)抽空排出。二級(jí)堿液循環(huán)槽內(nèi)的稀堿液通過堿液冷卻器冷卻降溫后送至二級(jí)堿液吸收塔循環(huán)使用。當(dāng)次氯酸鈉中游離堿及有效氯濃度合格后由次氯酸鈉成品泵A/B送至次氯酸鈉成品罐。經(jīng)次氯酸鈉成品泵C/D加壓送至乙炔工段，部分溶液回流，維持最小泵送流量并充分混勻次氯酸鈉溶液。

4 結(jié)語

(1)當(dāng)次氯酸鈉指標(biāo)失調(diào)時(shí)如將不合格次氯酸鈉排入污水處理站，重新利用新鮮堿液及氯氣配制次氯酸鈉，最少需要6 h，并且造成大量資源浪費(fèi)，增加污水處理站負(fù)荷。利用本工藝可最大限度降低重新配制次氯酸鈉的原料成本，并在1～2 h內(nèi)完成次氯酸鈉配制，可保證生產(chǎn)的連續(xù)性，降低經(jīng)濟(jì)損失。

(2)將廢品次氯酸鈉通過二級(jí)堿液循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行處理，解決了用于乙炔清凈的成品次氯酸鈉高溫條件下易變質(zhì)的問題。

(3)該工藝易于改造，且改造成本低。