年产10万吨烧碱的生产工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

烧碱（NaOH），俗称烧碱、火碱、苛性钠，有吸水性，可用作干燥剂，且在空气中易潮解；烧碱的工业品有液体和固体，其中液体为不同含量的氢氧化钠水溶液，呈现强碱性，故能使石蕊试纸变蓝，无色酚酞变红。固体白色不透明，常制成片状、棒状、粒状，或者熔融态用铁桶包装。溶于水时放出大量热，也易溶于乙醇和甘油，不溶于丙酮和乙醚。烧碱具有强腐蚀性，对皮肤、纸张、织物等侵蚀剧烈；易吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠；与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应；与酸发生中和反应生成盐。

烧碱的用途十分广泛，是化学实验室中一种必备的化学品，也是常见的化工品之一。使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。其主要用途有以下几个方面。

（1） 造纸工业中，将烧碱溶液作为蒸煮液来除去原料中的木质素、碳水化合物和树脂等，并中和其中的有机酸，把纤维素分离出来。

（2） 印染、纺织工业中，需要使用大量的碱液来除去棉纱、羊毛等上面的油脂。

（3） 在精炼石油中，为了除去石油馏分中的胶质，一般在石油馏分中加浓硫酸使胶质成为酸渣而析出。经过酸洗后，石油里还含有酚、环烷酸等酸性杂质以及多余的硫酸，必须用烧碱溶液洗涤，在经水洗涤，才能得到精致的石油产品。

（4） 水处理，在污水处理厂，氢氧化钠可以通过中和反应减小水的硬度。在工业领域，是离子交换树脂再生的再生剂。 氢氧化钠具有强碱性，且在水中具有相对高的可溶性。由于氢氧化钠在水中具有相对高的可溶性，所以容易衡量用量，可以方便地在水处理的各个领域使用。

经过多年的发展，我国烧碱技术已经从初期的苛化法、隔膜电解法和水银电解法发展到最新的离子膜烧碱生产工艺。离子交换膜法制碱的核心是利用离子交换膜将电解槽的阳极室和阴极室分开，通入直流电进行电解反应，阳极室产生氯气和淡盐水，阴极室产生氢气和烧碱。氯气经洗涤、干燥后供后工序使用，淡盐水经脱氯后回到化盐再使用。氢气经洗涤后供后工序使用，自电解槽出来的烧碱浓度为32%-35%，可直接作为成品碱出售，也可以进一步蒸发浓缩到48%或制成固碱。

烧碱生产方法的比较

近些年来，我国氯碱行业迅速发展。烧碱和聚氯乙烯产能、产量继续稳居世界首位，主要氯产品产能产量增长较快，部分产品产能已位居世界第一，已经成为名副其实的氯碱生产大国。随着我国氯碱行业的快速发展，行业的集中度也进一步提高、分布也逐渐清晰、市场的格局不断变化、交易的方式多样化、生产的工艺不断优化、节能环保不断提高。但也存在一定的问题，如产能过剩、产品结构相对单一，同质化竞争激烈、效益下降，发展形势严峻、国际竞争力和技术创新能力有待进一步加强。

近几年,世界氯碱行业格局发生了深刻变化。欧洲实施汞减排,2017年底淘汰水银法装置,烧碱产能将有所降低,并逐渐变为烧碱净进口区域。美国页岩气快速发展,2018-2022年将新增乙烯规模1200万吨以上。美国大量乙烯基产品出口将会改变世界乙烯基产品供给格局,对世界氯碱行业造成影响。印度和越南、印度尼西亚、马来西亚、泰国等东南亚地区对氯碱产品保持强劲需求,年均增长在5%-9%。东南地区氯碱产品进口量逐步增加。东北亚地区氯碱需求稳定增长,年均增长率约为3.5%。新兴市场整体发展迅猛,对氯碱产品需求持续稳定增长。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：首先通过阅读大量的国内外文献，了解现阶段烧碱生产工艺的现状，确定合适的烧碱生产工艺条件以及工艺流程，并对其进行优化设计。其次，进行物料衡算，确定相关工艺参数，进行相关设备型号确定，设计相关非标准件。 最后学习使用cad制图软件，完成工艺流程图、设备装配图、车间平面布置图绘制。

3. 研究计划与安排

（1）2020-02-28前完成开题报告的撰写和英文文献的翻译。

（2）2020-04-01前完成设计说明书的撰写。

（3）2020-05-01前完成相关图纸的绘制。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 马彦军，刘毓涛，张毅刚.离子膜烧碱生产工艺技术的优化讨论[j].化工管理,2015,(35): 208

[2] 张战卫.离子膜烧碱生产工艺过程指标控制优化[j].氯碱工业,2018,(8): 12-14

[3] 王志勇，李和平，尹志刚.离子膜烧碱生产工艺的优化[j].桂林理工大学学报,2011,(1): 100-105