氯碱生产中,电解槽整流运行的电流效率如何计算?

   2023-04-23 03:28:27 网络1020
核心提示:一、电流效率在电解过程中,通过一定电量时,生成物的“实际产量和理论产量”之比称为电流效率。η=G实际/G理论×100%电解溶液中常含有一些其他离子,当这些离子放电时要消耗一部分电能,电解时发生的副反应以及电荷漏电等因素也要消耗电能。因此电流

氯碱生产中,电解槽整流运行的电流效率如何计算?

 一、电流效率

在电解过程中,通过一定电量时,生成物的“实际产量和理论产量”之比称为电流效率。

η=G实际/G理论×100%

电解溶液中常含有一些其他离子,当这些离子放电时要消耗一部分电能,电解时发生的副反应以及电荷漏电等因素也要消耗电能。因此电流效率常小于1。分为阴极电流效率和阳极电流效率。

通常计算阴极电流效率:η阴=G实际/G理论×100%

式中:G理论=K·I·t·n/1000

(kg)

G实际=电解液浓度g(kg/m3)×体积V(m3)

(kg)

K为电化当量:

氯的电化当量:KCl2=35.46/26.8=1.323

g/(A·h)

氢的电化当量:KH2=1.08/26.8=0.0376

g/(A·h)

氢氧化钠电化当量:KNaOH=40/26.8=1.492

g/(A·h)

阳极电流效率:从电解反应知,阳极上的析O2反应,是与析Cl2反应相竞争的主要电化学副反应,它可使阳极电流效率下降2~4%,

2H2O→O2+4H++4e-…………(1-9)

4OH-→

O2+2H2O+4e-……(1-10)

这个电极反应的速度与电极材料、电解条件等密切相关。

此外,阳极析出的氯气,不可避免地有部分溶解在阳极液中,生成次氯酸钠和盐酸:Cl2+H2O

H++Cl-+HClO

当阴极生成的碱,由于扩散等原因进入阳极液中,次氯酸被中和,生成易解离的次氯酸盐:HClO+

OH-

→ClO-+

H2O

这时次氯酸根将在阳极上氧化,生成氯酸根并析出氧气。

6ClO-+3H2O→2ClO3-+4Cl-+6H++3/2O2+6e-······(1-13)

此外,在阳极液中生成的HClO还会进行化学反应生成氯酸盐:

HClOH++ClO-················(1-14)

2HClO+ClO-→

ClO3-+2H++2Cl-······(1-15)

上述这些反应使阳极生成的氯,阴极生成的碱,都由于副反应而白白消耗掉,降低了电流效率和产品纯度,特别是阳极液中的OH-增高时,这些副反应更严重。将阳极和阴极产物分开,降低阳极液中的OH-含量,是提高电解过程电流效率的关键。设法提高阳极析O2过电位,降低析氯主反应过电位,是提高电流效率的又一措施。影响电流效率的因素有:盐水质量、盐水温度、电解液浓度(碱液盐碱比)、隔膜吸附质量、电流密度大小、电流波动、电槽绝缘情况等。

二、

电压效率

理论分解电压与实际槽电压之比称为电压效率,它总是小于1。

槽电压直接影响直流电耗,槽电压由以下几部分组成:

V=V0+η阳+|η阴|+ΣIR·················(1-16)

式中:V0——理论分解电压,当工作电流为零时的槽电压,可由热力学计算。

η阳——阳极过电位。

|η阴|——阴极过电位绝对值。

ΣIR——电流流过电解槽各部分时的欧姆电压降总和。

槽电压由阴极电极电位、阳极电极电位、阴极过电压、阳极过电压、溶液压降、隔膜压降、金属导体压降组成。

因此,可通过选择和研制新型电极材料、隔膜材料、调整极距、提高电解液温度和浓度,控制适宜的电流密度,设计合理的电槽结构等来降低槽电压,以提高电压效率,降低电耗。

请问氯碱的用途和今后两年价格的走势?

2x13年,氯碱厂分会在公司工会、经营班子的正确领导和全厂职工的共同努力下和支持下,围绕公司“主营扭亏”和“加快搬迁”两大主题,以科学发展观为指导,坚定信心,团结一致,带领全体管理人员和广大员工真抓实干,同舟共济,心往一处想,劲往一处使,较圆满地完成了各项工作任务。一年来,工会围绕厂的中心工作,结合工会工作的实际,广泛动员职工积极参与厂生产经营活动,提高职工整体素质,确立工作目标,制定了工作任务。同时协助厂领导班子抓好各项基础管理工作的精细化管理,取得了一定成绩。

一、生产经营情况

1、产量

1~8月份,烧碱产量累计68732.23吨,比去年同期产量(79339.23吨)减少10607吨。除5、6、7三个月份完成月度计划产量外,其它5个月都没能完成月度计划产量;1~8月份液氯累计产量31172.55吨,同比去年产量(25572.21吨)上升5600.34吨;盐酸1~8月份产量累计63244.35吨,同比去年产量(54666.99吨)上升8577.36吨。受氯产品市场低迷及生产负荷调整的影响,烧碱负荷总体偏低。

2、消耗

32%碱、50%碱原盐消耗1~8月份累计839kg/吨碱,完成消耗计划(840kg/吨碱);32%碱、50%碱交流电耗分别累计(1~8月份)1310kwh/吨碱和1306kwh/吨碱,没能完成计划消耗(1300kwh/吨碱);蒸汽消耗32%碱1~8月份累计0.115吨/吨碱,完成计划消耗(0.15吨/吨碱),50%碱的蒸汽耗累计0.491吨/吨碱,完成计划消耗(0.60吨/吨碱);动力电方面,三大产品都没能完成计划消耗。综合各项消耗完成情况来看,除蒸汽消耗和盐耗通过加强内部控制管理完成较好外,交流电和动力电消耗受外部因素,主要是生产负荷不高、负荷调整频繁、外电引起系统跳闸等影响较大,给节能降耗工作带来了很大的困难。做的最好的是5月份,27项消耗指标全部合格,其它月份都有不同程度的消耗指标超标。

3、成本

与去年同期产量相比,虽然烧碱产量减少了10607吨,但氯碱厂通过加强各方面的生产管理,特别是严抓基础管理工作,各产品的成本完成还是取得了不错的成绩。1~8月份,32%碱累计考核成本1359.34元/吨碱,完成目标考核计划(1371.19元/吨碱);50%碱累计考核成本1458.21元/吨碱,完成目标考核计划(1509.12元/吨碱);液氯累计考核成本1684.83元/吨碱,完成目标考核计划(1736.62元/吨碱);工业盐酸累计考核成本587.52元/吨碱,完成目标考核计划(597.95元/吨碱);高纯盐酸累计考核成本602.39元/吨碱,完成目标考核计划(611.65元/吨碱)。从4月份开始,连续4个月获得月度成本奖金,扭转了氯碱厂近几年来烧碱各产品考核成本都没能完成公司考核目标的尴尬局面,极大的鼓舞了全厂职工的士气。 4、2x13年生产经营主要完成的.工作

(1)紧紧围绕公司生产经营方针,通过维持生产负荷的长期稳定这一主线开展各项基础管理工作,确保氯碱生产线安全、平稳运行,

(2)建立厂部每周基础管理综合工作检查制度,每个星期不定时对各车间的生产、工艺、安全、环保、设备等工作综合检查,发现问题及时整改消除,不留后患。

(3)组织全体职工集中学习了2x12年氯碱厂安全事故案列,认真剖析事故产生的原因、经过及防范措施,提高职工安全意识和责任感,避免伤害和被伤害,降低安全事故的发生。特别是针对今年共有3次外电原因引起系统全跳闸事故对部分重点岗位职工重新进行事故应急培训。

(4)每月定期召开厂部经济活动分析会,在稳定好生产的基础上开展相应的节能降耗等成本控制工作。

(5)颁布新的职工合理化建议征集及职工培训制度,全方位提高职工工作积极性和岗位应急操作技能水平。

(6)对10万吨烧碱系统和4万吨烧碱系统的富余循环冷却水进行改造,减少了三台共183.5KWH电机的运行,全年节约用电146.8万度,减少电费支出80多万

元。

(7)配合公司做好PVC转岗职工的分流工作,同时做好岗前培训,确保合格上岗。

(8)组织开展全厂职工关于两院“环境污染刑事问责”管理规定培训,提高职工环境保护意识,杜绝环保事故的发生。

(9)充分准备,迎接国家安全生产监督组到我公司重大危险源液氯岗位检查并及时完成检查组提出的相关整改工作。

(10)做好“两会一节”生产系统安全停车、安全置换、安全排放等系统置换工作,做到干净、彻底、不留尾巴。

(11)配合公司做好停产搬迁期间各种方案的制定、传达、审议、落实及人员管理,确保职工思想稳定。

(12)停产搬迁期间继续配合公司做好酸、碱贸易的各项工作,落实各项安全生产责任制,严格操作程序,确保安全有序开展。

二、组织建设情况

1、组织开展“创建工人先锋号”、“创建学习型组织,学习型班组,学习型职工”等活动,大力倡导爱学习、善于学习的良好风气,积极培养一批掌握一技之长,精通专业知识的行家里手。充分发挥优势,组织职工认真学习党的路线方针政策、业务知识、业务技能,引导和动员职工参加继续教育,提高自身素质。广泛开展好“创建学习型组织,争做知识型职工”等系列活动。

2、争当维护稳定先锋,促进和谐企业建设。在厂党组的领导下,组织开展职工群众性文化活动,如喜闻乐见的乒乓球、气排球、篮球、足球活动等,培养职工积极向上、科学健康的生活情趣,构建和谐稳定的工作环境。不定期的发放班组活动经费,组织全厂各班组职工进行班组活动,增强班组员工的向心力和凝聚力。 如组织职工参加每周五下午的气排球、羽毛球比赛,每周三下午在厂部开展的乒乓球擂台赛,不定期的开展篮球、足球比赛活动等。

3.开展职工读书活动,以车间或班组为单位,要求每月至少不低于一篇宣传稿件,对本厂的生产情况做如实的报道,其中的涉及面还有好人好事,专题等。紧紧围绕公司的生产经营管理为中心,充分利用《学习园地》、黑板报等宣传阵地,对各岗位涌现出来的好人好事予以大力宣传,截止今年11月份,共完成稿件2x8篇,前三季度在“南化股份报”的上稿率为30%。针对前期的生产上遇到的各种问题,开展了员工合理化建议的收集活动以及员工培训活动,促进了基层职工、班组、车间、厂部之间的工作交流和沟通。并以此大大的促进了职工的工作积极性和创造性。

4.保持离子膜岗位成为公司文明生产和青年示范岗的窗口,成为固定的区市、及外厂参观点。在今年还选出电解车间离子膜岗位参加工人先锋号的评选、电解二班参加学习型组织的评选、电解车间主任兰翠娇参加学习型职工的评选。

5.在今年里组织职工参加公司举办的各项活动获得了不错的成绩:

(1)2x12年度宣传工作二等奖;

(2)2x13公司班组趣味比赛第三名;

(3)5月参加公司团委“五四趣味活动”获团体第三名;

(4)6月参加公司职工气排球(分龄赛)获得青年组第二名;

(5)7月参加庆“七一”职工乒乓球(分龄赛)获得中年组第二名,青年组第一 名;

(6)组织参加公司微电影拍摄并送选市里参加比赛;

6.积极开展帮扶和送温暖活动,认真听取职工的呼声,帮助职工解决实际困难。2x13年共进行家访、慰问病号15人次,发放慰问、困难补助金30人次,金额共3000元(截至11月),此外,积极协助住院员工办理工伤保险、住院保险的申报、报销等工作,为职工办理职工待遇证等,及时解决他们的实际困难,为职工谋福利。与此同时,在7月组织了厂内部分职工和管理人员参加了无偿献血活动并与一名地贫患儿结成帮扶对子,对其提供力所能及的帮助。

7.领导班子团结,注重民主管理,及时公布厂内人员调动、安全检查、工资分配、困难补助、党员公示、事故处理及奖罚情况等。及时了解职工的思想动态,及时帮助职工解决生产、生活问题,努力营造安定、和谐氛围。

8.及时召开厂务公开专题会、党政工联席会、职工代表座谈会、经济活动分析会等,传达公司各项精神指示及厂部活动、方案、措施、奖罚等。每周召开氯碱厂厂内碰头会两次,及时传达公司的精神指示及安排生产工作,每月召开全体管理人员就我厂物能耗情况进行分析,找出生产问题所在,并制定相应的对策解决。每季度召开全体班组长会议,传达公司精神,了解生产状况。及时公布厂内人员调动、安全检查、工资分配、困难补助、党员公示、事故处理及奖罚情况等等。认真组织职工学习国内同行和公司生产、工伤事故,强化员工的安全意识,以达到防患于未然的目的。及时了解职工的思想动态,及时帮助职工解决生产、生活问题,努力营造安定、和谐氛围。

三.2x14年工作计划

1. 2x14年氯碱厂工会将继续以党的十八大精神为指导,深入践行科学发展观,以党的群众路线实践活动为主线,深入落实公司工会总体工作思路,以创新为动力、以需求为出发点、以效果为标准,进一部增强工作思想性、操作性和时效性,进一步抓基层、务实基础,团结和动员广大职工积极投身于厂、公司的改革发展中。

2. 继续围绕公司各项中心工作为核心开展基础管理工作,工作的重点由原来的生产管理转为人员管理,职工思想教育管理,确保停产搬迁期间职工思想稳定。

3. 配合公司开展好停产搬迁期间各种方案的制定、传达、讨论、解释、落实等工作。

4. 停产期间,厂部仍然坚持开展每周一检的综合周检制度,检查重点由原来的生产管理转为人员劳动纪律管理及现场卫生管理、材料、设备装置的维护保养等基础性综合工作。

工业烧碱的历史(发展前景)和发展趋势?

氯碱工业属于基本化工原料工业,基本化工原料通常是指“三酸两碱”,盐酸和烧碱这两种氯碱工业的食盐电解产品就占其中的两种,再加上氯和氢可以进一步加工成许多化工产品,所以氯碱工业及其相关产品涉及国民经济和人民生活的诸多领域,除应用于化学工业本身外,在轻工、纺织、石油化工、有色冶金和公用事业等领域也均有很大用途。氯碱工业的主要产品——烧碱、氯气、氢气还被广泛应用于医药、冶金、电力、国防、军工、建材和食品加工等工业部门,耗碱和耗氯产品,已达数千种。据测算,每万吨氯碱可创造5—7亿元工业产值。发展氯碱工业,是相关产业部门的迫切愿望,其发展水平,在一定程度上反应出一个国家国民经济的发展程度。

一、 氯碱工业的主要产品、特性和用途 氯碱工业的生产流程、主要产品和用途如下图所示: 原料盐 烧碱 用途:造纸、纺织、制铝、石化等

电 氯用途:农药、氯产品、含氯溶剂等电 石 氢(副产品) 用途:硬化油、炼钨等

(一) 烧碱

烧碱naoh,又称苛性碱,学名氢氧化钠,是一种白色半透明状的结晶体。纯的无水氢氧化钠,潮解性极强,易溶于水,溶液呈强碱性。其水溶液由于浓度不同,可以生成含有1、2、3.5、4.5和7个水分子的水合物。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油;但不溶于乙醚、丙酮、液氨。烧碱的主要用途最早从制造肥皂开始,逐渐用于造纸、纺织、印染等方面;制铝工业及60年代后石油化工的发展,进一步扩大了烧碱的用途。

西欧国家碱(包括纯碱和烧碱)的消费构成化学品 32% 玻璃 18% 纸及纸浆 13% 制铝 7% 肥皂及清洗剂 6% 人造丝及赛璐珞 2% 石油工业 3% 纺织品 2% 水处理 1% 其他 16%

(二)氯

氯在常温常压下为黄绿色气体,经压缩可液化为金黄色液态氯。具有极强的刺激臭味,性甚毒,即使少量吸入,亦足以损害咽喉及肺脏,故战争时用作毒气之一。氯略溶于水,在阳光下,氯水性不稳定,常放出氧,具有氧化作用,广泛用来消毒和杀菌。氯为活泼元素之一,除氧、氮、稀有气体、溴、碘、碳等外,能与一切单质,及多种含氢化合物反应,故用作强氧化剂和氯化剂。

氯的用途很广,分为无机氯产品和有机氯产品两大类。

氯最早用于制造漂白粉。含有效氯高且稳定性强的漂粉精(主要组成为次氯酸钙)正逐渐发展,现在世界产量近20万吨。60年代以后,又有氯代异氰尿酸及其盐类高效漂白剂问世,目前世界产量已近8万吨。此外,水消毒用的液氯,及纺织造纸工业用的次氯酸钠和亚氯酸钠,都为常用无机氯产品之一。

氯产品的第二个大用户是有机氯农药,含氯和通过氯来合成的农药很多,如速灭威、含氯菊酯等。

聚氯乙烯:国外有机氯产品远比无机氯产品为多,其中最大的耗氯产品为聚氯乙烯(pvc),目前它是仅次于聚乙烯的世界第二大塑料制品,聚氯乙烯的用途日趋广泛,目前其软制品多为日常生活用品和农用薄膜;硬质聚氯乙烯塑料多用于建筑材料,卫生设备等。美国80年代初用于建材的聚氯乙烯塑料已占总量的半数以上。聚氯乙烯能与醋酸乙烯、偏二氯乙烯、丙烯等第二单体共聚,制造塑料、涂料、纤维等用,它的透明度比聚乙烯好,可以注塑。生产聚氯乙烯塑料与同体积产品比,能量消耗仅为钢的1/3,铝的1/4。以石油为原料,生产1吨聚氯乙烯只需要石油1.9吨,而制聚乙烯要2.3吨,因而聚氯乙烯将来有可能超过聚乙烯,成为最大塑料品种。聚氯乙烯加工过程中的改性剂——氯化聚乙烯,世界年产量近10万吨,用氯7万吨。

含氯溶剂:这种产品自50年代初开始发展,代替易燃而且能耗大的石油系溶剂,发展最快的是美国。含氯溶剂主要是指三氯乙烷(ch3ccl1),又名甲基氯仿,可用于脱脂清洗衣物、印刷电路等,其毒性小于三氯乙烯、四氯乙烯,生产每吨产品耗氯1吨左右,因此它是很好的平衡氯的产品。在中国三氯乙烷尚处于发展阶段。

丙烯系列氯的衍生产品:这一系列的主要产品为环氧丙烷和环氧氯丙烷。环氧氯丙烷全世界产量在50万吨以上,是生产环氧树脂的主要原料。环氧丙烷虽不含氯,但间接消耗大量氯。

氯丁橡胶:现在全世界年产约65万吨,用来制做合成橡胶并以耐氯耐油著称。

氟氯烃:氟氯烃除用作制冷剂外,还是制聚四氟乙烯的主要原料。

副产盐酸:在生产氯产品过程中,常伴有副产盐酸,各国多用副产盐酸代替硫酸在钢铁工业中清洗钢板,日本、加拿大用盐酸清洗的比例已达75%。中国建设的宝山钢铁公司、武汉钢铁公司亦均用盐酸清洗设备。盐酸还可用来代硫酸分解磷矿石制湿法磷酸,也可制取饲料级磷酸氢钙。近年来国际上已开发成功从副产品盐酸中回收氯的技术,以缓和氯气紧张的局面。 (三) 副产氢

氢是一种无色、无味、无臭易燃的气体。在各种液体中溶解甚微,难于液化,液态氢是无色透明液体,有超导性质。氢是最轻的物质,与氧、碳、氮分别结合成水、碳氢化合物、氨等,在空气中含量为4-47%(体积)时,即形成爆炸性混合气体。

氯碱工业副产品氢也是对国民经济发展非常重要的原料。除用于合成hcl制盐酸和pvc外,另一大用途是植物油加氢生产硬化油。还用于炼钨、生产多晶硅等金属氧化物还原,有机化合物的合成加氢等。

国内氯碱市场行情如下:

烧碱市场供应短缺。东北地区30%隔膜碱出厂价格为500~540元(吨价,下同),32%离子膜碱出厂价600~630元;西北地区96%片碱出厂价2250~2300元,32%离子膜碱出厂价530~650元;华北地区30%隔膜碱出厂价630~660元,32%离子膜碱出厂价680~760元;华东地区30%隔膜碱出厂价680~740元,32%离子膜碱出厂价730~780元;华南地区30%隔膜碱出厂价630~680元,32%离子膜碱出厂价660~740元;华中地区30%隔膜碱出厂价580~620元,32%离子膜碱出厂价640~680元;西南地区30%隔膜碱出厂价520~580元,32%离子膜碱出厂价580~620元。

纯碱市场价格继续上涨。上周末国内轻质碱主流出厂价为:华东地区1400~1430元,华南地区1450~1480元,华北地区1420~1450元,东北地区1450~1480元,西南地区1380~1420元,华中地区1350~1400元,西北地区1080~1100元。国内重质碱主流出厂价为:华东地区1430~1470元,华南地区1520~1580元,华北地区1480~1520元,东北地区1510~1560元,西南地区1500~1550元,华中地区1400~1450元,西北地区1180~1200元。

液氯市场价格震荡。出厂价,西北地区为1500元左右,河北地区1500~1550元,河南地区1450~1580元,山东地区1500~1600元,东北地区1400~1600元,西北地区1300~1500元。

盐酸市场整体平淡。东北地区合成酸价格为630~700元,副产酸价格为530~580元;陕北地区平均出厂价400~500元;宁夏地区出厂价400~500元;山东地区合成酸平均出厂价格为500~550元。

电石市场稳中下行。其中,西南地区价格为2450~2600元,西北地区为1950~2200元,华中地区为2400~2550元,华南地区为2650~2750元,华东地区为2500~2750元,华北地区为2350~2550元,东北地区为2600~2700元。

氯化石蜡市场总体稳定。其中,常德恒通石化氯化石蜡-52净水出厂价为7300元,氯化石蜡-42出厂价为5600元;厦鹭电化氯化石蜡净水出厂价为7000~7100元;宁波众利氯化石蜡出厂价7100元;偃师信应化工氯化石蜡-52一级品出厂价为6800元,优级品出厂价为7100元;

ADC发泡剂价格稳中下调。广东江门ADC发泡剂当地出厂价为13300元,外销市场FOB价为1580美元;江西电化ADC发泡剂内销的主流价格为13500元,外销的FOB价为1580美元;福建ADC发泡剂当地主流成交价13100元,超细粉成交价13700元,外销FOB价格维持在1500美元;宁夏ADC发泡剂对外报价为12800元,外销东南亚FOB价格为1500美元。

氯碱市场行情分析

2004年以来随着全球经济复苏、需求转强,加上欧美许多生产商不堪成本重负关闭了生产装置,世界氯碱市场由供应过剩转为供应紧张,产品价格上涨、利润全面恢复。但由于前几年氯碱产业盈利不佳挫伤了生产商的投资积极性,北美和西欧在增加新产能方面投入不足,预计今后几年世界氯碱市场供应将持续保持紧张状态。

据了解,2005年世界氯碱总产能约6100万吨、烧碱产量约5450万吨、氯气产量约4950万吨,氯及烧碱销售收入约160亿美元。世界氯碱生产集中度比较高,目前共有500多家氯碱企业,其中近半数在亚洲,但其规模普遍较小。除亚洲外世界氯碱生产主要集中于若干大型跨国公司,其中11家最大氯碱企业烧碱产能占世界总产能的37.4%。陶氏化学、OccidentalChemicals、PPGIndus鄄tries、奥林和台塑5家公司的烧碱产能占美国总产能的79%,苏威、IneosChlor和拜耳等10家公司的烧碱产能占西欧总产能的77%。

今后一段时期,随着市场需求增速放慢和老装置淘汰,欧、美、日等发达地区氯碱产业发展方向将是总产能下降,但集中度进一步提高。目前世界烧碱生产工艺主要有离子膜法、隔膜法及水银法,另有少量苛化法。离子膜法能耗低,产品纯度高,污染小,操作成本低,是新建烧碱装置的首选。从2006年下半年开始,世界范围内一批新建氯碱装置陆续投产,氯碱产品价格可能将从峰值转入下降周期。由于亚洲对氯产品和烧碱需求非常旺盛,大部分新建装置分布在亚洲,其中中国将占最大份额,中东地区由于生产成本较低也有一些新项目。氯碱生产过程中会同时按比例产出烧碱和氯气,但市场对烧碱和氯气的需求却不一定符合这一比例,因此烧碱和氯气的平衡将始终是世界氯碱产业发展需要解决的课题。

2005年世界氯气需求量为4975万吨,主要用途是通过二氯乙烷和氯乙烯单体生产PVC,约占氯气消费量的34%;20%用于生产有机物;6%用于水处理化学品;6%用于氯化中间体;4%用于造纸;2%用于无机物。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,氯气产品链下游四大主要领域PVC、环氧丙烷、环氧氯丙烷和光气系列(聚碳酸酯、MDI、TDI等),其市场需求均将保持稳定增长,世界范围内对氯的需求将年均增长3%左右。同期预计世界市场对烧碱的需求增速为年均2%左右,因此烧碱市场将出现一定程度的过剩。不过如果能更为有效地利用氯,可在某种程度上缓解氯碱不平衡问题。趋势分析产业结构调整发达国家氯碱产品市场早已成熟,产能增长缓慢、利润水平降低,技术和市场竞争更为激烈。美国、日本的大型氯碱企业纷纷实施重组、兼并、收购,以提高核心竞争力,同时实施低成本战略,提高技术和管理水平,重视可持续发展,实施从“末端处理”向“预防污染”转变的战略,水银法和隔膜法工艺装置将逐步被淘汰。

另外由于氯碱产业附加值较低,在能源价格高涨的情况下,将主要通过规模化、集约化、上下游一体化以及精细化等手段增强企业的抗风险能力,氯碱与石油化工的结合将成为产业发展方向。生产和进出口格局今后一段时期,世界烧碱生产和进出口格局将发生较大变化,产能的增长将主要来自东北亚、东南亚和中东,而北美和西欧等传统烧碱输出地区的产量和比重将有所下降,成为烧碱净进口地区。中东拥有丰富而廉价的石油资源,在出口过剩烧碱方面有很强的实力;东北亚(中国、韩国等)烧碱产量增长很快,具有较强的烧碱出口潜力。澳大利亚、牙买加和苏里南等世界铝生产大国仍将是烧碱的主要进口国,年进口量在140万吨左右。

在技术发展方向上,世界氯碱技术发展总体方向是规模大型化,节能降耗技术将成发展重点。新建和扩建氯碱产能90%以上将采用离子膜法工艺,离子膜烧碱生产技术发展方向主要是高性能离子膜和电解槽技术的改进和应用。离子膜主要是发展低电耗膜、高电流密度下使用的离子膜和高浓度烧碱用膜;电解槽主要是发展常极距、小极距向零极距,降低槽电压和膜-电极一体化技术。PVC技术发展的主要方向是探索采用价格便宜的乙烷作原料,用直接氧氯化法生产出低成本的氯乙烯单体;改造平衡氧氯化工艺,进一步降低生产成本;进一步解决聚合体系的稳定性及防粘釜问题;改进悬浮聚氯乙烯树脂的粒径分布以及开发使用性能更好的专用树脂,如开发透明度更好的抗冲击氯化氯乙烯-丙烯酸酯接枝共聚树脂,研制更易于加工的聚氯乙烯薄膜专用树脂,改进丙烯酸酯改性的聚氯乙烯型材专用树脂的生产方法等;在聚氯乙烯树脂加工应用方面,通过共聚和共混改性生产具有特殊性能和用途的聚氯乙烯产品,增加产品附加值。

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转载 http://bbs.wcoat.com/thread-43147-1-1.html 氯碱工业 以食盐为原料,用电解法生产烧碱(氢氧化钠)、氯气、氢气和由此生产一系列氯产品(例如盐酸、高氯酸钾、次氯酸钙、光气、二氧化氯等)的无机化学工业。自19世纪90年代以来,至今已有90余年的历史。氯与烧碱都是重要的基本化工原料,广泛用于化工、冶金、造纸、纺织、石油等工业,以及作为漂白、杀菌、饮水消毒之用。在国民经济和国防建设中占有重要的地位。 特点 氯碱工业除原料易得、生产流程短、腐蚀和污染严重外,还有以下两个特有的问题: 氯与碱的平衡 电解食盐水溶液时,按固定质量比例(1:1.13)产生氯气和烧碱两种联产品。就一个国家或地区而言,对烧碱和氯气的需求量未必符合此比例,因此出现烧碱和氯气的供需平衡问题。在用氯较少的情况下,由于氯气不便大量贮存和长途运输,总是以氯气的需用量决定烧碱的生产,往往出现烧碱短缺问题。在石油化工、基本有机化工发展较快的国家和地区,大量使用氯气(例如聚氯乙烯和其他有机氯化物的生产),以致烧碱过剩。为平衡氯碱,有的国家将烧碱溶液或电解液以碳化法制成纯碱(Na2CO3)或出口烧碱的办法予以平衡。但通常在工业不太发达的国家和地区,则往往出现的氯气过剩的问题。 能源消耗 主要是电能的消耗量大。氯碱生产的耗电量仅次于电解法生产铝。在美国,氯碱工业用电量占总发电量的2%左右。1983年,中国氯碱工业用电量占总发电量的1.8%。因此,电力供应情况和电的价格对氯碱产品的生产成本影响极大。各国都重视选用先进的设备来降低电耗,例如用金属阳极代替石墨阳极,降低电压,以及缩小极距进一步降低电耗。到1980年金属阳极电解槽约占世界氯碱生产能力的一半。70年代,出现离子膜电解法,开辟了节约能源的新途径,具有重要发展前途(见氯碱生产过程)。 现状80年代初期,全世界有64个国家拥有氯碱工业,1982年氯的年生产能力为42Mt,烧碱为46Mt。烧碱生产能力按地区划分:北美约占世界总生产能力的34%;西欧约占27%;亚洲及大洋洲约占19%;苏联及经互会国家约占15%;中美洲及拉丁美洲约占3%非洲及海湾国家均不足1%。就国家而言,美国氯碱工业生产能力最大,约占世界总生产能力的30%,其后依次为日本、联邦德国、苏联和中国。 氯碱工业有隔膜电解法、水银电解法、离子膜电解法三种生产方法。80年代初,全世界采用隔膜电解法的约为55%,以中国、美国、苏联为主;水银电解法约为42%,以意大利、联邦德国、英国、印度为主;离子膜电解法约占3%,以日本为主。规模最大的氯碱厂为美国陶氏化学公司弗里波特厂,采用隔膜电解法,1983年烧碱的年生产能力为2.56Mt,氯气为2.33Mt。 发展方向 降低能耗和维持氯、碱生产的平衡,仍将是氯碱工业的两大课题。近年来,多数大、中型氯碱厂不断进行技术改造以求降低生产成本。在研究方面,大力改进离子交换膜性能和离子膜电解槽的结构,并考虑引入氧阴极技术;研制微孔隔膜和固体聚合物电解质;将低析氢电位阴极应用于现有电解槽等技术。这些都会给氯碱工业带来一定的经济效益 转载 http://bbs.wcoat.com/thread-52109-1-1.html 2008年中国氯碱工业展望 2008年中国氯碱工业 氯碱行业是由电解食盐水溶液制取烧碱、氯气和氢气的工业生产,是重要的基础化学工业之一。中国的氯碱工业主要采用隔膜法和离子膜交换法两种生产工艺。氯碱工业的主要产品包括烧碱、聚氯乙烯(PVC)、氯气、氢气等。氯碱产品主要用于制造有机化学品、造纸、肥皂、玻璃、化纤、塑料等领域。 近年来,中国氯碱工业迅速发展,原有氯碱企业纷纷扩大了生产能力,一些新的企业也相继投产,产能快速提升,氯碱工业呈现出加速向规模化,高技术含量方面发展的态势。中国氯碱工业在产能迅速提升的同时,技术也获得了长足发展,规模化装置增多,装置技术水平提高,中国氯碱工业呈规模化、高技术化发展态势。 截至2006年底,全国烧碱产能为1761万吨/年,2006年全国新建、扩产烧碱产能394万吨/年,当年实际投产290万吨/年,增幅约为20%。 2007年1-6月,中国PVC产量有较大幅度增加。截至2007年6月底,中国PVC年产能为1231万吨,1-6月份总产量为473.5万吨,同比增加22.5%。对外贸易继续保持进口减少出口增加的局面:1-6月份中国共出口PVC纯粉39万吨,同比增加58.5%;进口纯粉52.8万吨,同比减少12.6%。 中国氯碱工业在产能逐年扩大,增长速度加快的同时也出现了企业盲目扩张,一些地区依靠一定的资源优势,规划建设大规模氯碱项目,加剧了行业产能过剩的危险;而且中国氯碱生产工艺较落后,其中电石法生产聚氯乙烯给环境带来了极大的污染。 为此,氯碱行业的快速发展需要宏观产业政策进一步调整,为了限制行业盲目发展,国家已于2007年底出台《氯碱(烧碱、聚氯乙烯)行业准入条件》,将氯碱行业的准入门槛提高;氯碱生产企业应积极研发节能减排的新技术,保护环境,实施可持续发展的策略。 氯碱工业的上游原材料供应充足,下游市场需求旺盛,出口贸易额又在逐年攀升,所以,今后的前景还是很广阔的。 追问: 烧碱和氯碱不着边的 回答: 在生产中以食盐为原料,用电解法生产烧碱(氢氧化钠)、氯气、氢气和由此生产一系列氯产品(例如盐酸、高氯酸钾、次氯酸钙、光气、二氧化氯等)的无机化学工业是氯碱工业。这同时是制氯气的工业,也是制造烧碱(氢氧化钠)的工业,所以我说了氯碱 追问: 还是不对

电解(Electrolysis)是将电流通过电解质溶液或熔融态电解质,(又称电解液),在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程,电化学电池在外加直流电压时可发生电解过程。

利用在作为电子导体的电极与作为离子导体的电解质的界面上发生的电化学反应进行化学品的合成高纯物质的制造以及材料表面的处理的过程。通电时,电解质中的阳离子移向阴极,吸收电子,发生还原作用,生成新物质;电解质中的阴离子移向阳极,放出电子,发生氧化作用,亦生成新物质。例如电解熔融氯化钠。

基本介绍中文名 :电解 外文名 :Electrolysis 提出者 :科学家H.戴维 套用学科 :化学 适用领域范围 :电化学 适用领域范围 :电解定义,电解原理,原理分析,两极放电顺序,电解质概念,类型,用途,影响因素,电流效率,电压效率, 定义 电流通过物质而引起化学变化的过程。化学变化是物质失去或获得电子(氧化或还原)的过程。电解过程是在电解池中进行的。电解池是由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。电流流进负电极(阴极),溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极,并与电子结合,变成中性的元素或分子;带负电荷的负离子迁移到另一电极(阳极),给出电子,变成中性元素或分子。 电解 将电能转化为化学能的装置叫电解池。将直流电通过电解质溶液或熔体,使电解质在电极上发生化学反应,以制备所需产品的反应过程。电解过程必须具备电解质、电解槽、直流电供给系统、分析控制系统和对产品的分离回收装置。电解过程应当尽可能采用较低成本的原料,提高反应的选择性,减少副产物的生成,缩短生产工序,便于产品的回收和净化。电解过程已广泛用于有色金属冶炼、氯碱和无机盐生产以及有机化学工业。 电解 1807年,英国科学家H.戴维将熔融苛性碱进行电解制取钾、钠,从而为获得高纯度物质开拓了新的领域。1833年,英国物理学家M.法拉第提出了电化学当量定律(即法拉第第一、第二定律)。1886年美国工业化学家C.M.霍尔电解制铝成功。1890年,第一个电解氯化钾制取氯气的工厂在德国投产。1893年,开始使用隔膜电解法,用食盐溶液制烧碱。1897年,水银电解法制烧碱实现工业化。至此,电解法成为化学工业和冶金工业中的一种重要生产方法。1937年,阿特拉斯化学工业公司实现了用电解法由葡萄糖生产山梨醇及甘露糖醇的工业化,这是第一个大规模用电解法生产有机化学品的过程。1969年又开发了由丙烯腈电解二聚生产己二腈的工艺。 电解原理 电解质中的离子常处于无秩序的运动中,通直流电后,离子作定向运动。阳离子向阴极移动,在阴极得到电子,被还原;阴离子向阳极移动,在阳极失去电子,被氧化。在水电解过程中,OH在阳极失去电子,被氧化成氧气放出;H在阴极得到电子,被还原成氢气放出。所得到的氧气和氢气,即为水电解过程的产品。电解时,在电极上析出的产物与电解质溶液之间形成电池,其电动势在数值上等于电解质的理论电解电压。此理论电解电压可由能斯特方程计算: 式中 E 0 为标准电极电位(R为气体常数,等于8.314J/(K·mol); T 为温度(K); n 为电极反应中得失电子数; F 为法拉第常数,等于96500C/mol;α 1 、α 2 分别为还原态和氧化态物质的活度。整个电解过程的理论电解电压为两个电极理论电解电压之差。 在水溶液电解时,究竟是电解质电离的正负离子还是水电离的H和OH离子在电极上放电,需视在该电解条件下的实际电解电压的高低而定。实际电解电压为理论电解电压与超电压之和。影响超电压的因素很多,有电极材料和电极间距、电解液温度、浓度、pH等。例如:在氯碱生产过程中,浓的食盐水溶液用碳电极电解时,阴极上放出氢气,同时产生氢氧化钠,阳极放出氯气;稀的食盐水溶液电解时,阴极放出氢气,同时产生氢氧化钠,阳极放出氧气,同时产生盐酸。 原理分析 以氯化铜(CuCl 2 )溶液的电解为例: CuCl 2 是强电解质且易溶于水,在水溶液中电离生成Cu 2+ 和Cl - 。 CuCl 2 ===Cu 2+ +2Cl - 通电前,Cu 2+ 和Cl - 在水里自由地移动着;通电后,这些自由移动着的离子,在电场作用下,改作定向移动。溶液中带正电的Cu 2+ 向阴极移动,带负电的氯离子向阳极移动。在阴极,铜离子获得电子而还原成铜原子覆盖在阴极上;在阳极,氯离子失去电子而被氧化成氯原子,并两两结合成氯气分子,从阳极放出。 电解 阴极:Cu 2+ +2e - ==Cu 阳极:2Cl - -2e - ==Cl 2 ↑ 电解CuCl 2 溶液的化学反应方程式:CuCl 2 =Cu+Cl 2 ↑(通电) 两极放电顺序 阴离子:S 2- >I - >Br - >cl - >OH - >SO 4 2- >F - 阳离子:Ag + >Hg 2+ >Fe 3+ >Cu 2+ >H + >Pb 2+ >Sn 2+ >Fe 2+ >Zn 2+ >Al 3+ >Mg 2+ >Na + >Ca 2+ >K + 注:铝离子,镁离子,钠离子,钙离子,钾离子得电子能力远远小于氢离子得电子能力,所以这些离子不能在水溶液条件下在电极(阴极)析出;但在熔融状态下可以放电。三价铁离子在阴极上得电子生成亚铁离子,而非铁单质。 电解质概念 电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的 化合物 。例如酸、碱和大部份盐等。凡在上述情况下不能导电的化合物叫非电解质,例如蔗糖、酒精等。单质,混合物不管在水溶液中或熔融状态下能够导电与否,都不是电解质。 在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物叫电解质。化合物导电的前提:其内部存在着自由移动的阴阳离子。离子化合物在水溶液中或熔化状态下能导电;共价化合物:某些也能在水溶液中导电(如HCl,其它为非电解质)。强电解质一般有:强酸强碱,大多数盐,活泼金属的氧化物、氢化物;弱电解质一般有:(水中只能部分电离的化合物)弱酸(可逆电离,分步电离<多元弱酸>,弱碱(如NH 3 ·H 2 O)。另外,水是极弱电解质。 注:能导电的不一定是电解质判断某化合物是否是电解质,不能只凭它在水溶液中导电与否,还需要进一步考察其晶体结构和化学键的性质等因素。例如,判断硫酸钡、碳酸钙和氢氧化铁是否为电解质。硫酸钡难溶于水(20 ℃时在水中的溶解度为2.4×10g),溶液中离子浓度很小,其水溶液不导电,似乎为非电解质。但溶于水的那小部分硫酸钡却几乎完全电离(20 ℃时硫酸钡饱和溶液的电离度为97.5%)。因此,硫酸钡是电解质。碳酸钙和硫酸钡具有相类似的情况,也是电解质。从结构看,对其他难溶盐,只要是离子型化合物或强极性共价型化合物,尽管难溶,也是电解质。 氢氧化铁的情况则比较复杂,Fe与OH之间的化学键带有共价性质,它的溶解度比硫酸钡还要小(20 ℃时在水中的溶解度为9.8×10g);而落于水的部分,其中少部分又有可能形成胶体,其余亦能电离成离子。但氢氧化铁也是电解质。 判断氧化物是否为电解质,也要作具体分析。非金属氧化物,如SO 2 、SO 3 、P 2 O 5 、CO 2 等,它们是共价型化合物,液态时不导电,所以不是电解质。有些氧化物在水溶液中即便能导电,但也不是电解质。因为这些氧化物与水反应生成了新的能导电的物质,溶液中导电的不是原氧化物,如SO 2 本身不能电离,而它和水反应,生成亚硫酸,亚硫酸为电解质。金属氧化物,如Na 2 O,MgO,CaO,Al 2 O 3 等是离子化合物,它们在熔化状态下能够导电,因此是电解质。 需要注意的是,氯化铝(AlCl 3 )是电解质,但是是共价化合物而不是离子化合物。 可见,电解质包括离子型或强极性共价型化合物;非电解质包括弱极性或非极性共价型化合物。电解质水溶液能够导电,是因电解质可以离解成离子。至于物质在水中能否电离,是由其结构决定的。因此,由物质结构识别电解质与非电解质是问题的本质。 另外,有些能导电的物质,如铜、铝等不是电解质。因它们并不是能导电的化合物,而是单质,不符合电解质的定义。 电解质水溶液电解反应的综合分析 在上面叙述氯化铜电解的过程中,没有提到溶液里的H + 和OH - ,其实H + 和OH - 虽少,但的确是存在的,只是他们没有参加电极反应。也就是说在氯化铜溶液中,除Cu 2+ 和Cl - 外,还有H + 和OH - ,电解时,移向阴极的离子有Cu 2+ 和H + ,因为在这样的实验条件下Cu 2+ 比H + 容易得到电子,所以Cu 2+ 在阴极上得到电子析出金属铜。移向阳极的离子有OH - 和Cl - ,因为在这样的实验条件下,Cl - 比OH - 更容易失去电子,所以Cl - 在阳极上失去电子,生成氯气。 ①阳离子得到电子或阴离子失去电子而使离子所带电荷数目降低的过程又叫做放电。 ②用石墨、金、铂等还原性很弱的材料制做的电极叫做惰性电极,理由是它们在一般的通电条件下不发生化学反应。用铁、锌、铜、银等还原性较强的材料制做的电极又叫做活性电极,它们做电解池的阳极时,先于其他物质发生氧化反应。 ③在一般的电解条件下,水溶液中含有多种阳离子时,它们在阴极上放电的先后顺序是:Ag + >Hg 2+ >Fe 3+ >Cu 2+ >H + >Pb 2+ >Sn 2+ >Fe 2+ >Zn 2+ >Al 3+ >Mg 2+ >Na + >Ca 2+ >K + ;水溶液中含有多种阴离子时,它们的惰性阳极上放电的先后顺序是:S 2- >I - >Br - >Cl - >OH - >含氧酸根>F - 。 分析惰性电极电解反应的一般方法步骤 ①分析电解质水溶液的组成,找全离子并分为阴、阳两组; ②分别对阴、阳离子排出放电顺序,写出两极上的电极反应式; ③合并两个电极反应式得出电解反应的总化学方程式或离子方程式。 类型 电解方式按电解质状态可分为水溶液电解和熔融盐电解两大类。①水溶液电解:主要有电解水制取氢气和氧气;电解氯化钠(钾)水溶液制氢氧化钠(钾)和氯气、氢气;电解氧化法制各种氧化剂,如过氧化氢、氯酸盐、高氯酸盐、高锰酸盐、过硫酸盐等;电解还原法如丙烯腈电解制己二腈;湿法电解制金属如锌、镉、铬、锰、镍、钴等;湿法电解精制金属如铜、银、金、铂等。此外,电镀、电抛光、阳极氧化等都是通过水溶液电解来实现的。②熔融盐电解:主要包括:金属冶炼,如铝、镁、钙、钠、钾、锂、铍等金属精制,如铝、钍等;此外,还有将熔融氟化钠电解制取元素氟等。 电解 电解所用主体设备电解槽的形式,可分为隔膜电解槽和无隔膜电解槽两类。隔膜电解槽又可分为均向膜(石棉绒)、离子膜及固体电解质膜(如β-Al 2 O 3 )等形式;无隔膜电解槽又分为水银电解槽和氧化电解槽等。 电极上发生的过程,可分简单电子传递、气体释放、金属腐蚀、金属析出、氧化物生成和有机物二聚等类型。 用途 电解广泛套用于冶金工业中,如从矿石或化合物提取金属(电解冶金)或提纯金属(电解提纯),以及从溶液中沉积出金属(电镀)。金属钠和氯气是由电解溶融氯化钠生成的;电解氯化钠的水溶液则产生氢氧化钠和氯气。电解水产生氢气和氧气。水的电解就是在外电场作用下将水分解为H 2 (g)和O 2 (g)。电解是一种非常强有力的促进氧化还原反应的手段,许多很难进行的氧化还原反应,都可以通过电解来实现。例如:可将熔融的氟化物在阳极上氧化成单质氟,熔融的锂盐在阴极上还原成金属锂。电解工业在国民经济中具有重要作用,许多有色金属(如钠、钾、镁、铝等)和稀有金属(如锆、铪等)的冶炼及金属(如铜、锌、铅等)的精炼,基本化工产品(如氢、氧、烧碱、氯酸钾、过氧化氢、乙二腈等)的制备,还有电镀、电抛光、阳极氧化等,都是通过电解实现的。 影响因素 判断电解过程优劣的主要标准是单位产品电耗,其高低取决于电解过程的电流效率和电压效率。 电流效率 单位产品的理论耗电量与实际耗电量之比。理论耗电量可用法拉第定律计算: 此式表明,电解时析出的物质量 q 与析出物质的原子量 m 、电流强度 I 及电解时间 t 成正比,而与电解过程中得失电子数 n 及法拉第常数 F 成反比。在正常情况下电流效率比较高。 电压效率 电解时电解质的理论电解电压与实际电解电压之比。后者即是电解槽的槽电压。槽电压是理论电解电压、超电压和输电导体电压损失之和。影响槽电压大小的因素很多,除前述影响超电压的因素外,还有导线与电极之间的接触电压、隔膜材料、电解槽结构、电流密度等。槽电压通常远大于理论电解电压,导致电压效率很低。因此,降低超电压和输电导体的电压损失是提高电压效率的关键。多年来,人们围绕这一问题进行了多方面的研究,不断改善电解槽结构和电极材料。在电极材料方面的研究,集中于电极材质的选择。在阳极方面由石墨电极发展为钛电极、钛铂铱电极、钛钌电极及其他非钌电极。此外,还开发了有许多特殊用途的二氧化锰电极、二氧化铅电极等。在阴极方面,由铁阴极发展成多孔阴极。近年来,又发展了一种新型氧气电极过程,将燃料电池的原理套用于电解工业中。无论是阴极或阳极,都有在电极基体表面涂加活性物质的趋势,目的是使电极具有催化作用(称为电催化法),通过降低槽电压以达到节省电能的目的。

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