CN101092703A - 以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法 - Google Patents

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宋春林
薛之化
陈树艳
王乃春
李铁军
钱永纯
金伟
赵大成
唐屹
杜彬
张建丽
樊树权
许智琪
李文清
王红艳
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Abstract

以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，包括将含氯化钠皂化废液输送至蒸发器处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产工序作工艺用水，电解液去环氧丙烷生产过程中氯丙醇皂化工序作皂化剂，氯气去生产中作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250－315g/L，电解液碱浓度控制在110－140g/L，电解运行电流密度控制在1500－900A/m2，电解运行工作电压控制在2.5－4.0V，入槽浓盐水温度控制在60－90℃。本发明的优点是：不但可降低产品生产成本，而且极大地减轻了环境污染，是循环经济的、环境友好的生产方法，具有广阔的推广应用前景。

Description

以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法
技术领域
本发明涉及一种化工产品的电解生产方法，具体涉及的是以含氯化钠的皂化废液为原料的电解液生产方法。
背景技术
这里所谓的电解液是指氢氧化钠水溶液，俗称液碱；液碱经多效蒸发后所得的固体产品俗称烧碱。在生产烧碱的工业企业中，制取电解液的原料为饱和食盐水。进入电解槽之前的饱和盐水必须经过精制，使其钙镁等杂质含量控制在电解工艺所要求指标之内。电解生产烧碱的方法可分为离子膜法和隔膜法等。无论离子膜法或隔膜法电解，在本发明之前都未曾采用过以含氯化钠皂化废液为原料，经隔膜电解制取电解液，并以该电解液为皂化剂产生环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷、三氯乙烯以及偏氯乙烯等。如果以饱和盐水作原料，经隔膜电解制取电解液，并以此作为皂化剂生产环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷、三氯乙烯以及偏氯乙烯，不但产品成本过高，而且也无助于产生的大量污水造成的环境污染问题的解决。
发明内容
本发明的目的是提供一种可降低产品生产成本、循环经济的、环境友好的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法。以该方法生产的电解液可以满足环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷、三氯乙烯以及偏氯乙烯生产过程中作为皂化剂的工艺指标要求。
本发明采用的技术方案是：
以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，包括将含氯化钠皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去生产过程中皂化工序作皂化剂，氯气去生产中作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
本工艺所使用的浓缩盐水中含有微量有机醇和氯代烃类物质，确切讲是C2-C3的有机多元醇或多元氯代烃类物质。
以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，电解液生产装置包括皂化废液输入管、蒸发器、隔膜电解槽，安装程序包括：蒸发器安装有皂化废液输入管、淡水输出管路，蒸发器通过浓盐水管路与隔膜电解槽连接，隔膜电解槽安装有电解液管路、氢气管路、氯气管路。
上述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以环氧丙烷皂化废液为原料的电解液的生产，以环氧丙烷皂化废液为原料的电解液生产方法，包括将环氧丙烷皂化废液输送至蒸发器处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回氯醇化工序作工艺用水，电解液去环氧丙烷生产过程中氯丙醇溶液皂化工序作皂化剂，氯气去环氧丙烷生产中氯醇化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；丙二醇含量小于4000ppm，优选方案为，2500-3000ppm；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
上述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以环氧乙烷皂化废液为原料的电解液的生产，以环氧乙烷皂化废液为原料的电解液的生产方法，包括将环氧乙烷皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去环氧乙烷生产过程中氯乙醇溶液皂化工序作皂化剂，氯气去环氧乙烷生产中氯醇化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
上述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以环氧氯丙烷皂化废液为原料的电解液的生产，包括将环氧氯丙烷皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去环氧氯丙烷生产过程中二氯丙醇溶液皂化工序作皂化剂，氯气去环氧氯丙烷生产中氯化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
上述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以三氯乙烯皂化废液为原料的电解液的生产，包括将三氯乙烯皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去三氯乙烯生产过程中四氯乙烷皂化工序作皂化剂，氯气去三氯乙烯生产中氯化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
上述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以偏氯乙烯皂化废液为原料的电解液的生产，包括将偏氯乙烯皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去偏氯乙烯生产过程中三氯乙烷皂化工序作皂化剂，氯气去偏氯乙烯生产中氯化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
本发明的优点是：不但可降低产品生产成本，而且极大地减轻了环境污染，是循环经济的、环境友好的生产方法，具有广阔的推广应用前景。浓缩后的含有微量有机物的浓缩盐水，不用净化可直接用于电解，且在这个浓度下对阳极、隔膜、阴极没有影响。
附图说明
图1是本发明一种实施例的装置结构示意图
具体实施方式
实施例一
以环氧丙烷皂化废液为原料的电解液生产方法，包括将环氧丙烷皂化废液输送至蒸发器2处理，由蒸发器2排出的浓盐水进入隔膜电解槽5电解，由蒸发器2排出的淡水返回氯醇化工序作工艺用水，电解液去环氧丙烷生产过程中氯丙醇溶液皂化工序作皂化剂，氯气去环氧丙烷生产中氯醇化工序作原料，氢气去氢气处理工序；
以环氧丙烷皂化废液为原料的电解液生产方法，电解液生产装置包括皂化废液输入管1、蒸发器2、隔膜电解槽5，安装程序包括：蒸发器2安装有皂化废液输入管1、淡水输出管路8，蒸发器2通过浓盐水管路3与隔膜电解槽5连接，隔膜电解槽5安装有电解液管路4、氢气管路6、氯气管路7。
试验条件：电压：3.2V，电流300A，盐水浓度315g/L，入槽盐水温度70℃，流速为3.5L/h，丙二醇含量为3000ppm。
试验结果：电解液中碱的含量125g/L，电能效率65.8％，电流效率96.8％，电压效率：68.0％，隔膜平稳运行时间2985小时。
实施例二
实施例二与实施例一基本相同，不同之处在于：试验条件：电压：3.2V，电流300A，盐水浓度310g/L，入槽盐水温度70℃，流速为3.5L/h。
试验结果：电解液中碱的含量115g/L，电能效率64.2％，电流效率96.7％，电压效率：66.4％，隔膜平稳运行时间3012小时。
实施例三
实施例三与实施例一基本相同，不同之处在于：配制饱和二氯丙烷和二氯异丙醚、2000ppm丙二醇的盐水。
试验结果：电解液含量122g/L，电能效率66.7％，电流效率97.2％，电压效率：69.0％，隔膜平稳运行时间3102小时。
实施例四
实施例四与实施例一基本相同，不同之处在于：配制饱和二氯丙烷和二氯异丙醚、2000ppm丙二醇的盐水，试验条件：电压：3.2V，电流300A，盐水浓度310g/L，入槽盐水温度70℃，流速为3.5L/h。
试验结果：电解液含量123g/L，电能效率67.5％，电流效率97.5％，电压效率：69.2％，隔膜平稳运行时间3102小时。
实施例五
实施例五与实施例四基本相同，不同之处在于：浓缩盐水浓度290g/L。
试验结果：电解液含量116g/L，电能效率64.0％，电流效率97.1％，电压效率：66.1％，隔膜平稳运行时间3150小时。
实施例六
实施例六与实施例五基本相同，不同之处在于：浓盐水不含有机物。
试验结果：电解液含量115g/L，电能效率63.7％，电流效率96.5％，电压效率：66.0％，隔膜平稳运行时间3013小时。
实施例七
实施例七与实施例五基本相同，不同之处在于：原料为环氧乙烷皂化废水浓缩液。
试验结果：电解液含量117g/L，电能效率64.0％，电流效率97.1％，电压效率：66.1％，隔膜平稳运行时间3140小时。
实施例八
实施例八与实施例五基本相同，不同之处在于：原料为环氧氯丙烷皂化废水浓缩液。
试验结果：电解液含量116g/L，电能效率64.0％，电流效率97.1％，电压效率：66.1％，隔膜平稳运行时间3158小时。
实施例九
实施例九与实施例五基本相同，不同之处在于：原料为三氯乙烯皂化废水浓缩液。
试验结果：电解液含量116g/L，电能效率64.0％，电流效率97.1％，电压效率：66.1％，隔膜平稳运行时间3150小时。
实施例十
实施例十与实施例五基本相同，不同之处在于：原料为偏氯乙烯皂化废水浓缩液。
试验结果：电解液含量116g/L，电能效率64.0％，电流效率97.1％，电压效率：66.1％，隔膜平稳运行时间3148小时。

Claims (7)

1、以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，包括将含氯化钠皂化废液输送至蒸发器(2)处理，其特征在于：由蒸发器(2)排出的浓盐水进入隔膜电解槽(5)电解，由蒸发器(2)排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去生产过程中皂化工序作皂化剂，氯气去生产中作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
2、根据权利要求1所述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，其特征在于：电解液生产装置包括皂化废液输入管(1)、蒸发器(2)、隔膜电解槽(5)，安装程序包括：蒸发器(2)安装有皂化废液输入管(1)、淡水输出管路(8)，蒸发器(2)通过浓盐水管路(3)与隔膜电解槽(5)连接，隔膜电解槽(5)安装有电解液管路(4)、氢气管路(6)、氯气管路(7)。
3、根据权利要求1所述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以环氧丙烷皂化废液为原料的电解液的生产，其特征在于：以环氧丙烷皂化废液为原料的电解液生产方法，包括将环氧丙烷皂化废液输送至蒸发器(2)处理，由蒸发器(2)排出的浓盐水进入隔膜电解槽(5)电解，由蒸发器(2)排出的淡水返回氯醇化工序作工艺用水，电解液去环氧丙烷生产过程中氯丙醇溶液皂化工序作皂化剂，氯气去环氧丙烷生产中氯醇化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，丙二醇含量小于4000ppm，电解液碱浓度控制在110-140g/L，电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，入槽浓盐水温度控制在60-90℃。
4、根据权利要求1所述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以环氧乙烷皂化废液为原料的电解液的生产，其特征在于：以环氧乙烷皂化废液为原料的电解液的生产方法，包括将环氧乙烷皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去环氧乙烷生产过程中氯乙醇溶液皂化工序作皂化剂，氯气去环氧乙烷生产中氯醇化工序作原料，氧气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
5、根据权利要求1所述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以环氧氯丙烷皂化废液为原料的电解液的生产，其特征在于：以环氧氯丙烷皂化废液为原料的电解液的生产方法，包括将环氧氯丙烷皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去环氧氯丙烷生产过程中二氯丙醇皂化工序作皂化剂，氯气去环氧氯丙烷生产中氯化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
6、根据权利要求1所述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以三氯乙烯皂化废液为原料的电解液的生产，其特征在于：以三氯乙烯皂化废液为原料的电解液的生产方法，包括将三氯乙烯皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去三氯乙烯生产过程中四氯乙烷皂化工序作皂化剂，氯气去三氯乙烯生产中氯化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
7、根据权利要求1所述的以含氯化钠皂化废液为原料的电解液生产方法，可以用于以偏氯乙烯皂化废液为原料的电解液的生产，其特征在于：以偏氯乙烯皂化废液为原料的电解液的生产方法，包括将偏氯乙烯皂化废液输送至蒸发器进行处理，由蒸发器排出的浓盐水进入隔膜电解槽电解，由蒸发器排出的淡水返回生产过程作工艺用水或去淡水管网，电解液去偏氯乙烯生产过程中三氯乙烷皂化工序作皂化剂，氯气去偏氯乙烯生产中氯化工序作原料，氢气去氢气处理工序；工艺控制参数为：浓盐水中盐含量为250-315g/L，优选方案为290-305g/L；电解液碱浓度控制在110-140g/L，优选方案为125-135g/L；电解运行电流密度控制在1500-1900A/m2，优选方案电流密度为：1700-1800A/m2；电解运行工作电压控制在2.5-4.0V，优选方案工作电压为：2.9-3.5V；入槽浓盐水温度控制在60-90℃，优选方案温度为65-75℃。
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