氨堿法純堿生產(chǎn)中產(chǎn)品鐵份控制

武曉衛(wèi)

氨堿法純堿生產(chǎn)中產(chǎn)品鐵份控制

武曉衛(wèi)

（唐山三友化工股份有限公司純堿生產(chǎn)技術(shù)部，河北唐山 063305）

圍繞著氨堿法純堿生產(chǎn)進(jìn)行研究探討，分析產(chǎn)生“紅堿”主要原因，探討有效的鐵份控制方法。

氨堿法；純堿；鐵份控制

碳酸鈉（Na2CO3）俗稱純堿，是重要的工業(yè)原料，隨著工業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，純堿生產(chǎn)量和消費(fèi)量也在不斷增加。在純堿生產(chǎn)過程中，主要采用氨堿法這一成熟的制堿手段。用氨堿法所生產(chǎn)的純堿，其中存在著一定的鐵份雜質(zhì)，在很大程度上影響著純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。這就需要加強(qiáng)氨堿法純堿生產(chǎn)中產(chǎn)品鐵份控制，采取有效的控制辦法。

1　生產(chǎn)設(shè)備的改進(jìn)和升級

1.1耐蝕材料的應(yīng)用

氨堿法是純堿生產(chǎn)中的主要技術(shù)手段，用石礦以及海水日曬鹽為上游工業(yè)提供原料。當(dāng)前在純堿生產(chǎn)過程中，機(jī)械化生產(chǎn)開始得到普及應(yīng)用。氨的循環(huán)利用則有效降低了損耗。因?yàn)榧儔A產(chǎn)品當(dāng)中的鐵份雜質(zhì)主要來源于腐蝕的鐵質(zhì)機(jī)械設(shè)備。因此，降低純堿產(chǎn)品當(dāng)中的鐵份雜質(zhì)含量，需要進(jìn)一步改進(jìn)和升級氨堿法生產(chǎn)設(shè)備，選用耐蝕性能良好的材料，開發(fā)和引進(jìn)化學(xué)穩(wěn)定性高的材料，促進(jìn)純堿生產(chǎn)的技術(shù)改造。目前，鈦制材料開始作為氨堿法生產(chǎn)設(shè)備的零部件得到了有效的應(yīng)用，其具有強(qiáng)度高、耐高溫以及耐蝕性好的優(yōu)點(diǎn)，相比于鋼鐵材料的性能更好。由于其造價較高，故應(yīng)用于氨堿法生產(chǎn)設(shè)備的重要零部件當(dāng)中，比如蒸氨塔及碳化塔冷卻水箱當(dāng)中應(yīng)用到了鈦制管，使用鈦板換熱器代替鑄鐵排管，有效防止氨堿法設(shè)備受到腐蝕，可有效降低純堿產(chǎn)品當(dāng)中的鐵份。氨堿法生產(chǎn)設(shè)備則主要采用鑄鐵材料，相對于鋼鐵材料，其高溫條件下的耐性熱相對較好，同時延長了使用壽命［1］。

1.2嚴(yán)格控制碳化塔清洗操作

在氨堿法生產(chǎn)過程中，需要足夠大的氣液接觸面積，以達(dá)到足夠長的接觸反應(yīng)時間，主要采用碳化塔這種主體高大的設(shè)備。而清洗塔操作對純堿產(chǎn)品質(zhì)量有著重要的影響。在長期的純堿生產(chǎn)過程中，塔內(nèi)會結(jié)出很厚的疤而導(dǎo)致氣液通道縮小，對于接下來的制堿過程產(chǎn)生不利的影響。因此在氨堿法生產(chǎn)純堿的過程中，首先需要確定組塔情況，制定完善的清洗計(jì)劃，安排好清洗周期，優(yōu)化清洗流程，以達(dá)到最佳的清洗效果，避免清洗不徹底以及過度清洗。嚴(yán)格控制清洗塔的進(jìn)氣量和液位，防止碳化塔設(shè)備表面受到腐蝕，以有效控制鐵份含量，保證鐵份含量正常時，提高純堿產(chǎn)品的質(zhì)量［2］。

2　生產(chǎn)工藝的持續(xù)改進(jìn)

2.1生產(chǎn)過程中氧和硫化物含量的控制

在純堿生產(chǎn)過程中，其液體介質(zhì)均屬于強(qiáng)電解質(zhì)，對于氨堿法純堿生產(chǎn)設(shè)備具有一定的腐蝕作用，而在氣相介質(zhì)中，氧氣是重要的組成成分。含有氧氣的氣相介質(zhì)加上由強(qiáng)電解質(zhì)組成的液相介質(zhì)，進(jìn)一步加劇了氨堿法純堿生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕。爐氣和窯氣中含有部分氧氣，即含有氧氣的中、下段氣中其進(jìn)入到碳化塔內(nèi)，同時與強(qiáng)電解質(zhì)接觸，然后溶解于氨鹽水或中和水中。鐵份含量高的純堿呈現(xiàn)灰紅或紅色，即為“紅堿”，進(jìn)而影響純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。加強(qiáng)對中、下段氣中的氧含量控制，避免在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)入碳化塔，可有效降低對鑄鐵設(shè)備的腐蝕程度［3］。

除了減少生產(chǎn)系統(tǒng)中的氧含量之外，還可以通過在氨鹽水中添加硫化物來達(dá)到控制純堿產(chǎn)品中鐵份含量的效果。將硫化物加入到氨鹽水中，其中的S2-和Fe2+進(jìn)行反應(yīng)生成FeS。FeS在設(shè)備及管道表面形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的硫膜，其具有較強(qiáng)的耐蝕性，成為氨堿法純堿生產(chǎn)設(shè)備的保護(hù)層，有效控制純堿產(chǎn)品當(dāng)中的鐵份，提高產(chǎn)品質(zhì)量。合理控制所添加硫化物的濃度，即控制S2-的含量，進(jìn)而達(dá)到控制Fe2+含量的目的。

2.2其他方法

如果通過降低生產(chǎn)過程中氧含量和在氨鹽水中添加硫化物等方法對于氨堿法純堿生產(chǎn)中產(chǎn)品鐵份控制效果不佳，可以采用氨鹽水中添加MgCl2或向中和水中加硫，能夠有效達(dá)到鐵份控制效果。在生產(chǎn)波動大或兩段氣氧含量偏高的情況下應(yīng)用較為廣泛。MgCl2在氨鹽水中反應(yīng)形成碳酸鎂復(fù)鹽結(jié)疤，能夠?qū)⒃O(shè)備與腐蝕介質(zhì)隔離開，進(jìn)而達(dá)到防腐蝕的效果，減少Fe2+進(jìn)入，達(dá)到鐵份控制效果。MgCl2在氨鹽水中反應(yīng)形成的保護(hù)膜十分牢固，不會輕易脫落。中和水中加硫的目的則是降低氧含量，同時能夠維持硫膜的穩(wěn)定，保護(hù)生產(chǎn)設(shè)備不受腐蝕，有效控制純堿產(chǎn)品中的鐵份［4］。

3　結(jié)論

鐵份控制是氨堿法純堿生產(chǎn)中的重要工作內(nèi)容，其關(guān)系到純堿產(chǎn)品質(zhì)量，需要從氨堿法純堿生產(chǎn)的設(shè)備和工藝著手，予以持續(xù)改進(jìn)和升級，引進(jìn)和開發(fā)新技術(shù)、新材料，進(jìn)而達(dá)到理想的鐵份控制效果，提高氨堿法純堿生產(chǎn)質(zhì)量。

［1］ 段金芬，賀倉年.氨堿法純堿生產(chǎn)工藝與設(shè)備的發(fā)展特點(diǎn)研究［J］.化工管理，2016，（20）.

［2］ 張克強(qiáng)，齊文玲，魯磊，等.我國純堿行業(yè)發(fā)展情況分析及建議［J］.科技資訊，2014，（25）.

［3］ 郁紅.純堿行業(yè)：實(shí)現(xiàn)能耗目標(biāo)的四大依據(jù)［J］.化工管理，2013，（7）.

［4］ 左艷梅，閔瑞高.氨堿法純堿生產(chǎn)工藝與設(shè)備的發(fā)展特點(diǎn)研究［J］.廣東化工，2013，（13）.

In the Production of Products of Iron Control Ammonia Soda

Wu Xiao-wei

This study revolves around the law of soda ash ammonia alkali production were discussed，analysis of the “red base”main reason，discusses the effective control method of iron.

ammonia soda；soda ash；iron control

TQ114.161

A

1003-6490（2016）06-0127-01

2016-06-04

武曉衛(wèi)（1975—），男，河北灤南人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榘眽A法生產(chǎn)純堿工藝。