新一代國產(chǎn)氯堿膜DF2807 的應(yīng)用數(shù)據(jù)對比

張 鐸

（山東東岳高分子材料有限公司，山東 淄博256401）

營創(chuàng)三征（營口）精細(xì)化工有限公司（以下簡稱“營創(chuàng)三征”）成立于2012 年10 月19 日，坐落于營口市老邊區(qū)路南鎮(zhèn)新興村西， 占地面積16.8 萬m3，共有七百余名員工。 主導(dǎo)業(yè)務(wù)為設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售三聚氯氰及其衍生產(chǎn)品、 氰化鈉及其衍生產(chǎn)品、電解氯及其衍生產(chǎn)品、工業(yè)硫酸銨產(chǎn)品和TAC產(chǎn)品。 目前主要產(chǎn)品有：9 萬t/a 三聚氯氰、30 萬t/a（30%）液體氰化鈉、10.65 萬t/a 氯氣及20 萬t/a 離子膜燒堿。

營創(chuàng)三征一直對東岳國產(chǎn)離子膜進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用的支持，國產(chǎn)膜DF2806 膜與最新一代DF2807 膜在該公司電解裝置都進(jìn)行應(yīng)用，對兩代產(chǎn)品有更直觀的數(shù)據(jù)對比。

1 裝置介紹

國產(chǎn)氯堿膜運行裝置情況見表1。

表1 國產(chǎn)氯堿膜運行裝置情況介紹

DF2807 膜在營創(chuàng)三征離子膜裝置一期北化機(jī)膜極距電解槽（H 槽） 進(jìn)行應(yīng)用。 該裝置位置是原DD350 電解槽后進(jìn)行工藝改進(jìn)重新設(shè)計安裝的北化機(jī)電解裝置。

2 運行狀況

2.1 東岳離子膜DF2807 技術(shù)特點

東岳DF2807 膜是國產(chǎn)高電流密度氯堿離子膜， 是東岳集團(tuán)自主研發(fā)帶犧牲纖維的離子膜，完全適用于膜極距電解裝置的應(yīng)用。 膜的結(jié)構(gòu)為市場中主流離子膜的結(jié)構(gòu)：磺酸樹脂/PTFE 骨架（帶犧牲纖維）/羧酸樹脂復(fù)合而成，膜陰陽極噴涂親水涂層。東岳離子膜采用自主研發(fā)的雙層共擠的成膜工藝，能夠有更優(yōu)異的扛剝離起泡性能。

2.2 國產(chǎn)膜的實際應(yīng)用

2018 年8 月， 東岳DF2807 膜在營創(chuàng)三征一期H 槽進(jìn)行安裝，并一次開車成功，根據(jù)客戶的運行反饋， 認(rèn)為新一代DF2807 氯堿膜平均槽電壓相比前代有明顯改進(jìn)，2018 年9 月運行以來的電壓趨勢見圖1，實際運行數(shù)據(jù)見表2，DF2807 氯堿膜單元槽電壓見圖2。

圖1 DF2807氯堿膜2018年9月運行以來的電壓趨勢

表2 DF2807氯堿膜在北化機(jī)裝置上的實際運行數(shù)據(jù)

由圖2 可知， 國產(chǎn)DF2807 氯堿膜在北化機(jī)電解槽能夠平穩(wěn)的運行， 每個單元槽電壓波動較小，且電壓增長趨勢平緩，符合預(yù)期。

3 新一代DF2807 離子膜與上一代膜的電耗數(shù)據(jù)

3.1 與上一代產(chǎn)品電壓增長趨勢對比（見圖3）

由圖3 可知，DF2807 氯堿膜電壓相比前一代產(chǎn)品更低，且隨時間增長的趨勢更加平緩，在能耗方面的優(yōu)勢比較明顯。

圖3 DF2807氯堿膜與上一代產(chǎn)品的電壓增長趨勢對比

3.2 工業(yè)試驗裝置上的實測性能數(shù)據(jù)對比（見表3）

由表3 得知， 東岳新型DF2807 離子膜對比前代產(chǎn)品能耗大幅降低， 且長周期運行穩(wěn)定，DF2807膜主要是通過優(yōu)化樹脂結(jié)構(gòu)來提高離子膜離子交換功能，同時改進(jìn)離子膜表面親水涂層的結(jié)構(gòu)來提高離子膜的脫氣性， 以提高離子膜的綜合性能，通過采用新型的網(wǎng)布增強(qiáng)技術(shù)來保證離子膜的機(jī)械強(qiáng)度。

4 新一代DF2807 離子膜生產(chǎn)設(shè)計要求

（1）全面應(yīng)用表面固化技術(shù)，有效降低了復(fù)合膜針孔產(chǎn)生，使其外觀平整、光滑、厚度均勻、無針孔、無裂痕。

圖2 DF2807氯堿膜單元槽電壓

表3 新型DF2807與上代產(chǎn)品在整臺工業(yè)實驗裝置實測性能數(shù)據(jù)對比

（2）足夠的機(jī)械強(qiáng)度。全新的PTFE‘骨架’設(shè)計，和獨特的‘無界面融合’技術(shù)，使在電解過程中要耐的住電槽壓力，電極產(chǎn)生的氣泡劇烈沖擊力，離子膜振動折皺和收縮引起離子膜的破裂。

（3）具有較低的膜電阻。 降低氯堿膜的膜電壓，降低電解能耗。

（4）優(yōu)良的化學(xué)性能。 在惡劣的電解條件能耐強(qiáng)氧化劑-初生態(tài)氯和次氯酸根及強(qiáng)堿溶液的腐蝕，長時間使用。

（5）較高的電流效率。

（6）適應(yīng)更高的電流密度≤6.5 kA/m2。

（7）全新設(shè)計的無機(jī)表面涂層，可使氣體能快速溢出，防止氣體過多聚集，使膜表面電流更均勻。

5 國產(chǎn)膜應(yīng)用情況

山東東岳集團(tuán)不斷提高技術(shù)要求，加大研發(fā)力度，在國產(chǎn)離子膜的研發(fā)生產(chǎn)中，通過不斷的優(yōu)化生產(chǎn)工藝，改進(jìn)膜材料性能結(jié)構(gòu)，特別是該公司引進(jìn)國外先進(jìn)的離子膜生產(chǎn)加工設(shè)備，提高了加工精度，使離子膜厚度等各項指標(biāo)都能夠精確控制，膜性能有了大幅度提升。 2017 年國產(chǎn)離子膜推出了新一代的離子膜DF2807 膜，目前該型膜在國內(nèi)已經(jīng)整臺套安裝了15 臺套，規(guī)模接近40 萬t/a。

6 結(jié)語

2015 年9 月，科技部正式公布第三批企業(yè)國家重點實驗室建設(shè)名單（國科發(fā)基〔2015〕329 號），東岳集團(tuán)“含氟功能膜材料國家重點實驗室”榜上有名，成為中國唯一一個含氟功能材料領(lǐng)域國家級重點實驗室， 也是淄博市首個國家級重點實驗室，更是為數(shù)不多的建在民營企業(yè)的國家重點實驗室。 這表明東岳集團(tuán)在該領(lǐng)域的研究已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，國產(chǎn)離子膜依托國家重點實驗室等一系列創(chuàng)新平臺的基礎(chǔ)上， 能夠進(jìn)一步對離子膜進(jìn)行升級，使國產(chǎn)離子膜實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。