電解法氯堿生產聯產酮連氮法水合肼生產工藝探討

劉源源

（云南加萊希安全檢測有限公司，云南 昆明 650000）

氯堿工業屬基本化學工業，電解法氯堿工業是其重要生產方式，該工藝同時產出氯氣，燒堿和氫氣。產品廣泛用于輕工業，化學工業，石油化學工業，紡織工業，冶金工業等。

水合肼（又稱水合聯氨） 是重要的化工原料，為強還原劑，是醫藥、農藥、染料、發泡劑、顯影劑、抗氧化劑的原料，還用于鍋爐水去氧、高純金屬制取、有機化合物合成及還原、稀有元素分離，同時還用作火箭燃料及炸藥的制造。隨著技術的進步，社會的發展，近年來水合肼的應用領域在不斷拓寬。

酮連氮法生產水合肼是目前世界上生產水合肼的重要方法，該工藝以氨、丙酮、次氯酸鈉為原料，先生成酮連氮，后經水解、分離、精制，生產出優質的工業水合肼。由于成本低，具有較強的市場競爭力[1]。該方法使用大量的氯氣和燒堿（生產次氯酸鈉），而產品水合肼既不含鈉也不含氯，氯和鈉最終變為帶有雜質的氯化鈉水溶液外排，不僅造成環境污染也浪費了鹽資源。因此，尋求一條以電解法生產的氯、堿、氫供給酮連氮法生產水合肼，水合肼生產排出的氯化鈉回用于電解法生產氯堿，形成鹽循環利用的工藝是本文要探討的。

1 電化學法生產氯堿工藝簡介

氯化鈉水溶液電解生產氯氣、燒堿和氫氣的工藝，目前國內外多采用膜技術，其中離子膜技術比重逐漸增大，金屬陽極隔膜法所比例在逐步縮小[2-4]。

1）電解法氯堿生產反應式。

2）離子膜法工藝流程。工藝流程簡圖見圖1。

圖1 離子膜法工藝流程圖

國內電解氯堿生產工藝產生的“三廢”，除少數廠家還有少量鹽泥等廢渣外排外，大多數廠家均能在工藝中綜合處置“三廢”，不外排[3]。電解產燒堿聯產氯氣、氫氣及計水消耗見表1所示。

2 酮連氮法生產水合肼工藝簡介

2.1 酮連氮法主要生產反應式 [1-5]

次氯酸鈉生產反應式為：

表1 電解產燒堿聯產氯氣、氫氣及消耗品指標

酮連氮生成反應式為：

酮連氮水解生成水合肼反應式為：

2.2 酮連氮法水合肼工藝流程

酮連氮法水合肼生產工藝流程簡圖見圖2。

圖2 酮連氮法水合肼生產工藝流程簡圖

3 對電解氯堿聯產酮連氮法水合肼生產工藝的討論

以國內某單位多年的生產實踐為例。

3.1 離子膜法氯堿生產酮連氮法水合肼生產工藝

離子膜法氯堿生產酮連氮法水合肼生產工藝見圖3所示[4-5]。

3.2 電解氯堿生產聯產酮連氮法水合肼與巖鹽開采結合工藝圖

電解氯堿生產聯產酮連氮法水合肼與巖鹽開采結合工藝圖見圖4所示。

3.3 電解法氯堿生產聯產酮連氮法水合肼生產工藝經濟效益計算

以10萬t/a隔膜法電解燒堿產量為基數，聯產氯氣的90%用于酮連氮法水合肼生產，5%氯氣生產鹽酸，5%氯氣產液氯以滿足自用和生產運行中的氯堿平衡。調控產品年產量安排見表2。

圖3 離子膜法氯堿生產酮連氮法水合肼生產工藝

圖4 電解氯堿聯產酮連氮法水合肼與巖鹽開采結合工藝圖

表2 控產品年產量

如以聯產H2的90%蒽醌法生產H2O2，再以過氧化氫法生產水合肼。則可產27.5%H2O286897t用于水合肼生產，可生產40%水合肼66740t，則企業水合肼總產量為164770t。

按目前市場價估算產品銷售收入見表3。

按目前價格主要原材料消耗費用估算見表4。

表3 產品銷售收入估算表

表4 主要原材料消耗費用估算表

表4中，由于90%堿和氯生成NaCl返回使用，扣出工業鹽費用12699萬元，包括過氧化氫法水合肼時，大項原材料費用為71916萬元，為項目銷售收入的19.48%；不包括過氧化氫法水合肼時，大項原材料費用為60871萬元，為項目銷售收入的29.65%[2]。

4 電解氯堿生產聯產水合肼的思考

1）采用離子膜法電解氯堿，沒有回收廢鹽水（處理后用于礦鹽開采），則需在廢鹽水處理工藝中安排，生產的固體鹽返回鹽水工段生產電解用鹽水，形成鹽的循環利用。該鹽屬氯堿合成鹽，含雜質少，有利用于電解氯堿生產的鹽水生產。

2）充分利用電解氯堿生產的氫氣。采用蒽醌法產生過氧化氫，并采用過氧化氫法生產水合肼，綜合利用了電解產生的氫氣，有利于降低過氧化氫生產成本和水合肼的生產成本。過氧化氫法水合肼，無廢鹽水產生，而且生成的甲乙酮連氮不溶于水，易分離，不需蒸餾，其能耗比酮連氮法低。在電解氯堿生產聯產酮連氮法水合肼的同時，充分利用聯產的氫資源生產過氧化氫進一步生產水合肼是一舉多得的項目。

3）肼是用途廣泛的強還原劑，如能加大對肼的用途和含肼產品的開發力度，提高肼的價值,項目前景將更樂觀。