淺析優化純堿產品質量的途徑

陸穎

（天津渤化永利化工股份有限公司，天津300452）

隨著純堿市場競爭的日趨激烈，純堿質量的優劣將起著決定性作用。由于聯堿法的產品質量與氨堿法的產品質量相比，不論是白度、水不溶物、鐵含量等理化參數，聯堿法純堿質量都有待進一步的提高。筆者根據本公司聯堿生產現狀及客戶反饋的問題，歸納總結了當前提高產品質量的途徑。

1 純堿在包裝前檢驗出現的問題

近期公司的純堿出廠前檢驗濁度為130，但是測得其水不溶物含量為0.022～0.025%，明顯高于以前相同濁度產品的水不溶物0.012～0.015%；測得鐵0.0020～0.0025%，明顯高于以前相同濁度產品的鐵0.0010～0.0015%。

1.1 水不溶物問題的原因分析

針對純堿水不溶物的現象，公司立刻組織進行技術查定，結果系洗鹽工序在進料過程中出現操作失誤，導致的成品洗鹽鈣、鎂含量上升所致。

1.1.1 生產過程中Ca2+、Mg2+的物料衡算

1.1.1.1 物料衡算原則(見表1)

1)衡算過程中視系統母液Ca2+、Mg2+不隨加鹽或NH4Cl 產品帶出的變化而變化。

2)按1.2 成品洗鹽生產1t 純堿，同步生產1.06t氯化銨（干品）進行計算。

3)純堿循環當量按9.3m3進行計算。4)按每生產1t 純堿排出氨Ⅱ泥約30kg。

1.1.1.2 系統中的Ca2+、Mg2+平衡測算

1.2t 成品洗鹽中的 Ca2+含量為：1200×0.03%=0.36 kg

表1 Ca2+、Mg2+的含量分析

1t 純堿帶出 Ca2+含量為：1000×0.01%=0.1 kg

1.06t 氯化銨 Ca2+含量為：1060×0.012%=0.127kg

30kg 氨Ⅱ泥帶出 Ca2+含量為：30×0.13%=0.039 kg

1t 堿循環母液中的Ca2+補入量為：0.010×9.3=0.093 kg

Ca2+在母液中的累積量為：0.36-0.359=0.001 kg

1.2t 成品洗鹽中的 Mg2+含量為：1200×0.011%=0.132 kg

1t 純堿帶出 Mg2+含量為：1000×0.0045%=0.045 kg

1.06t 氯 化 銨 Mg2+含 量 為 ：1060 ×0.002 =0.0212kg

30kg 氨Ⅱ泥帶出 Mg2+含量為：30×0.06%=0.018 kg

1t 堿循環母液中的 Mg2+補入量為：0.003×9.3=0.027 kg

Mg2+在母液中的累積量為：0.32-0.0.126=0.002kg

通過以上鈣、鎂離子的平衡計算，考慮設備管道結垢、器壁沉積、分析誤差等，鈣鎂物料基本能夠平衡。

1.1.2 測算結論

1)系統中鈣、鎂雜質含量隨成品洗鹽帶有的鈣、鎂雜質含量的增加而增加；2)成品洗鹽的鈣、鎂可以直接影響到純堿和氯化銨的鈣鎂含量。

1.1.3 解決水不溶物問題方法探討

1）原鹽質量對純堿和氯化銨兩種產品的質量有較大影響，因此，要提高聯堿系統的產品質量,必須首先從原鹽質量入手，使用低鈣鎂的原鹽，以降低原鹽中水溶性雜質為主。特別是原鹽中含Mg2+可溶性雜質越高，氨母液Ⅱ的濁度越大。

2）加強操作管理與設備管理，嚴格控制球磨機的產出物料粒徑。要求＞20 網目的不能＞3%，因為原鹽粉碎得越細，就有越多的夾雜在氯化鈉晶體內部的可溶性雜質被除掉。

3）進一步提高洗鹽工序除鈣鎂雜質的能力,是提高產品質量的一個有效辦法,開啟鈣鎂反應器以降低洗滌鹵水中的鈣鎂雜質含量，嚴格控制Ca2+≤5mg/L、Mg2+≤15mg/L、反應器鹵水 pH≥12。

4）必須加強公司AⅡ澄清桶的操作與管理，控制澄清桶內溫差波動不＞3℃、保持攪拌器正常運行、做到設備與負荷相匹配，至少可以大幅度地降低產品含鈣量。減少碳酸鈣和碳酸鎂及堿式碳酸鹽沉淀，進入純堿成品中，引起水不溶物增大。

5）建議定期排出部分碳化塔塔頂鹵，碳化臟鹵禁止回系統，可有效降低因塔壓波動而帶進重堿的雜質。

1.2 純堿鐵含量問題的原因分析

純堿產品中的鐵含量在相同濁度下突然增高，引起公司高度重視，組織相關人員查定。經調查，Na2S 添加未間斷，而AII 的鐵在近30d 的時間內保持在10～12mg/L，沒有下降趨勢。通過對查定分析：成品鐵含量增高是添加Na2S 的同時，系統的氧含量超標且澄清桶排泥不暢，產生大量FeS積累進母液所致。

1.2.1 Na2S 在系統反應過程

1.2.1.1 Na2S 與鐵反應生成FeS(部分FeS 在澄清桶中沉淀與AII 母液分離)

S2-+Fe2+=FeS ↓(黑色)

1.2.1.2 由于碳化溶液中有CO2的存在,將發生以下反應：

FeS+CO2+H2O=FeCO3+H2S

2FeS+3CO2-3=Fe2(CO3)3+2S

1.2.1.3 由于溶液中S2-的存在,將發生以下反應：

1.2.1.4 由于下段氣和母液儲桶中有O2的存在,也存在以下反應：

1.2.1.5 以上反應將循環進行; 待碳化塔內硫離子消耗完后,溶液中將發生以下反應：

1.2.2 分析總結

出堿液將鐵化合物全部帶走，如澄清桶排泥效果不好，鐵在系統中已經蓄存，將直接影響到后續產品的鐵含量。

1.2.3 解決純堿鐵含量問題方法探討

1）必須加強A Ⅱ澄清桶的操作與管理,控制澄清桶內溫差波動不＞3℃、保持攪拌器正常運行、做到設備與負荷相匹配，確保FeS 在澄清桶內大部分沉淀，及時排出系統。

2）控制系統Na2S 的量，應與生產符合相匹配。但避免因加入過量Na2S 而產生灰堿。當AII 的鐵含量≤10Mg/L，重堿鐵含量≤0.0015%，工銨鐵含量≤0.0005%時，建議間斷性加過量。

3）提高系統運行的穩定性，即提高和穩定下段氣氣濃度，降低其含氧量。加強碳化工序的操作控制，防止碳化塔內溫度、液面、壓力等參數較大波動，而引起塔壁內層沉積物脫落，造成短時間成品鐵的起伏。

4）建議在出堿槽、結晶器和稠厚器安裝磁鐵收集器，并及時清理。

2 其他質量問題分析

近期還出現過純堿的總堿量低于國家標準。從產品的分析數據得出，系燒失量超標，引起總堿量不合格。燒失量定義為：試料在250～270 ℃下加熱至恒重，加熱時失去游離水和碳酸氫鈉分解出的水和二氧化碳占純堿試樣的百分比。由此得出是純堿中碳酸氫鈉含量超標，經查DCS 顯示是煅燒爐爐溫在此期間出現過波動，導致重堿在煅燒爐內反應不夠完全，出堿溫度偏低。建議：1)加強煅燒爐的運行管理，做到投量與設備相匹配，加強設備的維護與維修。2）加強涼堿機的巡檢積正常維護，避免內部泄露事件發生。

3 結論

純堿質量決定其市場的生存能力，我們只有在生產過程中學會總結和發現自己的問題，才能不斷改善產品質量。通過上述質量改進途徑，我公司的產品已經恢復正常狀態。但在今后生產中還應注意：確保原料鹽質量,特別是盡最大可能地減少原料鹽中水溶性雜質含量,對聯堿生產提高產量、降低消耗以及減輕設備負荷是至關重要的。Na2S 的加入，一定要與生產符合相匹配，除必要的監測項目，還需要定期監測相對應的影響點，如爐氣含硫、冷凝液含硫、洗水含硫等，以免適得其反。