1、1 前 言 毕业设计是国家高等工科学校极其重要且必不可少的教学工作之一， 是提高和检验 学生学习质量的重要手段。其主要目的是全面巩固已学过的基本理论知识，提高实践 及创新能力。本文在简要介绍烧碱生产的方法基础上，重点对二次盐水精制和脱氯进 行了介绍， 并在此基础上进行物料衡算和能量横算， 进而确定出主要工艺设备的型号、 尺寸及数量，最后绘制出带控制点的工艺流程图、设备平面布置图、管路布置图及主 要设备一览表等。 通过此次设计， 全面培养和检查了我们综合运用所学知识提高理论联系实际的能力 和素质，巩固和加深了基础知识和基本技能训练。通过进行化工专业知识的初步设计 的学习和训练， 从而将所学的知识
2、由感性认识提高到理性认识， 为以后工作奠定基础 由于自身能力所限，设计中的疏漏在所难免，敬请各位老师能给予批评和指正！ 2 第一章 概 述 1.1 氯碱工业简述 氯碱工业是生产烧碱、氯气和氢气以及此衍生系列产品的基本化学工业，其产品广 泛用于国民经济各个部门，对国民经济和国防建设具有重要的作用。随着国民经济的 快速发展，氯碱工业及其相关产品涉及国民经济和人民生活的诸多领域，除应用于化 学工业本身外，在轻工、纺织、石油化工、有色冶金和公用事业等领域也均有很大用 途。氯碱工业的主要产品如烧碱、氯气、氢气还被广泛应用于医药、冶金、电力、国 防、军工、建材和食品加工等工业部门，耗碱和耗氯产品，已达数千
3、种。为此，拟在 呼和浩特市新建 40Kt /a 烧碱的氯碱厂，以满足周边市场的需求。 1.2 设计项目概况 本次设计是年产 40kt/a 离子膜制碱项目。建厂地址选在呼和浩特市，年平均气温 t=6.2。在生产过程中产生的液碱可以直接销售，也可浓缩为片碱产品； 副产品氯气 和氢气主要合成氯化氢气体供 PVC 生产聚氯乙稀及产高纯酸，剩余的氯气生产液氯。 1.2.1 烧碱的物化性质 1、化学式：NaOH 2、分子量：39.999 3、 比重： 2.13 （20） 。 在熔融状态下， 当温度为 340500时其重度为 1.81.9g/cm3。 烧碱溶液的比重随浓度的提高而增加。 4、外观：纯净的烧碱
4、为白色，呈羽毛状，为不透明固体结晶。一般工业品含有少量 氯化钠和碳酸钠，呈白色稍带浅色光泽固体结晶。 5、溶解度：易溶于水，15时为 26.4 克分子/升。在水中的溶解度随溶液的温度升 高而增加，亦能溶于醇类、乙醚中。 6、溶解热：10.10 千卡/克分子（溶于 200 克分子水中） 。烧碱溶于水时释放热量，浓 度越高释放的热量越大，这种热量称为溶解热。如果把浓度的的烧碱浓缩、脱水需要 3 吸收热量，这个热量称为脱水热。不同浓度时的脱水热也不同。 7、生成热：101.99 千卡/克分子 8、熔点（凝固点） ：318.4时能制得熔融的几乎不含水的烧碱，不同浓度的烧碱溶 液具有不同的凝固点。在工业
5、生产中，由于固碱中含有少量氯化钠和少量水，因此其 凝固点在 320左右1。 9、沸点：1390 不同浓度的烧碱溶液具有不同的沸点。同时溶液的沸点随着溶液面上 的蒸汽压的降低而下降。 10、比热：0.378 千卡/千克（19100时的平均值） 。烧碱溶液的比热随着溶液浓 度的提高而下降，同时升高溶液温度，比热也有所下降。 11、熔融热：0.495 千卡/千克（熔融 319） 12、汽化热：31.6 千卡/克分子 13、导热系数：0.87 千卡/米 小时（熔融 400） 14、固体烧碱吸湿性很强，放置空气中能吸收大气中的水分变成液碱，这种现象成为 潮解。 15、烧碱及其水溶液对动物和植物组织（如皮
6、肤、织物、纸张等）有机物质有强烈的 腐蚀作用。因之易潮解故固体烧碱必须贮于密闭的铁罐或塑料的包装袋中。 1.2.2 烧碱的主要用途 烧碱是国民经济各部门用途极广的基本化工原料。 使用烧碱最多的部门是化学药品 的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染 料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产 中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。 1.3 原盐及盐水溶液的性质 1.3.1 原盐概述 原盐的来源 世界上的盐大部分存在于海水中，海洋中氯化钠的浓度平均为 33-36 g/L。由于地 4 壳变化，海洋的一部分分离内陆海，经过亿万年的自然蒸发，形成盐湖(如大盐湖和 死海)和盐池。其沉积在地下的就成为岩盐(矿盐)。因此原盐有海盐；湖盐；井盐和矿 盐四种。 各国的原盐组成 原盐的质量因产地和生产方法的不同，质量不一。就 NaCl 而言，湖盐质量最佳，NaCl 含量 96-99%；井矿盐次之，NaCl 含量 93-98%；我国原盐的组成见表 1-1： 表表
