第三章 氯堿行業

氯堿行業是指用電解飽和工業鹽水溶液的方法來制取燒堿、氯氣和氫氣，并以它們為原料生產一系列化工產品的行業，例如使用氫氣、氯氣合成的氯化氫與乙炔制聚氯乙烯（PVC）。寧夏地區基于本地優勢的電石產業基礎，已發展成我國重要的氯堿生產基地之一，現已形成燒堿85萬噸、聚氯乙烯75萬噸的生產能力。

一、生產原理及主要工藝

1．燒堿、氯氣、氫氣生產原理及主要工藝

氯堿行業的電解工藝主要有隔膜電解法、水銀電解法和離子交換膜制取法。水銀法電流效率高，產品質量好，但污染嚴重，易發生炸槽事故；隔膜法生產效率低，產品質量差，所用石棉污染環境，對人體有危害；離子交換膜制取法電流效率高，產品品質好且無污染，但膜與機框的成本高。

當前大多數的氯堿化工企業使用制法為離子交換膜制取法，首先將經過化驗的原鹽在鹽水車間加水加溫融化為飽和食鹽水或從鹵水井中采集的鹵水進行精制（去除鹽水中的鈣、鎂、水不溶物等雜質），得到符合工藝要求的精鹽水（需化驗精鹽水中的鈣、鎂等雜質是否達到標準）。然后精鹽水進入電解車間的電解槽（反應方程式：2NaCl+2H2O 2NaOH+Cl2↑+H2↑），在出口陰極產出NaOH（電解液），陽極產出Cl2（氯氣）和H2（氫氣）。這兩種氣體可以在合成車間經合成爐燃燒生成HCl（氯化氫）。HCl可以溶于水做成鹽酸銷售，更多是輸送到氯乙烯單體車間與從乙炔車間送來的乙炔合成氯乙烯單體作為聚氯乙烯的原料。

圖3-1 離子交換膜制取法流程示意圖

離子交換膜制取法生產過程詳解：

（1）鹽水處理。其任務是將鹽水中的鈣、鎂、硫酸根、有機物等雜質濃度降低到一定程度，制成精鹽水，滿足進離子膜電解槽的要求。

（2）電解。在電解槽中通過直流電電解，通過電解生產出燒堿液體、氯氣及氫氣，燒堿送至蒸發區或罐區，氯氣和氫氣分別送至氯氣處理裝置和氫氣處理裝置。

（3）氯氣處理。其任務是將電解來的濕氯氣冷卻、干燥、加壓輸送。

（4）液氯及充裝。其任務是將氯氣處理來的干燥氯氣通過氟利昂冷凝機組進行液化后送入液氯貯槽，然后用液氯液下泵將液氯充至鋼瓶內或直接送用戶。

（5）氫氣處理。其任務是將電解來的濕氫氣冷卻后加壓輸送到用戶。

（6）氯化氫合成及鹽酸。其任務是將液化尾氯（原氯）與氫氣在合成爐內燃燒反應，生成氯化氫氣體，用水吸收后成高純鹽酸或工業鹽酸。

（7）燒堿蒸發。其任務是將濃度為32%的離子膜堿液蒸發濃縮，成為濃度高達48%左右的燒堿后送往成品堿罐區。

2．聚氯乙烯（PVC）生產原理及主要工藝

聚氯乙烯可由上一步生產的氯氣和氫氣為原料進一步生產出來。其生產方法主要為電石法與乙烯法。在中國的企業中電石法的生產方式占了2/3左右，這里主要介紹電石法。

電石法是以電石CaC2為主要原料，首先在乙炔車間的發生器中與水發生反應生成乙炔氣C2H2。從合成車間生產的氯化氫氣與乙炔氣按一定比例轉化合成氯乙烯單體（反應方程式：HCl+C2H2 C2H3Cl）。氯乙烯單體經過精餾塔分餾，在不同溫度中將其中不同沸點的物質去掉，得到氯乙烯單體，經壓縮機由氣相變為液相存儲于單體儲槽中。

上述單體可以作為商品出售，也可以進入聚合釜，在引發劑、分散劑、水、蒸汽的作用下，反應成聚氯乙烯。從聚合釜出來的物料須經堿洗塔進行堿洗去掉一些短鏈分子，再經過水洗塔去掉堿含量，最后經過離心器去掉水分，經過干燥塔干燥得到最終產品聚氯乙烯（PVC）。經化驗后按等級入庫。

圖3-2 電石法過程示意圖

二、區內該行業用電特性與電力成本

1．用電特性

圖3-3 某35千伏接入用戶4日用電曲線對比圖

青銅峽市地區該行業某35千伏接入用戶分別在春、夏、秋、冬四季中各取一日用電曲線對比圖（見圖3-3）。

以上為寧夏地區該行業具代表性企業用電曲線，氯堿行業生產用電的特點是電力為主要原料，耗電量大，不受峰谷平時段與季節性影響，24小時生產，電壓等級高，用電連續平穩，冬季生產因取暖等設備運行使電量增加。生產過程中的電解槽耗電量最高。

2．用電成本

電力成本占企業生產成本的50%至80%，企業普遍采用網購電方式，電力供應情況和電價對氯堿產品的生產成本影響很大。

三、該行業對環境影響分析

1．大氣污染

聚氯乙烯制取過程中，會產生氯乙烯廢氣，污染環境且對人體有害。

2．水污染

聚氯乙烯制取過程中會產生含氯廢水、含氯乙烯廢水等，如不得當處理，排放后會污染周邊水系，影響周邊用水安全。

3．固體污染

制燒堿過程會產生鹽泥、電石法聚氯乙烯生產過程的電石渣、吸附工段的石棉絨。隨意丟棄處理會污染土地與環境。

四、區內該行業主要原料來源及銷售途徑

1．主要原料來源

主要原料為原鹽（工業用鹽）與電石。原鹽來源主要為外省購入，以青海、內蒙古為主，電石大多為就近購買。

2．產品銷售途徑

產品以燒堿與聚氯乙烯（PVC）為主，燒堿主要銷售于本地或周邊的氧化鋁行業，其次銷售于造紙、化纖、化工、醫藥等行業，聚氯乙烯（PVC）主要銷往華東、華南地區，多以房地產行業為主。