專利名稱：一種純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體為純堿和聚氯乙烯行業(yè)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，純堿(包括氨堿法和聯(lián)堿法純堿)和聚氯乙烯屬于兩個(gè)不同的化工行業(yè)。純 堿屬于無機(jī)化工行業(yè)，聚氯乙烯屬于有機(jī)化工行業(yè)，純堿和聚氯乙烯從建廠到生產(chǎn)都是完 全獨(dú)立的，沒有任何關(guān)聯(lián)。 氨堿法純堿以食鹽(NaCl)和石灰石(Ca2C03)為主要原料，在生產(chǎn)過程中排出大量 廢液。生產(chǎn)1噸純堿排出廢液10m3，廢液中含氯化鈣(CaCl》100g/L，含鹽(NaCl)43_50g/ L。這些廢液造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，100多年來沒有解決。(見圖4) 聯(lián)堿法純堿以食鹽、石灰石和氨為原料，生產(chǎn)純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品，雖然不排出 大量含有CaCl2的廢液，但是由于生成的氯化銨肥料市場銷路不好，限制了聯(lián)堿法純堿的發(fā) 展。(見圖7) 電石法聚氯乙烯也是以食鹽和石灰石為主要原料，在生產(chǎn)過程中排出大量的廢電 石渣，生產(chǎn)1噸聚氯乙烯排出含固量50 %的電石渣2. 5噸左右，電石渣主要成份為Ca (OH) 2。 這些廢渣只有少量被利用，大量的仍堆積成山，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染.還放出大量的C02 溫室氣體。 為了生產(chǎn)聚氯乙烯還必須建高耗能的電解燒堿。
(見圖5) 純堿和聚氯乙烯使用的主要原料相同，因?yàn)楦髯元?dú)立，產(chǎn)生了嚴(yán)重污染。能否研究 出一條合理的工藝路線，把純堿和聚氯乙烯兩種工藝有機(jī)的結(jié)合起來，從而徹底消滅嚴(yán)重 污染，實(shí)現(xiàn)真正的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明把純堿和聚氯乙烯生產(chǎn)有機(jī)的結(jié)合起來，形成一個(gè)純堿-聚氯乙烯聯(lián)合生 產(chǎn)工藝。
—、對于氨堿法純堿廠 1、從純堿廢液中制取無水氯化鈣，用氯化鈣制氯化氫。具體做法是把熱的濃硫酸
加入反應(yīng)器，加熱到20(TC左右，把粉碎了的無水氯化鈣加入反應(yīng)器，進(jìn)一步加熱到250°C
左右，濃硫酸和氯化鈣的重量比為io : i左右，氯化鈣和濃硫酸反應(yīng)，生成硫酸鈣，放出氯
化氫氣體，反應(yīng)式如下 CaCl2+H2S04 = CaS04+2HCl個(gè) 用離心機(jī)將硫酸鈣夾帶的硫酸分離出來，濃硫酸返回反應(yīng)器，硫酸鈣送到建材廠
使用。氯化氫送到聚氯乙烯廠制造聚氯乙烯。工藝流程請見圖1、圖2。 2、聚氯乙烯廠的廢電石渣經(jīng)研磨、解淅出殘余乙炔后，調(diào)制成含活性氧化鈣160
滴度左右的石灰乳，送純堿廠回收氨，反應(yīng)式如下 2NH4Cl+Ca(0H)2 = 2NH40H+CaCl2
CaCl2成廢液排出，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。請見圖3 3、純堿廠去掉石灰制造系統(tǒng)，所需二氧化碳由聚氯乙烯廠石灰窯窯氣(含0)2 25%以上)供給。請見圖1。 4、聚氯乙烯廠不需要建電解燒堿裝置。請見圖l。 5、經(jīng)測算，從1萬噸純堿產(chǎn)生的廢液中提取的二氯化鈣生成的氯化氫可以生產(chǎn)1 萬噸聚氯乙烯，1萬噸聚氯乙烯產(chǎn)生的廢電石渣和窯氣能夠生產(chǎn)1萬噸純堿，物料基本平衡。 6、氨堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)工藝流程見圖1。
二、對聯(lián)堿法純堿廠 1、聯(lián)堿法純堿廠不排出含有氯化鈣的廢液，而是聯(lián)產(chǎn)氯化銨。利用氯化銨制氯化 氫有多種方法，這里提出一種新方法。 將NH4C1送入外加熱式轉(zhuǎn)爐(1)中，加熱到40(TC左右，NH4C1分解為NH3和HC1，
分解的氣體混合物進(jìn)入吸收塔(2)，朋3被從塔頂噴淋下來的濃1^04吸收，生成(NH4)2S04，
(NH》^(^經(jīng)離心機(jī)(3)脫去夾帶的濃112504后，經(jīng)干燥包裝入庫。濃112504返回吸收塔。經(jīng)
濃H^04干燥的HC1從塔的上部出來送聚氯乙烯廠。(見圖6、圖9) 反應(yīng)式如下 NH4C1 = NH3+HC1 2NH3+H2S04 = (NH4) 2S04 2、聚氯乙烯廠不需要建電解燒堿裝置。 3、經(jīng)測算1噸N仏C1產(chǎn)生的HC1可制造1. 16噸聚氯乙烯，并可附產(chǎn)1.2噸 (NH4)2S04。 4、聯(lián)堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)工藝流程見圖6 本發(fā)明的有益效果是 1、解決了 3項(xiàng)嚴(yán)重污染問題，變廢為寶。 氨堿法純堿廢液和聚氧乙烯電石廢渣的污染是化工行業(yè)多年來無法解決的對環(huán) 境造成重大污染的老大難問題，本專利徹底解決了這一問題，把三種廢料(純堿廢液、廢電 石渣、石灰窯窯氣)變成寶貴的原料。 2、由于純堿廠去掉石灰制造系統(tǒng)，聚氯乙烯廠去掉電解燒堿系統(tǒng)，建廠總投資可 以減少20-30%。 3、由于不需要建電解燒堿系統(tǒng)，可以大大降低能耗， 一個(gè)10萬噸/年的聚氯乙烯 廠全年可節(jié)電1.7億/度，相當(dāng)于發(fā)電廠減排300噸502和13萬噸0)2。
由于聚氯乙烯廠的C02被純堿廠利用，又大大減少C02的排放。 一個(gè)10萬噸/年 的聚氯乙烯廠減排C027萬噸/年。 兩項(xiàng)合計(jì)，一個(gè)10萬噸/年聚氯乙烯廠全年可減排502 3 00噸，減排0)2 20萬噸。
4、由于利用了純堿廢液， 一個(gè)10萬噸/年的氨堿法純堿廠每年可回收鹽4. 5萬 噸，佔(zhàn)純堿用鹽量的30%左右。 5、聚氯乙烯的發(fā)展不再受燒堿發(fā)展的制約。按現(xiàn)在的工藝路線，要生產(chǎn)聚氯乙烯 必須建燒堿廠。但是從產(chǎn)品市場需求方面考察，聚氯乙烯的市場是廣闊的，而燒堿的市場是 比較小的。據(jù)統(tǒng)計(jì)2009年燒堿產(chǎn)能將達(dá)到3000萬噸/年，產(chǎn)能過剩近1000萬噸/年。燒堿廠不能再建了，而聚氯乙烯還得發(fā)展。按照傳統(tǒng)的聚氯乙烯生產(chǎn)工藝這個(gè)矛盾是無法解決的。按本發(fā)明工藝生產(chǎn)則很好的解決了這一難題。 6、氨堿法純堿與聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)，兩廠必須建在一起。聯(lián)堿法純堿與聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)，兩廠可以異地建廠，這樣就解決了遠(yuǎn)離純堿廠的內(nèi)地聚氯乙烯廠HC1的供給問題，也解決了氯化銨滯銷問題，同時(shí)聚氯化乙烯廠還可以附產(chǎn)硫酸銨。 7、本工藝能否實(shí)行，關(guān)鍵在于硫酸的產(chǎn)量和價(jià)格。由于我國有色金屬的發(fā)展和國際硫資源過剩，我國2009年硫酸產(chǎn)能已經(jīng)超過7000萬t/a，隨之價(jià)格降至200-300元/t。據(jù)中國化工報(bào)載，2009年加拿大花庫弗峰會研討會上認(rèn)定，全球硫資源供應(yīng)量將由2008年的4800萬噸增加至2017年的7000萬噸。2017年全球硫資源將過剩1500萬噸。全球硫磺與硫酸的供應(yīng)過剩將持續(xù)10年以上。 由此可見，由于硫酸滿足供應(yīng)，且價(jià)格低廉，為本工藝的開發(fā)提供了很好的條件。
8、對于當(dāng)?shù)亓蛩峁?yīng)緊張的地區(qū)，聚氯乙烯廠可以進(jìn)口廉價(jià)硫磺自建硫酸廠，硫磺燃燒產(chǎn)生的熱能還可以發(fā)電。


圖1為氨堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)工藝流程圖。
圖2為利用純堿廢液生產(chǎn)氯化氫工藝流程圖。 圖3為利用電石渣調(diào)制純堿廠使用的石灰乳的工藝流程圖。 圖4為氨堿法純堿生產(chǎn)工藝流程圖。 圖5為聚氯乙烯生產(chǎn)工藝流程圖。 圖6為聯(lián)堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)工藝流圖。 圖7為聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)工藝流程圖。 圖8為利用氯化鈣生產(chǎn)氯化氫的反應(yīng)器示意圖。圖中1為加熱夾套，2為攪拌，3為絞龍。A為導(dǎo)熱油進(jìn)口，B為導(dǎo)熱油出口，C為氯化氫氣體出口，D為濃硫酸進(jìn)口，E為無水氯化鈣加入口。 圖9為利用氯化銨生產(chǎn)氯化氫的工藝流程和主要設(shè)備圖。圖中l(wèi)為轉(zhuǎn)爐，2為吸收塔，3為離心機(jī)。A為氨和氯化氫混合氣體入口 ， B為濃硫酸加入口 ， C為氯化氫氣體出口 ， D為硫酸銨與濃硫酸混合物排出口 。
具體實(shí)施例方式
—、氨堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)
1、從純堿廢液中制取無水CaCl2 純堿廢液經(jīng)澄清，清液中含CaCl2 100g/L、NaCl 45g/L。將澄清液送蒸發(fā)罐蒸發(fā)到CaCl2濃度達(dá)到40X左右時(shí)，NaCl結(jié)晶淅出。將NaCl用離心機(jī)分離出去，送回純堿廠使用。將離心母液繼續(xù)蒸發(fā)，當(dāng)CaCl2濃度達(dá)70%左右時(shí)，送到制片機(jī)制成片狀二水氯化鈣(CaCl2 2H20)。見圖2 將片狀二水氯化*丐在260-30(TC溫度下脫水，制得無水氯化H反應(yīng)式如下
CaCl2 2H20 = CaCl2+2H20
2、用無水CaCl2制造HC1 :
5
接照圖8制造一臺反應(yīng)器，從D 口加入1000kg熱的濃硫酸，從A 口將30(TC的礦物 導(dǎo)熱油送進(jìn)夾套(l)，從B 口出去。導(dǎo)熱油使硫酸升溫至20(TC左右，然后從E 口加入100kg 粉碎了的無水氯化鈣，開動攪拌(2)，并繼續(xù)升溫到25(TC，氯化鈣和濃硫酸反應(yīng)，生成了硫 酸鈣，從C 口放出了氯化氫。反應(yīng)式如下
CaCl2+H2S04 = CaS04+2HCl個(gè) 把生成的硫酸鈣用絞龍(3)絞出送進(jìn)離心機(jī)，脫去夾帶的硫酸后送建材廠使用， 硫酸返回反應(yīng)器。氯化氫送聚氯乙烯廠。 正常生產(chǎn)后，濃硫酸和氯化鈣連續(xù)加入反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)硫酸和氯化鈣的重量比 為10 : 1左右，反應(yīng)器內(nèi)物料保持在25(TC左右。生成的硫酸鈣也連續(xù)絞出，送離心機(jī)離心 分離。(見圖2、圖8) 3、聚氯乙烯廠的廢電石渣經(jīng)研磨、解淅乙炔后，調(diào)制成含活性氧化鈣160滴度的 石灰乳，送純堿廠回收氨。聚氯乙烯廠廢石灰窯窯氣(含0)225%以上)送純堿廠使用。(見 圖1、圖3)。 4、氨堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)工藝流程見圖1。
二、聯(lián)堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)
1 、用氯化銨制造氯化氫 首先按圖9制造一臺外加熱式轉(zhuǎn)爐(1)和一臺吸收塔(2)，吸收塔內(nèi)設(shè)多層噴咀。 購置一臺自動離心機(jī)(3)。 將NH4C1加入轉(zhuǎn)爐(1)，并加熱到400。C左右，NH4C1分解為NH3和HC1，從A 口將混 合氣體送入吸收塔(2)，從吸收塔B 口送入濃硫酸并經(jīng)噴咀噴出，與混合氣體逆流相遇，濃 H2S04與NH3氣反應(yīng)生成(朋4)2504，被濃H2S04干燥了的HC1從C 口排出送聚氯乙烯廠。
(NH4) 2S04從D 口排出進(jìn)入離心機(jī)(3)，脫去夾帶的硫酸后，(NH4) 2S04經(jīng)干燥包裝出 廠。濃硫酸返回吸收塔重新使用。
反應(yīng)式如下
NH4C1 = NH3個(gè)+HC1個(gè)
2NH3+H2S04 = (NH4) 2S04 2、聯(lián)堿法純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)工藝流程見圖6。
權(quán)利要求
一種純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)的方法，其特征在于對于氨堿法純堿廠其工藝流程為，利用純堿廢液生產(chǎn)的無水氯化鈣與濃硫酸反應(yīng)生產(chǎn)氯化氫，氯化氫送到聚氯乙烯廠生產(chǎn)聚氯乙烯；聚氯乙烯廠產(chǎn)生的廢電石渣調(diào)制成含活性氧化鈣160滴度左右的石灰乳送到純堿廠回收氨；聚氫乙烯廠的廢石灰窰窰氣(含CO2大于25％)送給純堿廠生產(chǎn)重堿，純堿廠和聚氯乙烯廠的三種污染嚴(yán)重的廢料變成寶貴的原料；純堿廠不需要建石灰系統(tǒng)，聚氯乙烯廠不需要建設(shè)電解燒堿裝置。
2. —種純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)的方法，其特征在于對于聯(lián)堿法純堿其工藝流程為，利用純堿廠生產(chǎn)的氯化銨生產(chǎn)氯化氫，氯化氫送到聚氯乙烯廠生產(chǎn)聚氯乙烯；聚氯乙烯廠不需要建設(shè)電解燒堿裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)的方法，其特征在于利用純堿廢液生產(chǎn)的無水氯化鈣生產(chǎn)氯化氫的方法是，把熱的濃硫酸加入反應(yīng)器，加熱到20(TC左右，把粉碎了的無水氯化鈣加入反應(yīng)器，進(jìn)一步加熱到25(TC左右，濃硫酸和氯化鈣的重量比為io : l左右，氯化鈣和濃硫酸反應(yīng)，生成了硫酸鈣，放出了氯化氫氣體，反應(yīng)式如下CaCl2+H2S04 = CaS04+2HCl個(gè)
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)的方法，其特征在于利用氯化氨生產(chǎn)氯化氫的方法是，把氯化銨送入外加熱式轉(zhuǎn)爐，加熱到40(TC左右，氯化氨分解為氨和氯化氫，分解的氣體混合物進(jìn)入吸收塔，氨被從塔頂噴淋下來的濃硫酸吸收，生成硫酸銨，經(jīng)濃硫酸干燥了的氯化氫氣體從塔的上部出來，反應(yīng)式如下NH4C1 = NH3個(gè)+HC1個(gè)2NH3+H2S04 = (NH4) 2S0全文摘要
本發(fā)明公開了一種純堿和聚氯乙烯聯(lián)合生產(chǎn)的方法。對于氨堿法純堿其工藝流程是利用純堿廢液生產(chǎn)的無水氯化鈣生產(chǎn)氯化氫送到聚氯乙烯廠生產(chǎn)聚氯乙烯，聚氯乙烯廠的廢電石渣和石灰窰窰氣送純堿廠使用。這樣使對環(huán)境造成嚴(yán)重污染的三大廢料變成了寶貴的原料。對于聯(lián)堿法純堿其工藝流程是，利用純堿廠生產(chǎn)的氯化銨生產(chǎn)氯化氫送到聚氯乙烯廠生產(chǎn)聚氯乙烯。聚氯乙烯廠不需要建高能耗電解燒堿裝置。按本工藝生產(chǎn)后，一個(gè)10萬t/a的聚氯乙烯廠每年可減排SO2300噸，減排CO220萬噸。對于聯(lián)堿法純堿使用本工藝時(shí)，純堿和聚氯乙烯可以異地建廠，這樣就解決了遠(yuǎn)離純堿廠的內(nèi)地聚氯乙烯廠的氯化氫的供給問題，也解決了氯化銨的滯銷問題。
文檔編號C01D7/18GK101792160SQ201010005540
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者康仁 申請人:康仁