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氯碱生产离子交换膜法生产工艺
发布时间：2022-01-04 18:23:10⑴ 求氯碱工业的讲解跟流程图。
工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。
电解饱和食盐水反应原理
阳极反应：2Cl-－2e=Cl2↑（氧化反应）
H+比Na+容易得到电子，因而H+不断地从阴极获得电子被还原为氢原子，并结合成氢分子从阴极放出。
阴极反应：2H++2e=H2↑（还原反应）
在上述反应中，H+是由水的电离生成的，由于H+在阴极上不断得到电子而生成H2放出，破坏了附近的水的电离平衡，水分子继续电离出H+和OH-，
H+又不断得到电子变成H2，结果在阴极区溶液里OH-的浓度相对地增大，使酚酞试液变红。因此，电解饱和食盐水的总反应可以表示为：
总反应
2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑
工业上利用这一反应原理，制取烧碱、氯气和氢气。
在上面的电解饱和食盐水的实验中，电解产物之间能够发生化学反应，如NaOH溶液和Cl2能反应生成NaClO、H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。在工业生产中，要避免这几种产物混合，常使反应在特殊的电解槽中进行。
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离子交换膜法制烧碱
目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在20世纪50年代开始研究，80年代开始工业化生产。
离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许Na+通过，而Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH溶液作用生成NaClO而影响烧碱的质量。下图是一台离子交换膜电解槽（包括16个单元槽）。
精制的饱和食盐水进入阳极室；纯水（加入一定量的NaOH溶液）加入阴极室。通电时，H2O在阴极表面放电生成H2，Na+穿过离子膜由阳极室进入阴极室，导出的阴极液中含有NaOH；Cl-则在阳极表面放电生成Cl2。电解后的淡盐水从阳极导出，可重新用于配制食盐水。
离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：
电解法制碱的主要原料是饱和食盐水，由于粗盐水中含有泥沙，
精制食盐水时经常进行以下措施
（1）过滤海水
（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤
Ca(2+)+2OH(-)=Ca(OH)2（微溶）
① Mg(2+)+2OH(-)=Mg(OH)2↓
② Mg(HCO3)2+2OH(-)=MgCO3+2H2O
MgCO3+2H2O=Mg(OH)2+H2O+CO2
（3）加入过量氯化钡，去除硫酸根离子，过滤
Ba(2+)+SO4(2-)=BaSO4↓
（4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤
Ca(2+)+CO3(2-)=CaCO3↓
Ba(2+)+CO3(2-)=BaCO3↓
（5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子
2H(+)+CO3(2-)=CO2↑+H2O
（6）加热驱除二氧化碳
（7）送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子
（8）电解
2NaCl+2H2O=(通电)H2↑+Cl2↑+2NaOH
离子交换膜法制碱技术，具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向。
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以氯碱工业为基础的化工生产
NaOH、Cl2和H2都是重要的化工生产原料，可以进一步加工成多种化工产品，广泛用于各工业。所以氯碱工业及相关产品几乎涉及国民经济及人民生活的各个领域。
由电解槽流出的阴极液中含有30%的NaOH，称为液碱，液碱经蒸发、结晶可以得到固碱。阴极区的另一产物湿氢气经冷却、洗涤、压缩后被送往氢气贮柜。阳极区产物湿氯气经冷却、干燥、净化、压缩后可得到液氯。
2NaOH+Cl2= NaCl+NaClO+H2O
H2O+Cl2=HCl+HClO
H2+Cl2=2HCl
2NaOH+CO2=Na2CO3(苏打)+H2O
NaOH+CO2=NaHCO3(小苏打)
随着人们环境保护意识的增强，对以氯碱工业为基础的化工生产过程中所造成的污染及其产品对环境造成的影响越来越重视。例如，现已查明某些有机氯溶剂有致癌作用，氟氯烃会破坏臭氧层等，因此已停止生产某些有机氯产品的措施。我们在充分发挥氯碱工业及以氯碱工业为基础的化工生产在国民经济发展中的作用的同时，应尽量减小其对环境的不利影响。
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我国氯碱工业的发展
我国最早的氯碱工厂是1930年投产的上海天原电化厂（现上海天原化工厂的前身），日产烧碱2t。到1949年解放时，全国只有少数几家氯碱厂，烧碱年产量仅1.5万吨，氯产品只有盐酸、液氯、漂白粉等几种。
近年来，我国的氯碱工业在产量、质量、品种、生产技术等方面都得到很大发展。到1990年，烧碱产量达331万吨，仅次于美国和日本，位于世界第三位。1995年，烧碱产量达496万吨，其中用离子交换膜电解法生产的达56.2万吨，占总产量的11.3%。预计到2000年，烧碱年产量将达540万吨，其中用离子膜电解法生产的将达180万吨，占33.3%。
⑵ 氯碱工业中阳离子交换膜的作用是什么
阳离子交换膜是对阳离子有选择作用的膜，通常是磺酸型的，带有固定基团和可解离的离子，如钠型磺酸型固定基团是磺酸根，解离离子是钠离子。
阳离子交换膜可以看作是一种高分子电解质，由于阳膜带负电荷，虽然原来的解离正离子受水分子作用解离到水中，但在膜外通电通过电场作用，带有正电荷的阳离子就可以通过阳膜，而阴离子因为同性排斥而不能通过，所以具有选择透过性。
(2)氯碱生产离子交换膜法生产工艺扩展阅读
性质
均相膜的电化学性能较为优良，但力学性能较差，常需其他纤维来增强。非均相膜的电化学性能比均相膜差，而力学性能较优，由于疏水性的高分子成膜材料和亲水性的离子交换树脂之间粘结力弱，常存在缝隙而影响离子选择透过性。
离子交换膜的膜电阻和选择透过性是膜的电化学性能的重要指标。阳离子在阳膜中透过性次序为： Li+>Na+>NH4+>K+>Rb+>Cs+>Ag+> Tl+>UO卂（这是什么？）>Mg2+>Zn2+>Co2+>Cd2+> Ni2+>Ca2+>Sr2+>Pb2+>Ba2+
阴离子在阴膜中透过性次序为： F->CH3COO->HCOO->Cl->SCN->Br-> CrO娸>NO婣>I->(COO)卆(草酸根)>SO娸膜电阻是与离子在膜中的淌度有关的一个数值，根据不同测定和计算方法可分成体积电阻和表面电阻。
水在膜中的渗透率就是离子在透过膜时带过去的水量。实用上水渗透率是膜的一个性能，其值愈大，在电渗析时水损失愈大，通常疏水性高分子材料膜中水渗透率远低于亲水性高分子材料膜。
参考资料来源：网络-阳离子交换膜
参考资料来源：网络-离子交换膜
⑶ 请问，液碱生产厂家是如何生产液碱的，大致的工艺流程能否描述一下。谢谢，坐等
我来给你回答吧：
氯碱工业生产液碱（NaOH）主要有两种方法隔膜法和离子膜法，第一种已经基本淘汰，第二种为现在氯碱工业主要的生产方法。下面主要讲讲第二种离子膜法：
离子膜法也称离子膜电解法，是利用阳离子交换膜将单元电解槽分隔为阳极室和阴极室，使电解产品分开的方法，通俗点解释就是利用电解盐水的方法取得液碱和其副产品（主要是32%的NaOH、氯气和氢气）。
工艺流程：
大致可以分为一次盐水工序、二次盐水工序、氯氢处理工序、Hcl合成工序、氯气液化工序、液氯充装工序。虽然每个厂的生产工序流程会有不同，但大致区别不大。其中最主要的是二次盐水工序也就是用离子膜电解槽电解盐水的部分。 下面我对每个工序略做介绍希望对你有所帮助。
一次盐水工序是通过化学方法和物理方法，把盐水中的Ca2+、Mg2+ 及SO42- 、游离氯、有机物等杂质除去，制成符合工艺要求的一次盐水，供二次盐水及电解工序使用。
二次盐水工序是将一次盐水工序送来的合格一次盐水经离子交换树脂进行二次精制，合格的二次盐水送离子膜电解槽进行电解生产32%NaOH、氯气和氢气。其中电解后的淡盐水进行真空脱氯和化学脱氯后送一次盐水工序。
氯氢处理工序分为两部分氢气处理和氯气处理。氢气处理主要是将电解来的高温湿氢气冷却、加压输送，保证生产安全，并输送至下一工序；氯气处理是将电解来的高温湿氯气洗涤、冷却、除雾、干燥、加压输送出下工序，保证上下工序的生产安全。
Hcl合成工序是将氯氢处理工序来的氯气和氢气在二合一石墨合成炉内合成氯化氢气体，供下工序使用（提一提这一部分所讲下一工序的意思，它主要是供PVC生产所需要的Hcl气体，若是工厂只是生产液碱这部分可以除去）；将氯气液化岗位来的液化尾氯与氯氢处理工序来的氢气经二合一合成炉合成为氯化氢气体，再经一、二级降膜吸收器、尾气吸收塔，用纯水吸收制备高纯盐酸。
氯气液化工序是将经过处理后的压力约为0.15MPa的干燥氯气，经压缩提压、冷却液化成液体后进行存贮。
液氯充装工序是将氯气液化工序液化的液氯进行存贮及充装，以便于销售。
⑷ 为什么氯碱工业中用阳离子交换膜 不用阴离子 不用交换膜不行
因为氯离子和氢氧根离子都是阴离子要向阳极运动，同种电荷排斥异种电荷吸引。不用交换膜分离物质困难
⑸ 离子交换膜法电解工艺有哪些特点
离子交换膜具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过，其它回离子难以透过。电解答时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的
NaCl溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电，生成 C1 2 ，从电解槽顶部放出，同时 Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中
H + 放电，生成 H 2 ，也从电解槽顶部放出。但是剩余的 OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了
NaOH溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl的消耗;不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl
- 通过，所以阴极室生成的
NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。
⑹ 氯碱工业是最基本的化学工业之一，离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法，其生产流程如下图所示： （1
| （1）氯化钠氢氧化钠 （2）Ca 2+ + CO 3 2 － = CaCO 3 ↓ Mg 2+ + 2OH － = Mg(OH) 2 ↓用试剂处理后的盐水中还含有少量Mg 2+ 、Ca 2+ ，碱性条件下会生成沉淀，损害离子交换膜。 （3）H 2 阳极 2Cl － ＋2H 2 O Cl 2 ↑＋H 2 ↑＋2 OH － （4）Na 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O = Na 2 SO 4 + 2HCl （5）93.46% ⑺ 氯碱工业中离子交换膜的作用是什么
阳离子交换膜有来一种特殊的性质自，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过，也就是说只允许na+通过，而cl-、oh-和气体则不能通过。这样既能防止阴极产生的h2和阳极产生的cl2相混合而引起爆炸，又能避免cl2和na护揣篙废蕻肚戈莎恭极oh溶液作用生成naclo而影响烧碱的质量。 ⑻ 氯碱工业中用离子交换膜法电解制碱的主要生产流程示意图如图1所示；氯碱工业中用离子交换膜法电解制碱的
（1）由图示可知电源负极产生了氢氧化钠溶液，所以溶液的pH值升高； ⑼ 某氯碱厂采用离子膜法电解饱和食盐水生产烧碱，其原理示意图如下．请结合示意图回答以下问题：①写出电解 ①出氯气的电极为阳极，溶液中的阴离子氯离子失电子生成氯气，电极反应回为：2Cl--2e-=Cl2↑；答出氢气的电极为阴极，溶液中阳离子得到电子发生还原反应生成氢气，电极反应为2H++2e-=H2↑；电解饱和食盐水的化学方程式为：2NaCl+2H2O
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