王曉磊（青海中信國(guó)安科技發(fā)展有限公司，青海 格爾木 816000）

在化工工業(yè)的生產(chǎn)氯堿過(guò)程以及除去銨的過(guò)程中，一些溶解在氯化鉀鹽水溶液里的氨氣可以在一定的條件下，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，銨被分解掉，但是又生成了一種叫做三氯化氮的新物質(zhì)。在電解氯化鉀的溶液過(guò)程中，溶解的銨發(fā)生反應(yīng)后生產(chǎn)的三氯化氮很容易導(dǎo)致爆炸的事故，這在化工工業(yè)中嚴(yán)重威脅著安全生產(chǎn)。因此，在化工工業(yè)上，生產(chǎn)氯堿的過(guò)程中就需要對(duì)使用到的氯化鉀鹽水電解前首先進(jìn)行除氨的過(guò)程，從根本上，進(jìn)一步降低化工生產(chǎn)中的爆炸事故的發(fā)生率，從而保證生產(chǎn)的安全。

1 氯化鉀鹽水中銨的來(lái)源

在實(shí)驗(yàn)室里，使用的氯化鉀鹽水中氨的來(lái)源主要通過(guò)兩個(gè)途徑∶第一：從原料氯化鉀本身中混入了氨。第二：來(lái)自于反應(yīng)物中苛化的麩皮水含有銨。根據(jù)有關(guān)報(bào)道，苛化麩皮水帶入的氨量占總氨的近三分之一，但其中僅有少量的銨轉(zhuǎn)化為三氯化氮。因此氯化鉀鹽水中的氨主要還是從原料氯化鉀中帶入占了很大的比，鹽水中過(guò)量堿，以KOH來(lái)計(jì)量2-3g/L；鹽水每天的消耗量約300立方米。鎂離子、鈣離子并沒(méi)有檢出，硫酸根的密度不足5g/L。

2 氯堿生產(chǎn)中除銨的工藝

2.1 工藝選擇

當(dāng)前，氯堿的生產(chǎn)工藝很多，但這里從工業(yè)化安全生產(chǎn)的角度分析，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的可操作性，該實(shí)驗(yàn)室采用了KCl鹽水被氯化的工藝路線，選擇在砂濾罐后增加除氨的裝置。這種工藝的流程操作簡(jiǎn)單，原料可就地取材，主要需要的生產(chǎn)設(shè)備是氯化器兩個(gè)、除氯還原槽1個(gè)，成本所需少，場(chǎng)地所需面積較小。適合本企業(yè)的具體情況。

2.2 除氨的化學(xué)反應(yīng)原理

氯化鉀鹽水除氨的基本原理如下：

當(dāng)反應(yīng)在堿性的條件下，氯與氨會(huì)按照如下的化學(xué)方程式生產(chǎn)氮?dú)?，從而將生成的氮?dú)饨o予去除。其化學(xué)的反應(yīng)方程式如下：

其中除去過(guò)量的氯氣則用硫代硫酸鈉，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，具體反應(yīng)如下：

3 實(shí)驗(yàn)計(jì)算

3.1 通氯氣的量

按照生產(chǎn)的硬性指標(biāo)，鹽水含無(wú)機(jī)氨應(yīng)不大于1mg/L;總氨不足4mg/L，鹽水的含氨量平均值在18.0mg/L左右，鹽水含氨的最高取值為30mg/L，則需要的氯氣的量為177.5mL/L。實(shí)際上，通氯量還要視實(shí)驗(yàn)的效果，適當(dāng)?shù)卦黾又吝^(guò)量。

3.2 過(guò)量堿

按照理論3：1的計(jì)量數(shù)來(lái)計(jì)算，需KOH的濃度含量應(yīng)為每升373.3mg。而實(shí)際測(cè)定，氯化鉀鹽水中含堿量在2500mg/L左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)所需量，所以不需再加堿。

3.3 硫酸根的代入量

根據(jù)上述的化學(xué)方程式，過(guò)量氯被Na2S2O3還原，勢(shì)必會(huì)引入一定量的SO。假設(shè)需還原的氯的量為10-6計(jì)算，那么實(shí)際帶入的SO24-量為6.8mg/L,比SO量5g/L的指標(biāo)要求低得很多。試驗(yàn)的過(guò)程中，基于現(xiàn)實(shí)的可操作性，Na2S2O3過(guò)量以4*10-3計(jì)算，所帶入SO的量也只有2.7g/L，考慮到鹽水中原有的含量2g/L，硫酸根的總量也符合指標(biāo)上≤5g/L的要求。

4 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與結(jié)論

4.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

根據(jù)氯化鉀鹽水除氨的工藝流程，可以看出每一個(gè)步驟中的加入的反應(yīng)物，不能超過(guò)預(yù)定的量，這就要求在實(shí)驗(yàn)前期就要做好數(shù)據(jù)的計(jì)算和預(yù)估，針對(duì)于實(shí)驗(yàn)工程中的氯氣通入量、硫代硫酸鈉的等待加入量的進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算。在氯化鉀鹽水除氨的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于氯氣的加入，對(duì)鹽水量的比值產(chǎn)生了一定的影響，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中也要將這種影響考慮到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果中，由此，根據(jù)實(shí)際的情況研究后，為了實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加的準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)時(shí)用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，選取14組實(shí)驗(yàn)，最有能夠以鹽水直接通過(guò)氯的實(shí)驗(yàn)有10組通過(guò)了驗(yàn)證。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得到這樣的結(jié)果：通入適量的氯氣，可以將氯化鉀的鹽水中的氨處理到4mg/L的指標(biāo)，也就是通氯量的逐漸增大時(shí)，鹽水中的氨含量也跟著下降，達(dá)到了除銨的目的。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，表明了通過(guò)對(duì)氯化鉀鹽水進(jìn)行直接氯化的方法，就能夠?qū)⒙然淃}水中的氨去除的，而且在實(shí)際的操作中，達(dá)到了十分理想的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全符合氯化鉀除氨的要求，可以應(yīng)用到實(shí)際的氯堿生產(chǎn)過(guò)程中的。

5 結(jié)語(yǔ)

本文分析了氯堿生產(chǎn)中，氯化鉀鹽水氨的來(lái)源，威脅到了氯堿工業(yè)的安全生產(chǎn)管理，怎樣來(lái)除去氨需要一個(gè)比較科學(xué)的化工工藝來(lái)驗(yàn)證。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)的研究，證明了直接通過(guò)加入氯氣這種方法是可行的，該方法不僅提高了氯堿生產(chǎn)工藝的水平，而且還確保了氯堿的生產(chǎn)安全，這對(duì)化工的發(fā)展提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。希望通過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)來(lái)分析和證明氯化鉀鹽水除氨的方法的實(shí)用性和科學(xué)性，能夠?yàn)槁葔A生產(chǎn)安全提供一定的參考意義。

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[3]侯穎，淺談氯堿生產(chǎn)過(guò)程中的氯化鉀鹽水除氨.[J]黑龍江科技信息，2013(2).