氯碱生产过程
氯碱生产过程
氯碱工业利用电解饱和食盐水溶液制取烧碱(氢氧化钠)和氯气并副产氢气的生产过程．过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序，其中主要工序是电解．工业上采用隔膜电解法、水银电解法和离子膜电解法．各法所采用的电解槽结构不同，因而其具体工艺流程及产品规格也有所不同．当前应用较多的是隔膜电解法．
盐水精制 海盐、岩盐(或称矿盐)、湖盐等固体原盐(NaCl)都是生产氯气和烧碱的原料．为使电解过程顺利进行并保证设备、操作的安全，无论采用哪种电解方法，原料都必须精制．固体盐溶于水中所得的饱和盐水，或来自地下盐井的盐水，在60℃左右加入碳酸钠、氢氧化钠，使其与盐水中的钙、镁杂质反应生成碳酸钙、氢氧化镁等沉淀．盐水中硫酸盐过高时，还需加入氯化钡(或碳酸钡)以生成硫酸钡沉淀．各种沉淀物经过絮凝、澄清、过滤分离后，清盐水加入盐酸调节pH使之成为中性或微酸性，再通过精制的(或回收的)固体盐层重新饱和，并加热到60～80℃，成为一次精制盐水，可供隔膜法或水银法使用．有的盐水中含有铵离子或有机氮化合物，将在隔膜电槽内生成三氯化氮(NCl3)，当氯气液化时，三氯化氮
积累过多会引起爆炸，故应在饱和盐水中加入少量的次氯酸盐，使转变为可挥发的一氯胺(H2NCl)．精制盐水中含有10～15ppm的有效氯，会使氨
含量降低到1ppm的安全范围之内．将一次精制盐水再经过滤和螯合树脂吸附，进行二次精制，控制钙、镁含量在0.05ppm以下，才能用于离子膜电槽．
电解 隔膜法(图1)、水银法(图2)、离子膜法(图3)的电解原理基本相同，即：食盐水溶液在直流电作用下，阴离子在阳极上发生氧化反应，阳离子在阴极上发生还原反应．前者称为阳极过程，后者称为阴极过程． 阳极过程 在上述各种方法中，阳极过程的主要反应为氯离子被氧化成为氯气：
2Cl-→Cl2+2e-
在25℃、0.1MPa的中性饱和食盐水溶液中，析氯反应的平衡电极电位为+1.33V．它随氯化钠浓度和温度的降低而增大．溶液中的水分子也可在阳极上氧化并生成氧气，成为与析氯反应相竞争的主要副反应：
2H2O→O2+4H++4e-
或 4OH-→O2+2H2O+4e-
在上述条件下，析氧反应的平衡电极电位为+0.82V，所以，阳极上析氧反应比析氯反应容易进行．由于电解槽在很大的电流下工作，偏离平衡
