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1.概述
氯气和氢氧化钠是两种用途广泛的化工产品。早期这两种化工产品要用截然不同的方法制造。自从发明了以原盐为原料,通过电解化学过程生产氯气、烧碱、氢气的工艺技术,才由此衍生出氯碱工业。氯碱工业主要原料为原盐,生产1吨烧碱消耗原盐1.5吨左右。我国工业用原盐主要有海盐、井矿盐、湖盐。电解饱和食盐水时,按固定质量比(1 : 0.8875 : 0.025)同时产出烧碱、氯气、氢气3种产品,而市场对这3种产品(特别是烧碱和氯)的需求不一定符合这一比例,因此氯气-烧碱平衡利用问题是左右氯碱工业的一个永恒课题。此外,氯碱工业发展在很大程度上受资源(盐)、能源(煤、电、水、石油和天然气)、基础设施(海陆交通)和产品市场销售半径等的约束。电能参与反应,在反应中转变为化学能。电解出1吨烧碱和联产的氯气及氢气,需消耗电能2500千瓦时左右,电力来源和价格直接影响氯碱装置的建设和生产。
氯碱工业就是通过用惰性电极电解饱和食盐水来生产氯气和氢氧化钠的工业。
我国氯碱工业的发展可以追溯到1929年,著名爱国实业家吴蕴初先生创办了天原电化厂。1949年国内只有10个氯碱厂,烧碱年产量仅为1.5万吨,氯产品只有液氯、漂白粉、盐酸、三氯化铁等几种。
中华人民共和国成立后,从第一个五年计划开始,烧碱产量便以惊人的速度增长,1971年生产量超过100万吨,1995年超过500万吨,2004年超过1000万吨,2006年达1512万吨(居世界首位)。2010年达到2228万吨,年平均增长率非常高(见表5-1)。氯产品的开发也从起初的四五种发展到200余种,并逐渐向精细化工与循环经济方向迈进。
我国烧碱和聚氯乙烯生产量增长速度
时 间 | 烧 碱 | 聚 氯 乙 烯 | ||
产量/万吨 | 年均增长率/% | 产量/万吨 | 年均增长率/% | |
恢复时期(1949—1952) | 1.51~7.91 | 73.67 | — | — |
一五(1953—1957) | 8.85~19.78 | 20.12 | 0~0.01 | — |
二五(1958—1962) | 27.43~28.97 | 7.93 | 0.10~2.40 | 193.61 |
调整时期(1963—1965) | 33.83~55.55 | 24.24 | 3.44~7.42 | 20.06 |
三五(1966—1970) | 59.31~89.20 | 9.94 | 10.45~12.84 | 11.59 |
四五(1971—1975) | 105.47~128.89 | 7.64 | 13.81~21.75 | 11.12 |
五五(1976—1980) | 121.50~192.24 | 8.32 | 16.71~37.84 | 11.71 |
六五(1981—1985) | 192.35~235.30 | 4.13 | 37.15~50.78 | 6.06 |
七五(1986—1990) | 251.80~335.40 | 7.35 | 54.30~78.53 | 9.11 |
八五(1991—1995) | 354.10~531.82 | 9.66 | 88.02~137.39 | 11.84 |
九五(1996—2000) | 573.78~667.88 | 4.66 | 138.90~213.38 | 9.20 |
十五(2001—2005) | 787.96~1239.98 | 13.17 | 287.66~649.20 | 24.92 |
十一五(2006—2010) | 1511.78~2228.39 | 12.44 | 811.15~1151.11 | 12.14 |
注:烧碱产量,1984年以前为化工部统计数据,1985年以后为国家统计局数据;聚氯乙烯产量,1998年以前为化工部统计数据,1999年以后为国家统计局数据。