片碱（化学名称为氢氧化钠，NaOH）的主流生产工艺为电解法，占全球产量的 95% 以上，传统的苛化法因产能、成本限制已逐渐减少应用。其核心原理是通过电解氯化钠（食盐）溶液生成氢氧化钠，再经蒸发、浓缩、成型等步骤制成片状固体。
电解法的核心是利用电解槽将氯化钠溶液分解为氢氧化钠、氯气和氢气，三种技术路线的差异主要在于电解槽的结构和离子交换方式，具体对比如下：
当前主流选择：离子膜法因环保、高效的优势，已成为全球片碱生产的首选工艺，国内新建项目基本全部采用该技术。
- 原料：工业食盐（NaCl）、纯水。
- 步骤：
- 将食盐溶解为饱和盐水（浓度约 31%）；
- 加入氢氧化钠、碳酸钠等药剂，去除盐水中的 Ca²⁺、Mg²⁺等杂质（生成 CaCO₃、Mg (OH)₂沉淀）；
- 通过过滤、离子交换树脂进一步净化，得到纯度≥99.9% 的精制盐水（杂质含量＜0.1mg/L，避免污染离子膜）。
- 设备：离子膜电解槽（由阳极、阴极、阳离子交换膜组成）。
- 反应原理：
- 阳极（钛材，涂覆贵金属涂层）：2Cl⁻ - 2e⁻ → Cl₂↑（生成氯气，收集后用于化工产品或液化储存）；
- 阴极（镍材）：2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻（生成氢气，可作为燃料或化工原料）；
- 离子迁移：Na⁺通过阳离子交换膜进入阴极区，与 OH⁻结合生成 NaOH（阴极区得到浓度约 32% 的液碱）。
- 原因：电解得到的 32% 液碱含水量高，需浓缩至高浓度才能制成片碱。
- 步骤：
- 将 32% 液碱送入三效蒸发器，通过蒸汽加热蒸发水分（利用负压降低沸点，减少能耗）；
- 浓缩至浓度约 50% 的液碱（ intermediate concentration ）；
- 进一步送入降膜蒸发器，加热至高温（约 380℃），浓缩至浓度≥98.5% 的熔融碱（熔融状态的 NaOH）。
- 设备：片碱机（主要为转鼓式片碱机）。
- 步骤：
- 熔融碱（98.5% 以上）被均匀喷洒在冷却转鼓表面（转鼓内通冷却水）；
- 熔融碱在转鼓表面快速冷却凝固，形成厚度 1-3mm 的碱膜；
- 通过刮刀将碱膜刮下，切割成标准尺寸的片状（即片碱成品）；
- 经冷却、筛选后，包装为 25kg / 袋的工业级片碱（部分高端产品采用吨包包装）。
- 氯气：经冷却、干燥、压缩后，可用于生产 PVC、盐酸、次氯酸钠等；
- 氢气：经纯化后，可作为锅炉燃料、合成氨原料，或用于氢燃料电池；
- 废水：蒸发过程产生的冷凝水，经处理后可回用于盐水制备，实现水资源循环。
- 原理：利用碳酸钠（Na₂CO₃，纯碱）与氢氧化钙（Ca (OH)₂，石灰乳）反应生成氢氧化钠。
- 反应式：Na₂CO₃ + Ca (OH)₂ → 2NaOH + CaCO₃↓。
- 不足：
- 原料成本高（纯碱价格高于食盐）；
- 产品纯度低（含未反应的 Ca (OH)₂、CaCO₃杂质）；
- 产生大量碳酸钙废渣，环保处理压力大；
- 产能低，无法满足大规模工业需求，目前仅在少数小型企业或特殊场景使用。
