溶解乙炔氣回收技術在濕法乙炔氣生產中的成功應用

王真松，曹思亮，李海霖，張偉偉，韓亞蘭

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 石嘴山 753202）

國電寧夏英力特化工股份有限公司第二條生產線（12萬t PVC/a、10萬t燒堿/a）于2007年10月開車一次成功，該生產線應用的大部分生產裝備都達到了當今國內先進水平，裝置開車率高，產品質量好，產品主要消耗已達到了同行業先進水平。為了進一步降低主要產品PVC的電石消耗，該公司將2012年6月開建的溶解乙炔氣回收裝置于2012年12月初正式投入系統運行，該裝置運行安全、穩定，創造了良好的經濟效益。

1 濕法乙炔氣生產的工藝流程

界外送來的電石破碎成30～50 mm的粒徑后，從乙炔發生器頂部加入發生器，與發生器頂部進入的水發生水解反應，生成的乙炔氣從發生器頂部溢出進入乙炔氣總管，反應后的電石渣漿從發生器的溢流管（錐體下部溢流）流出，排至電石渣漿濃縮池，殘留的矽鐵定時從發生器排渣口排出。產生的乙炔氣經乙炔氣水洗塔、冷卻塔、清凈塔和中和塔進行冷卻、精制后，送至氯乙烯生產工序作為氯乙烯單體的生產原料氣。

2 濕法乙炔生產過程中乙炔氣損失的機理

（1）電石反應不完全。電石從發生器上部加入與水反應，渣子從底部排出到沉降池，沉降池中仍有氣泡產生，說明有沒有完全反應的小顆粒電石，電石質量越差，反應時間越長，排渣次數越多，排出的電石顆粒越多。

（2）電石反應后生成的渣漿通過溢流排出，乙炔氣在渣漿中為過飽和溶解，按理論計算，80℃渣漿中的乙炔遠遠未達到飽和。

（3）電石與水反應生成的電石渣組分中有細微的氫氧化鈣，具有很強的吸附能力，能吸附大量的乙炔氣隨渣漿排到渣池。

（4）發生器排渣次數越多，隨排渣損失的乙炔氣越多。

3 溶解乙炔回收技術改造方案

在乙炔工序空地新建1套溶解乙炔回收裝置，設備包括電石渣漿泵、渣漿汽提塔、乙炔氣冷卻器、水環真空泵、乙炔氣水封罐、乙炔氣含氧在線檢測儀等。將現有發生器加水方式全部由上注水改為下注水，在原發生器溢流管上加三通和法蘭，將下溢流加盲板，從發生器本體上部開2處溢流口，再增加1臺乙炔渣漿緩沖罐，用于緩存溢流出的乙炔渣漿，這樣，就將電石渣漿由錐體下部溢流改為由發生器上部溢流，溢流出的電石渣漿進入渣漿緩沖罐，再用渣漿泵送至渣漿汽提塔回收渣漿中溶解的乙炔氣。這樣，可以使電石渣在發生器底部浮動旋轉，與水充分接觸，保證發生反應的溫度、速度、收率，減少排渣時夾帶的電石渣漿，進而達到排渣順暢、減少排渣次數，降低電石消耗的目的。

4 溶解乙炔氣回收技術的安全性

（1）該裝置采用DCS控制技術，操作簡便，關鍵安全指標設有連鎖切斷裝置，安全、可靠。

（2）汽提塔渣漿出料設有足夠高的液封，確保抽負壓但不能破空，在回收乙炔氣回系統前加安全水封，與主生產裝置隔離。

（3）回收系統的真空泵采用水環式真空泵，軸封用雙端面機封，采用冷卻水冷卻，汽提塔的真空度采用調節閥自控調節。

（4）乙炔氣回收系統采用自動檢測連鎖控制，當回收系統乙炔氣含氧超標（≥2%）時，連鎖控制回收系統立即與主系統切斷，回收乙炔氣排空。

（5）發生器、緩沖罐液位的控制。發生器液位采用原發生器的液位計測量，液位高時，溢流進入緩沖罐，緩沖罐上加液位計，與采用變頻控制的渣漿泵實現連鎖調節控制，保障發生器的液位控制在規定范圍。當液位高時，電機轉速加大，渣漿泵輸出量增加，當液位低時，電機轉速變小，渣漿泵出料量減少，當緩沖罐液位至低位時，連鎖停渣漿泵，當發生器排渣時，停泵，待排完渣液位正常后開泵。

5 溶解乙炔氣回收技術工藝流程

溶解乙炔回收技術工藝流程示意圖見圖1。

從發生器上部溢流出來的電石渣漿進入新增加的電石渣漿緩沖罐，再用渣漿泵強制將電石渣漿打入汽提塔上部。在真空狀態下，溶解、吸附在渣漿中的乙炔氣在汽提塔內被閃蒸出來，經塔頂冷凝器脫除水分，乙炔氣用水環真空泵抽至乙炔氣柜總管，分離出的冷凝液進入汽提后的電石渣漿。電石渣漿從汽提塔上部進入，經篩板溢流流下，經汽提后的電石泥漿通過液封連續排入渣漿濃縮池。發生器底部的矽鐵渣經渣漿泵回流液和新加入的水充分洗滌后按規定要求排渣。

圖1 溶解乙炔回收技術工藝流程示意圖

6 溶解乙炔氣回收裝置性能測試數據

乙炔氣回收裝置投入運行后，在與投用前同等條件下對該裝置進行了168 h性能測試，測試運行數據見表1。

表1 回收裝置性能測試數據

7 經濟效益評估

改造后，按年產12萬t PVC計算，每噸PVC耗折標電石下降量=回收乙炔氣累計流量×乙炔純度÷300÷（單體產量÷1.015）=7 697×95.2%÷300÷（2 517÷1.015）=0.009 85 t/t。即每年可節約折標電石量為120 000×0.009 85=1 182 t，折標電石價格按2 800元/t計算，則每年可節約生產成本為1 182× 2 800=330.96（萬元）。

8 結語

溶解乙炔氣回收工藝技術成熟、先進、可靠，采用DCS控制，系統操作簡便、安全，有效回收了溶解在電石渣漿中的乙炔氣，不僅可產生可觀的經濟效益，還避免了大量溶解在電石渣漿中的乙炔氣擴散對大氣的污染，值得同行業推廣應用。