氯化氫吸收制酸裝置在PVC生產中發揮的調節作用

王興來，孫文明，李海青，王永杰

（河北金?；す煞萦邢薰?，河北 滄州 061000）

1 建設氯化氫制鹽酸項目的意義

聚氯乙烯行業中，建廠歷史久的企業大多是電石法PVC生產裝置與氧氯化法生產裝置并存的現狀，可以根據原料市場的變動，決定各個裝置的產能在生產中所占的比重。河北金牛化工采用的是氯乙烷（二氯乙烷）、電石為原料的聯合法工藝，即氯乙烷裂解生產的HCI，由電石生產的乙炔氣平衡生產VCM（氯乙烯）。這樣的原料結構存在著嚴重的市場風險，當其中一種原料價格急劇拉升時，無法對生產進行相應的調整。2008年電石價格居高不下，氯乙烷價格一路下跌，該公司抓住機遇，適時啟動了12萬t/a氯化氫吸收制酸項目，以在原料電石或氯乙烷市場價格發生變動時，隨時調整各個生產裝置的產能。

當電石價格高居在3 000元以上時，如果氯乙烯裝置依舊滿負荷生產，產品成本將大幅提高，降低了產品的利潤空間，甚至會發生虧損。若將電石法降量生產，勢必會造成與其相關的氯乙烷裂解的生產同時降量，無法充分利用氯乙烷價格正在低谷的優勢。

12萬t/a氯化氫吸收制酸項目的建設，可以在電石價格高位時，將電石法降量75%甚至降至50%進行生產，仍能夠保證氯乙烷裂解滿負荷生產。裂解富余出的HCl氣體通過該裝置制成鹽酸，進行銷售，既可新增產品品種，又可降低電石消耗。

2 吸收制酸工藝流程

由裂解裝置送來的氯化氫氣體，進入氯乙烯裝置區的緩沖罐后，通過管道引入氯化氫吸收裝置，管道內的氣體壓力為0.16 MPa。氯化氫氣體依次進入一級石墨吸收塔（一塔設計吸收效率為84%）、二級石墨吸收塔（二塔設計吸收效率為94%）和三級尾氣石墨吸收塔（三塔設計吸收效率為98%），氯化氫逐級被吸收后，剩余極少量未被吸收的氣體經水力噴射器進入稀鹽酸貯罐。一級石墨吸收塔的吸收介質是從二級石墨吸收塔順流下來的稀鹽酸，二級石墨吸收塔的吸收介質是從三級尾氣石墨吸收塔順流下來的稀鹽酸，三級尾氣石墨吸收塔的吸收介質是從稀酸循環罐用泵送來的稀鹽酸，稀酸循環罐中補充來自外管網的一次水，一次水的加入由與液位連瑣控制的自控閥進行控制。

稀鹽酸循環罐的稀鹽酸經過酸泵，一部分打入水力噴射器后再返回稀鹽酸循環罐；另一部分經酸泵進入三級尾氣石墨吸收塔，與從二級石墨塔來的尾氣逆流接觸，再依次流入二級石墨吸收塔和一級石墨吸收塔。稀酸和氯化氫在一級石墨吸收塔和二級石墨吸收塔中都是順流從上而下，形成31%鹽酸，流入鹽酸中間罐，然后用鹽酸泵送至鹽酸外售罐區。

稀鹽酸貯罐和鹽酸中間罐的廢氣均進入廢氣吸收塔（填料塔），經一次水逆流吸收凈化后，由20 m高排氣管放空。吸收過尾氣的水流入稀鹽酸循環罐。為防止氣體中乙炔氣體在吸收塔處積聚，通入氮氣進行保護。因吸收放熱，一級石墨吸收塔和二級石墨吸收塔需要用循環水進行冷卻。裝置所需氯化氫原料氣、補充的吸收用一次水、冷卻用循環水、電、儀表氣、氮氣均由氯乙烯生產系統提供。

吸收制酸工藝流程框圖見圖1。

3 增添的主要設備、儀器

一級石墨吸收塔（F=100 m2）2臺；

二級石墨吸收塔（F=60 m2）2臺；

尾氣吸收塔（￠600 mm×3 570 mm）2臺；

稀酸循環罐（V=60 m3）1 臺；

鹽酸中間罐（V=30 m3）2 臺；

差壓變送器EJA110 2臺；

電磁流量計ABB47FT1F 1臺。

4 存在問題及整改

由于該裝置建在位于黃驊港附近的新廠區內，位置臨海，潮濕多風，尤其是冬季，溫度極低，氣候條件比較惡劣。在設計初期，出于成本以及工期的考慮，計劃使用塑料管道、管件及閥門，后來，對裝置用料的材質選擇進行了調整，確定管道及管件選用鋼襯塑（20/PE）材質，閥門選用鋼襯聚四氟乙烯閥門，稀酸及濃酸貯存容器選用玻璃鋼材質。雖然比初期的設計投資額增加很大，但能夠提高裝置的開工率，大大降低了裝置的運行成本及維修強度。

在裝置自動化控制方面，初期為追求短平快的要求，完全是手動操作（因為一些自控閥的訂貨周期比較長），但意識到單純追求建設期暫時的快并不能提高裝置的生產效率，只有將生產工藝過程的自動化控制水平提高了，才能最終實現生產節能增效的目的。為此，在整個工藝的主要環節都進行了自控設計，包括氯化氫氣體進料的計量與調節、吸收用水的補充采用自控調節，濃鹽酸用泵送去外售時，同樣采用自控閥開關與計量，使得該裝置從入料、吸收至外送都實現了自動控制，減少操作用工數量并大大降低了勞動強度。

5 項目效益分析

（1）經濟效益

PVC 售價 5 800元/t（含稅），鹽酸 210元/t（含稅）計，12萬t/a氯化氫吸收制酸項目建設前：氯乙烷裂解法PVC為10.9萬t/a；電石法PVC為10.1萬t/a；年均利潤6 708萬元，考慮折舊480萬元/月、工資180萬元/月因素，生產利潤為-1 212萬元/a。

12萬t氯化氫吸收制酸項目建成后：氯乙烷裂解法PVC為10.9萬t/a;電石法聚氯乙烯為4.1萬t/a；由于電石法降量生產，氯乙烯動力、經費單耗提高30%，聚氯乙烯成本提高113元/t，達到5642元/t，但因電石法PVC產量降低，鹽酸產量增加，使得年均利潤達到11 830萬元，考慮折舊480萬元/月、工資180萬元/月因素，生產利潤為3 910萬元/a。

項目建成后增加利潤

3 910-（-1 212）=5 122（萬元）。

（2）社會效益

項目建成后，為部分下崗人員提供了重新上崗的機會，社會效益明顯，在經濟低迷的形勢下，提高了員工信心、承擔了企業的社會責任，增強了企業自身的榮譽感。

6 結語

12萬t/a氯化氫吸收制酸項目達到了國內同行業的先進水平，提高了企業的競爭力，確保公司能夠靈活地應對原料市場價格的起伏不定，及時調整產品結構，帶來了可觀的經濟效益和社會聲譽。面對日益嚴峻的經濟形勢，該項目具有廣泛的推廣應用價值。