探尋經濟、環保的液氯氣化器升溫條件

范 君

（藍星化工有限責任公司，山西 太原 030021）

藍星化工公司是專業生產TDI產品的國有大型企業，3萬t/a光氣法TDI裝置于2003年6月投料試生產一次成功，目前，裝置的生產能力已達到4萬t/a，生產過程中需要大量的液氯原料，為此，建有專門的液氯貯運車間，正常生產情況下，液氯通過氣化器加壓法輸送到下一工段。

1 常規方法存在的問題

氣化器加壓法顧名思義就是利用加壓的氯氣輸送液氯原料的方法，在操作過程中，部分液氯經過截止閥進入氣化器內，氣化器是外有夾套的雙封頭立式容器，夾套內通有由蒸汽加熱的熱水，從而使其內部的液氯受熱氣化產生較高壓力的氯氣，以此對液氯貯罐內的液氯進行輸送。該工藝具有設備簡單，投資少的優點，過程不需要復雜的工藝和額外的附屬設備，因此，被國內大量的用氯企業所采用。但是，由于液氯氣化過程中合適的溫度值難以把握，很容易造成超溫超壓的現象，同時，輸送過程結束后的降壓操作也需要比較長的時間，由于氯氣為劇毒氣體，輸送完畢的部分高壓氯氣還需通過堿破壞來中和，既不經濟又容易造成二次污染。該公司經過勘察，發現氣化槽中的熱水由蒸汽加熱無離子水產生，熱水溫度主要由加熱蒸汽的調節閥開度控制，蒸汽調節閥開度大熱水溫度高，液氯急速氣化；蒸汽調節閥開度小，液氯氣化時間長，輸送過程緩慢。綜上，急需找尋加熱蒸汽閥的合適開度，以達到用最少的液氯消耗完成液氯輸送，使整個過程最經濟、最環保。

2 解決方案的確定

控制蒸汽閥門開度的是1臺現場自動控制閥見圖1，其開度由DCS中控室控制，通過改寫操作電腦上的閥門開度數據達到控制閥門開度的目的，整個過程都在電腦上有數據曲線記錄見圖2。

為了找到最適合的蒸汽控制閥開度達到降低液氯消耗的目的，對液氯氣化器每次輸送操作所消耗的液氯量進行了記錄，表1為2011年6月1日至25日所的監測數據，每次蒸汽閥門開度操作對應1個當日液氯消耗（t/次）。

氣化槽升壓損耗數據來源于氣化操作中為氣化器提供液氯的氣化槽的液位損失，蒸汽閥門開度由圖2電腦DCS記錄數據得到。表1顯示，蒸汽閥門開度初始小，工作時間長，相慶消耗增加；開度增加到一定程度后，消耗降低，然后再增加。

表1 液氯消耗的監測數據

3 找尋最佳閥門開度

如表1所示，蒸汽閥門開度與汽化槽升壓消耗具有一定的關系。以氣化槽升壓消耗為Y軸，蒸汽閥門開度為X軸，運用統計分析軟件得出X與Y的擬合線圖見圖3。

對圖3進行相關性分析，根據一般的液相膨脹原理，在液氯加熱膨脹的過程中，蒸汽閥門開度小，升壓不充分，工作時間長，相應液氯消耗增加。隨著開度增加到一定值，氣化器中的液氯大量氣化，超過需要值，最終，又不得不通過泄壓來降壓確保系統安全，所以，消耗又開始增加，符合規律。根據統計軟件給出的擬合線方程：氣化槽升壓損耗=（8.829 0-0.208 0）蒸汽閥門開度+0.001 480蒸汽閥門開度2可以看出，氣化槽升壓消耗（Y）和蒸汽閥門開度X有這樣的2次關系，當開度X取值為70時，消耗最小。在X為70時，對Y進行了驗證，證明當開度X為70時，消耗1.49t，與歷史消耗最低水平1.48基本吻合。

4 運行效益分析

采用財務收益計算方法：收益=液氯消耗差值（現狀-目標）×天數（按300天算）×液氯價格，每年的財務收益預估為43.2萬元。

在以前的液氯氣化控制操作過程中，溫度控制沒有合理的參照，一切全憑經驗，導致大量的氯氣原料在堿液中和塔中中和，液氯消耗非常嚴重，最多時，月損失超過萬元，而且，時高時低的氣化壓力也不利于控制，很容易造成巨大的破壞，污染至周邊環境，找到了科學合理的蒸汽開度控制規律以后，液氯消耗迅速降至歷史最低，周邊環境得到大大改善。