淺談電石漿液乙炔氣回收裝置

王振方（新疆中泰化學阜康能源有限公司 新疆 烏魯木齊 830009)

電石是生產電石法聚氯乙烯的重要原料之一，其水解反應產生的電石漿液中溶解有大量的乙炔氣，阜康能源80萬噸PVC的年生產能力，配套的上了80萬噸電石漿液乙炔氣回收裝置，經過一年時間的運行發現回收效果較好，為公司節能減排奠定了基礎，但也存在一些問題。

一、渣漿液乙炔氣回收裝置應用簡介

新疆中泰化學阜康能源有限公司是全國電石法PVC行業中第一家優先使用渣漿液乙炔氣回收技術的企業。年產80萬噸PVC裝置配套的渣漿液乙炔氣回收裝置是由中國天辰設計院設計的，并于2013年9月22日投用應用，不僅對溶解在渣漿液中的乙炔氣進行了回收利用，不僅對企業節約了成產成本，同時也大大減輕了渣漿液污水排放量，大大減輕了化工企業生產污水對環境的影響。

渣漿液乙炔氣回收裝置經過一年的運行，仍然還表現出各種各樣影響回收裝置長周期、安全、穩定運行的因素，我們經過長時間摸索和實際改造，提高了渣漿液回收裝置的運行率和安全性，不僅為企業更多的節約成本，減排污水。

二、電石漿液乙炔回收原理

乙炔發生的溢流液由渣漿輸送泵送至乙炔回收塔頂部，乙炔回收塔通過水環真空泵使其操作壓力控制在為-80～-10KPa，溶解在電石漿液的乙炔氣通過閃蒸從電石漿液中揮發出來，同時部分水蒸氣在真空條件下也揮發出來，含飽和水蒸氣的乙炔氣經由乙炔回收塔塔頂部排出，溫度約為60℃，經乙炔空冷器冷卻到40℃左右，再由水環真空泵加壓送至乙炔氣柜。閃蒸出乙炔氣的電石漿液由乙炔回收塔底部排出，自流至濃縮池。由于該系統為負壓系統，乙炔氣為易燃易爆的氣體，因此需要嚴格控制回收乙炔氣中氧含量（O2＜1%），避免乙炔中氧氣含量超過爆炸極限引起爆炸造成安全隱患，在水環真空泵后設有兩個在線氧分析儀，當含氧分析儀A或B任一報警時，程序自動關閉送至氣柜的乙炔管線開關閥，自動打開真空泵出口放空閥，并自動打開氮氣閥充入氮氣,當報警時間超過兩分鐘后自動聯鎖停水環真空泵。當乙炔回收塔頂壓力超過0.25MPa時聯鎖打開放空閥。

三、工藝技術條件

1.80萬噸產能滿負荷回收乙炔氣流量在400m3/h左右；

2.電石漿液含固量在5%～12%，平均值8%。

3.電石漿液壓力為0.3MPa。

4.回收乙炔氣純度為94%～99%。

5.回收乙炔氣含氧小于1%。

四、存在的問題及解決措施

經過近一年的運行我們們發現經過乙炔回收的電石漿液中還含有一定量的乙炔氣，為此我們做了以下實驗：

1.取相同體積兩份經過乙炔氣回收塔回收完畢的電石漿液，放在相同容積不同橫截面的兩個密閉容器中，經過10分鐘的搖晃，做乙炔氣含量得出如下結論：

（1）相同體積的電石漿液在不同截面的密閉容器中，大截面的容器中電石漿液揮發出乙炔氣的量高出小截面容器平均值2%左右；

（2）現有電石漿液回收裝置不能完全的回收電石漿液中的乙炔氣，使一部分乙炔氣隨著電石漿液進入濃縮池，乙炔氣揮發到大氣中污染環境，更嚴重時乙炔氣在濃縮池中心筒處積聚造成著火事故，影響安全生產。

2.取相同體積兩份經過乙炔氣回收塔回收完畢的電石漿液，放在相同容積的兩個容器中，在其中的一個容器加入一定量50℃左右的水，目的是破壞電石漿液中氫氧化鈣包裹的“碳化鈣核”的結構，使碳化鈣充分的水解。

結果顯示，加水并不能破壞氫氧化鈣包裹的“碳化鈣核”的結構，反而加入的水又吸收了一部分已揮發出的乙炔氣。

經過上述兩實驗，我們們初步的判斷，電石漿液乙炔氣回收效果跟回收塔的真空度和回收面積有關，在相同溫度的情況下，真空度越高，飽和水蒸氣的量越多，從而析出的乙炔氣越多。如圖2所示，我們們現有回收塔是從塔頂部抽真空，這會導致塔中部和底部的真空度低于頂部，從而降低了飽和水蒸氣的量，影響回收效果。

鑒于以上兩種情況，我們們對回收塔進行技術改造：

（1）在回收塔底部增加折流板，起到增大電石漿液分布面積的作用；

（2）在回收塔中下部增加真空抽氣管線，降低回收塔上部、中部、和下部的真空度差異。

（3）在回收塔電石漿液進口處增加分液孔，使電石漿液更加分散的進入塔內，起到增大面積的作用。

五、效益分析

改造前，年產80萬噸PVC裝置，渣漿液乙炔氣回收量為90-100m3/h，電石按照3000元/噸計算，回收乙炔氣節約成本400×24×360÷300×3000=834560000元=3456萬元。

原塔折流板面積為6×4=24m2,改造后折流板面積為30m2，增加20%，在回收塔電石漿液進口處增加分液孔，面積為5m2，總計比原來增加面積38.5%，乙炔氣回收量預計增加150m3/h，一年裝置運行按8000小時計算，累計回收效益為：150m3/h×8000h=1200000m3× 1.17kg/m3=1400t乙炔氣，折合電石約3400噸，電石單價為3500元，80萬噸產能的回收裝置一年可節約費用2200萬元。

結束語

電石漿液乙炔回收裝置投用以來，運行穩定，效果良好，沒有出現安全事故，不僅回收了電石漿液中的大量乙炔氣，降低了電石消耗，節約了生產成本，而且減少了乙炔氣外排造成的環境污染，改善了工作環境。經過技術改造后會進一步提高乙炔氣回收量，為公司創造了較好的經濟效益和環境效益，電石渣漿液乙炔氣回收裝置的不斷改進，會為公司的節能減排做出貢獻。

[1]韓冬冰，李敘鳳，化工工程設計，北京，學苑出版社，1997:98.

[2]李福勇，淺談渣漿回收技術的應用 聚氯乙烯，2012，（1）.