影響氯化亞砜產量提高的因素分析及對策

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(開封東大化工(集團)有限公司，河南 開封 475099)

影響氯化亞砜產量提高的因素分析及對策

苗紅振，時蕊，杜彩萍，楊震

(開封東大化工(集團)有限公司，河南 開封 475099)

氯磺酸法生產氯化亞砜裝置存在工藝落后、污染大、腐蝕嚴重、產品質量差的問題。本文論述了其原因及解決措施，通過工藝路線改造；現裝置原料氯氣通入量及產量得到大幅度提高。

氯化亞砜；轉化罐；強制循環

0 前言

開封東大化工公司氯化亞砜分廠現有二氧化硫氣相連續法合成氯化亞砜裝置兩套。一套是2009年開車的新系統，年產1萬t。另一套是1992年開始用氯磺酸法生產氯化亞砜的裝置，但此方法工藝落后、污染大，腐蝕嚴重，且產品質量較差。公司于1998年淘汰了此工藝，引進了當時比較先進的二氧化硫氣相法合成氯化亞砜工藝。其工藝流程分為合成、精制、尾氣回收處理三個工序。其生產過程為：二氧化硫、氯氣、一氯化硫按比例通過合成反應器，在一定溫度下合成氯化亞砜。 反應方程式為：

經合成反應后的氣體，通過冷凝、分離下來的粗品，經補硫后精制得到成品。生產工藝流程見圖1。

圖1 生產工藝流程

1 影響系統提產的主要原因

此次提產，工藝改造主要針對氯化亞砜老裝置。此裝置經過幾次系統技術升級，雖然產品產量、質量均有大幅提升，已達3 600 t/a，但原料氯氣量只能達到280～300 kg/h。當把原料氣中氯氣量提至320 kg/h甚至更高時，合成反應器壓力則偏高，達0.1 MPa以上(正常生產應該在0.08 MPa以下)，且粗品質量不好、合成轉化率不高，只能達到60%左右，并且雖然原料量增高，產量并沒有明顯提高，單耗持續上升，一氯化硫持續偏多。生產平衡不了，系統很不穩定，造成頻繁停車。經過多次實驗、總結，仔細觀察生產中的現象，我們認為主要存在以下原因：

1.1進入合成反應器物料配比失調

合成反應器轉化率是一個非常重要的指標，直接影響氯化亞砜產量的提高，因此進入合成反應器物料的配比十分關鍵。在試驗中我們發現：粗品中夾帶的一氯化硫太多，且合成壓力偏高，主要原因應該是氯氣和二氧化硫直接反應生成硫酰氯所致，此反應導致造成大量的氯氣、二氧化硫氣體未參與反應，在合成系統內循環，造成合成壓力偏高，一氯化硫較多。造成這一現象的直接原因：二氯化硫進入合成反應器的量明顯減少了。二氧化硫氣相法工藝的關鍵點就在一氯化硫(高沸物)經過轉化罐轉化成二氯化硫(低沸物)氣體。隨著過量的氯氣和二氧化硫一起進入合成反應器，在催化劑的作用下反應，生成氯化亞砜粗品。二氯化硫生成后又十分不穩定，很容易分解成一氯化硫和氯氣。理論上二氯化硫59 ℃時就可能分解成一氯化硫和氯氣。阻止二氯化硫分解就成為解決合成系統穩定的關鍵。使進入合成反應器物料配比達到最佳效果，經過仔細分析觀察試驗中的現象，我們認為現在的工藝路線(圖2所示)有問題。二氯化硫在進入合成反應器前路程太長，還有一較長的U形彎，并且還要經過一個雙管程預熱器，這就直接導致二氯化硫在進入合成反應器前，在溫度和時間上都容易引起二氯化硫的分解。產量小的時候，由于未提高轉化罐的溫度，此因素未能直接反映出來。

圖2 原工藝流程

1.2沒移走的合成反應熱較多

氯化亞砜老裝置經過前幾次提質、提產改造，已經超過原有工藝的生產能力?，F在我們再進行提產，顯然原有工藝已不太合適，除了1.1中所講的因素外，在實驗中我們還發現：提產過程中，合成反應器中、上部溫度太高，有時達300 ℃，已接近導熱油沸點。由于氯化亞砜合成反應是一個放熱反應，提產后所產生的熱量必然較多。合成反應器內部氯化亞砜生成的最佳溫度應該在250～260 ℃。溫度高也是影響合成反應穩定提產的一個重要因素。我們原有工藝是靠溫度升高導熱油自然循環，將熱量帶走，顯然已經不太適合，新系統也存在同樣的因素。原有導熱油工藝如圖3所示。

圖3 原有導熱油工藝流程

2 解決措施

針對以上分析出的問題，我們又針對性地提出解決方案，并付諸實施，效果非常明顯，達到了生產預期。

2.1加裝轉化罐出口管路視鏡

將轉化罐出口位置加裝一臺管路視鏡，以觀察二氯化硫轉化情況，縮短二氯化硫進入合成反應器的路程，并適當提高轉化罐溫度，改造的管道用新型材料保溫且繞過預熱器直接進入合成反應器，以減少二氯化硫的分解。改進后工藝流程見圖4。

圖4 改造后轉化罐出口工藝流程

2.2轉化罐加裝自動操作

轉化罐操作的好壞是二氯化硫穩定、連續生成的關鍵。我們將轉化罐進料改為自動、穩定加料，把液位顯示與進料量、溫度控制引進操作室，接聯鎖操作，減少人為操作的影響，以穩定轉化罐的操作。

2.3導熱油自然循環改為強制循環，并加裝一臺列管式散熱器

怎樣把合成反應過程中多余的熱量移走是穩定合成反應器的關鍵，因此，我們在油路上加裝一臺10 m2的列管式散熱器。通過油泵進行強制循環，把合成反應器多余的熱量移走，以穩定合成反應器內部的溫度。此次改造，新系統也加裝一臺17 m2的列管式換熱器。改造后工藝流程見圖5。

圖5 改變導熱油循環后工藝流程

3 改造后效果

經過上述工藝路線的改造，現氯化亞砜老裝置原料氯氣通入量已達到340～360 kg/h，產量可以達到390 t/月，年產可達4 680 t/a，大幅度提高了老系統合成反應器裝置的能力，為公司度難關做出了一定的貢獻。

2014-08-17

苗紅振(1976-)，男，工程師，從事氯化亞砜生產和技術管理工作，電話：13937839451。

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1003-3467(2014)11-0045-02