濕法電石乙炔氣回收工藝探討

周 揚，徐欣宇，劉志明，王海萍

（青海鹽湖工業股份有限公司，青海 格爾木816000）

1 濕法乙炔工藝

乙炔發生主要分為電石破碎、乙炔發生、乙炔清凈和電石渣漿處理4 道工序。電石在乙炔發生器內遇水迅速分解，產生的粗乙炔氣從乙炔發生器頂部逸出，經電石渣漿分離器和正水封進入乙炔清凈工序。電石水解后的濃電石渣漿由排渣閥控制從乙炔發生器底部定時排到電石渣漿池，稀電石渣漿則從溢流管流至電石渣漿槽，全部進入電石渣漿處理工序。

在乙炔清凈工序，粗乙炔氣體經水洗塔、冷卻塔洗滌冷卻后，一部分進入乙炔氣柜以平衡系統生產用氣量，大部分粗乙炔氣體被液環式壓縮機加壓并分離水分后，依次進入1#和2#清凈塔，與次氯酸鈉溶液在塔內逆流交換反應，除去粗乙炔氣體中的硫、磷等雜質，進行乙炔氣體凈制，再進入中和塔，用NaOH 稀堿液在塔內中和掉凈制過程中產生的酸性物質，制成精乙炔氣體，最后經乙炔冷卻器和乙炔水霧捕集器冷卻脫水，送至轉化工序用于生產氯乙烯。

在電石渣漿處理工序，電石渣漿池內的濃電石渣漿由電石渣漿泵打到電石渣漿槽內，與稀電石渣漿混合后由電石渣漿輸送泵打入到電石渣漿高位槽，進入到濃縮池。經過重力沉淀、分離和濃縮機的攪拌、濃縮，池底部的濃電石渣漿由出料泵輸送到處理電石渣漿的工序。濃縮池上部的清液經過溢流堰流到二級沉降池，用清液冷卻泵打至噴霧冷卻塔，經強制噴霧冷卻后，進入到三級沉降池，沉淀分離后的清液由清液泵打至發生工序，作為乙炔發生器的生用水循環使用[1]。

2 濕試電石乙炔法工藝及乙炔流失去向

對12 萬t/a PVC 配套電石乙炔裝置進行現場實測，乙炔流失統計表見表1。

從表1 可見，生產過程中要流失乙炔項目為乙炔粉化電石2.113 kg/t，發生器加料置換2.62 kg/t，發生器溢流及清凈夾帶9.54 kg/t，發生器排渣2.384 kg/t。發生器安全水封、發生器故障處理、乙炔氣柜、管道、水環壓縮機氣水分離器放水、中和塔換堿這些流失是操作導致的，需要加強操作培訓和監控，盡量減少損失。

3 乙炔流失危害及回收的可行性方案

目前，國內PVC 企業普遍做法是將電石渣漿引入濃縮池，讓殘存乙炔揮發流失，不僅造成極大的資源浪費，同時乙炔氣具有易燃、易爆的特性，也存在很大的安全隱患。近年來隨著技術的發展，河南神馬氯堿發展有限責任公司30 萬t/a PVC、山西陽煤氯堿有限責任公司12 萬t/a PVC、山東荏平信發集團12 萬t/a PVC 等裝置都先后投入了電石渣漿的回收系統，并取得了可觀的經濟效益。

表1 12 萬t/a PVC配套電石乙炔裝置乙炔流失統計表

大多數聚氯乙烯行業電石加料系統貯斗的密封裝置原都是采用蝶閥式密封裝置—草帽閥，機械傳動。由于翻板受力不均勻，很容易卡料，一旦卡料，極易導致機械傳動變形，密封不嚴，從而使而乙炔外漏，系統發生火災和爆炸，生產過程極為不安全；同時絕大部分廠家對二貯斗的乙炔氣不回收，在一貯斗往二貯斗拉料時，一貯斗里充滿乙炔氣。一方面一貯斗氮氣置換時間長，排出的乙炔氣在不正常的情況下易發生火災和爆炸；另一方面這部分乙炔氣排放，對聚氯乙烯耗電石會產生影響，二貯斗每拉一次料都相當于損失一次二貯斗體積的乙炔氣量[2]。

電石法乙炔產生的乙炔氣一般都要經過冷卻壓縮、清凈后方可送入VCM 裝置，在冷卻塔處一般情況都是用來自清凈的次氯酸鈉進行冷卻，并產生廢次氯酸鈉，廢次氯酸鈉中含有大量的乙炔氣，由于乙炔的特性使其具有爆炸危險性，同時，不回收也造成浪費。

4 回收方案

4.1 發生器二貯斗電石拉料排空乙炔氣回收

貯斗的密封采用雙氣缸平穩升降的專用錐型密封閥結構，解決了原密封用草帽閥的機械傳動、易變形的問題。閥座密封圈采用聚氨酯，閥芯采用鋼襯聚氨酯材料，該材料耐磨有彈性，密封效果好，使用時間長；同時該系統增設了二貯斗乙炔的氮氣裝置、乙炔回收，降低了聚氯乙烯電石消耗，既確保了生產的安全，又可產生較好的社會和經濟效益。

實施時開放式貯斗、一貯斗、二貯斗與密封裝置整體供應，只需對原平臺、原配管進行局部改造，放入本裝置，對電石加料DCS 系統重新編程組態即可。

4.2 發生器溢流，清凈水夾帶的溶解和夾帶的乙炔氣回收

從濕式乙炔發生器溢流出來的電石渣漿和冷卻塔下來的次氯酸鈉，經溢流管進入渣漿緩沖罐中進行緩沖活化，活化后的電石漿料經渣漿泵送入脫析塔中。進入脫析塔中的電石漿料在負壓的狀態下進行閃蒸脫析。脫析出來的乙炔氣通過冷凝冷卻器降溫，脫除其中的水分，冷凝水排入安全水封：脫水后的乙炔氣經氣體輸送泵送入氣水分離器，一部分進入樣氣冷卻器冷卻后，進入含氧量在線分析儀進行含氧量實時監測，氧含量如高于1%時，乙炔氣從切斷閥經阻火器排空；如低于1%（含1%）時，乙炔氣從切斷閥經氣體緩沖罐，通過流量計計量后，進入乙炔氣總管送乙炔氣氣柜。脫析后的電石渣漿從脫析塔底部，經安全槽溢流進入渣漿池見圖1。

圖1 乙炔氣回收工藝流程框圖

5 回收經濟效益

5.1 發生器二貯斗電石拉料排空乙炔氣回收經濟效益

電石加料密封系統改造，如只計算電石加料密封系統改造的效益，按15 萬t/a 的聚氯乙烯裝置，每小時產聚氯乙烯18.75 t，耗用電石28.125 t，料斗的加料量約為3.5 t，則每小時加料8 次，二貯斗的體積為4.8 m3，則可回收乙炔氣38 m3，每年可回收乙炔氣304 000 m3。按一噸電石發氣量285 m3，一噸電石價格3 000 元計，一年可節約電石1 067 t，產生的經濟效益為320 萬元/a。

5.2 發生器溢流，清凈水夾帶的乙炔氣回收經濟效益

15 萬t/a 的聚氯乙烯裝置，按原有工藝每小時可回收231.12 kg，每年運行8 000 h，可回收乙炔氣1 848.46 t 乙 炔 氣。 1 kg 電 石 產0.348 kg 乙 炔 氣（發氣量300 L/kg，收率100%），則每年可節省電石5 311.17 t，按市場價電石3 300 元/t 計，則可節省1 752.85 萬元，同時，可節約用水約40.5 萬t/a，水費按2 元/t 計，可節約成本81 萬元，總節約成本將達到1 833.85 萬元。

6 結語

電石渣漿回收乙炔氣技術在電石濕法工藝生產PVC 過程中的應用.有效地減少了電石廢渣中乙炔氣的含量，減少了廢氣排放，同時，避免了乙炔氣在渣漿池內積聚帶來的安全隱患，保障了生產安全穩定運行。電石渣漿中的乙炔氣脫析出來，有效降低了PVC 噸耗電石量，是提高企業自身市場競爭力的有效手段，對于環境保護及節能減排具有重要意義[3]。

［1］劉紅松，趙曉煥.濕法乙炔生產中廢液、廢渣的循環利用.聚氯乙烯，2011，39（2）：42－46.

［2］李曼莉，畢利君.電石渣漿中乙炔氣回用技術.第34屆全國聚氯乙烯行業技術年會論文專輯.

［3］王 霞，李衛東，陳智華.電石渣漿中乙炔的回收方法及回收效果.聚氯乙烯，2011，39（7）：40－42.