氫氣輸送生產技術改造總結

廖壽生（福建省龍巖龍化化工有限公司，福建龍巖364000）

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氫氣輸送生產技術改造總結

廖壽生
（福建省龍巖龍化化工有限公司，福建龍巖364000）

摘要：介紹了氯堿廠氫氣輸送的生產工藝和工藝改進。通過改進，節省了雙氧水生產廠家普遍使用的氫柜，減少了危險源裝置。同時，很好地調節了鹽酸及雙氧水的氫氣生產平衡，確保了電解槽的生產安全。

關鍵詞：氫氣輸送；無氫柜；H2的平衡；安全生產

1　概述

福建省龍巖龍化化工有限公司（以下簡稱龍化公司）異地擴改一期工程，有8萬t/a離子膜燒堿、6萬t/a鹽酸、4萬t/a 27.5%雙氧水、1.5萬t/a ADC發泡劑等生產裝置。項目于2010年10月開工建設，2013年7月氯堿、鹽酸及ADC發泡劑裝置投產運行。因技術力量和資金不足等因素，雙氧水項目于2015年3月才投入試生產。由于氯堿系統（含鹽酸）與雙氧水項目不同于設計單位，在沒有氫柜貯氫的情況下，確保雙氧水生產，同時不影響鹽酸和氯堿離子膜電解槽的安全生產，對氫氣輸送工藝進行技術改造。

2　8萬t/a燒堿的氫氣處理裝置及鹽酸、雙氧水供氫裝置

龍化公司電解裝置采用3套1拖1（2臺串聯）6臺上海氯工程的離子膜電解槽，氫氣總管與氯氣總管壓力串級控制壓差后，溫度85℃，壓力300 mm H2O左右的氫氣進入洗滌塔，在洗滌塔采用無離子水（冷卻循環使用），噴淋降溫至45℃以下，經過水環真空泵壓縮后，進入水霧除霧器，再經氫氣分配臺到用戶，見圖1。

來自氫處理分配臺的氫氣以自動閥調節壓力后進入緩沖罐，使緩沖罐的壓力達到75 kPa，經氫氣阻火器后與來自氯處理分配臺經過自動調節壓力達到115 kPa進入氯氣緩沖罐的氯氣，按比值調節控制氫氣與氯氣的流量比為1.25∶1～1.30∶1進入合成爐底部燈頭進行燃燒，燃燒后產生的氯化氫氣體經冷卻至35℃左右氯化氫經后工序三級吸收，生產31.2% ～31.5%的鹽酸，見圖2。

從氫處理氫氣分配臺來的氫氣經除霧器后進入氫氣緩沖罐，再經成套設備氫氣壓縮機加壓至0.3～0.4 MPa，經過止回閥后，進入緩沖罐，再去雙氧水氫化塔見圖3。

當雙氧水項目未生產時，分配臺壓力控制在85 kPa左右，鹽酸一般情況下，都開2套生產，一旦哪個用氯崗位出現故障時，鹽酸可在3～10 min內，把負荷調到最高，電解槽不降負荷氯氣能平衡生產，氫氣仍有余量，氫氣分配臺的小自動排空閥一直有排空，保證了整個電解槽系統，氫氣出口總管的壓力，穩定了電解槽安全運行。

圖1　氫氣處理流程圖

圖2　鹽酸供氫系統流程圖

3　雙氧水試車時遇到的問題

（1）氫處理氫氣分配臺采用手動截止閥送H2至雙氧水氫氣系統中，為了使雙氧水氫壓機進口壓力低一些，把氫處理的分配臺壓力降至45 kPa運行，鹽酸緩沖罐的壓力調至35 kPa，同時，氯氣緩沖罐的壓力調至75 kPa，能滿足鹽酸生產?？墒菤鋲簷C運行幾分鐘后，氫壓機一級出口壓力達到0.225 MPa極限值也跳機。

（2）一旦氫壓機跳機，由于電動閥關閥有個滯后時間，造成雙氧水氫系統除霧器、緩沖罐壓力上升，從而影響氫處理分配臺的壓力，威脅鹽酸及氫壓機運行的安全。

4　解決措施

（1）南京空縮機股份有限公司生產的LW-31.5/5型的氫壓機，對一級壓縮出口壓力設定為（220±14）kPa，當氫壓機進口壓力高達20 kPa時，一級出口壓力很快就達到220 kPa，造成跳機。為此，連夜趕制1個氫氣水封，見圖3虛柜線部分。即使水封破掉，雙氧水系統V901、V902壓力仍能達到11kPa，剛啟動氫壓機時，通過氫壓機自身的回流閥逐漸關小，直至關死后，然后通過系統中回流與放空閥調節，即可正常生產。

（2）改造氫處理分配臺、利用氫氣分配臺原來預留Dg80的口安裝了1臺自動調節閥Dg80（圖1虛柜線內的部分）。為保證鹽酸的穩定生產，氫處理分配臺壓力保持在45 kPa。則去雙氧水手動閥開1/3圈后，依靠新增的自動閥壓力設限為45 kPa來調節去雙氧水氫氣量。當壓力高于45 kPa時，自動閥逐漸開大，此時，分配臺小排空自動閥設限為46 kPa時，大排空自動閥設限為48 kPa。這樣，確保了氫氣不排空，又保證了去雙氧水氫氣的壓力平穩和鹽酸緩沖罐內氫氣的壓力，從而保證了氯堿系統的生產。

圖3　雙氧水供氫系流程圖

5　氫崗位突發事故引起崗位的安全生產情況

（1）鹽酸更換吸收水B泵出口止回閥，因操作不當，引起合成爐瞬間斷水，造成爐內HCl氣體倒壓出，2套合成爐底部冷凝酸管暴裂，鹽酸崗位緊急停車。造成氫處理分配臺大、小2個自動排空閥自動開起，不會影響電解槽的氫壓和雙氧水的正常生產。

（2）雙氧水車間因開濃縮切換循環水泵時，造成氫壓機冷卻水壓低，保護裝置作用，氫壓機跳閘，造成雙氧水氫系統的水封破壞，氫氣排空。氫處理分配臺的壓力沒有波動，絲毫未影響鹽酸和電解槽的氫壓。

（3）A套透平機因振動值偏高，切換至B套透平機過程中，因未調節好氯氣負壓度引起電解工段整變跳閘，電解、氯、氫處理崗位及鹽酸崗位操作人員在同一主控樓內，知道情況后，按緊急停車程序進行停車處理。而雙氧水崗位的因氫壓機進口壓力低于3 kPa，聯鎖引起氫壓機跳閘，氫壓機不會繼續抽負管道，不存在對電解系統產生安全隱患。

（4）該公司每天實行調荷避峰工作，每臺電解槽的電流相差3 kA，鹽酸的操作工根據氫處理分配臺的氫壓，進行鹽酸產量的調整，也從未造成雙氧水氫系統壓力的波動。

（5）近期雙氧水產品銷售較好，為了充分利用好氫氣，鹽酸崗位定期分析氯化氫中的純度及含氫量，從而調節進合成爐的氯氫比，節省氫氣，讓多余的氫氣送至雙氧水崗位。兩三個月來，氫處理及雙氧水的自動排空閥均未啟動排空，電解槽產出的氫氣利用率高達99.5%，保證了該公司的經濟效益。

6　結語

離子膜電解產生的氫氣經氫處理后，由分配臺直接輸送至各用氫崗位，不需建立氫柜，避免了氫柜危險源，節約了廠區的用地，同時節約投資成本，只要鹽酸、雙氧水等崗位的氫系統改造設計合理，就可確保電解槽的安全生產。

參考文獻：

［1］謝保陽.離子膜燒堿配套蒽醌法雙氧水生產的連鎖設計與應用，中國氯堿，2014，（8）；35－36．

Summary of production technique innovation in hydrogen transportation

LIAO Shou-sheng
（Fujian Longyan Longhua Chemical Co. Ltd.，Longyan 364000，China）

Abstract：The article introduces the production process and the technique innovation of hydrogen transportation in the chlor-alkali plant. The new technique can save the hydrogen tank which is common use in the hydrogen peroxide plant，reduce a risk device. Meanwhile，it can also adjust the equilibrium of hydrogen using in the production of hydrochloric acid and hydrogen peroxide，ensure the safety of electrolytic tank in production.

Key words：transportation of hydrogen；non -hydrogen tank；production equilibrium of hydrogen；safety production

中圖分類號：TQ086.3

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）01-0030-03

收稿日期：2015-12-16