氯乙烯合成原料氣混合脫水改造

張文澤

（內(nèi)蒙古鄂爾多斯電力冶金集團(tuán)股份有限公司氯堿化工分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016064）

氯乙烯合成原料氣混合脫水改造

張文澤

（內(nèi)蒙古鄂爾多斯電力冶金集團(tuán)股份有限公司氯堿化工分公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016064）

介紹了電石法氯乙烯合成原料氣凈化及混合冷凍脫水工藝的特點(diǎn)及不足之處。通過(guò)對(duì)原裝置的生產(chǎn)狀況進(jìn)行分析提出了氯乙烯合成冷凍脫水工藝的改進(jìn)措施及方案。

氯乙烯；合成；脫水；乙炔；氯化氫

內(nèi)蒙古鄂爾多斯電力冶金集團(tuán)股份有限公司氯堿化工分公司（以下簡(jiǎn)稱鄂爾多斯氯堿化工）依托當(dāng)?shù)刎S富的資源優(yōu)勢(shì)發(fā)展氯堿循環(huán)經(jīng)濟(jì)，已經(jīng)形成電石產(chǎn)能130萬(wàn)t/a，離子膜燒堿產(chǎn)能30萬(wàn)t/a，聚氯乙烯樹脂產(chǎn)能40萬(wàn)t/a，水泥產(chǎn)能100萬(wàn)t/a。PVC樹脂生產(chǎn)裝置于2012年底建成投產(chǎn)，運(yùn)行至今，氯乙烯工序原料氣脫水逐漸暴露出問(wèn)題，轉(zhuǎn)化器腐蝕嚴(yán)重，已影響到正常生產(chǎn)。

1　氯乙烯原料脫水

1.1VCM合成原料氣脫水的重要性

轉(zhuǎn)化工序混合氣脫水的任務(wù)是脫除混合氣中所含的水分，防止水與氯化氫形成冷凝酸后造成轉(zhuǎn)化器的腐蝕及觸媒的結(jié)塊。若合成氯乙烯原料氣中存在水分，（1）容易溶解氯化氫形成鹽酸，腐蝕管道設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)可以使設(shè)備、管道發(fā)生穿漏，被迫停車檢修，影響生產(chǎn)；（2）易使轉(zhuǎn)化器觸媒結(jié)塊，降低活性，導(dǎo)致整個(gè)轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)阻力增加，氣流分布不均勻，局部地方由于反應(yīng)特別劇烈發(fā)生過(guò)熱，使HgCl2升華加劇，活性迅速降低，溫度波動(dòng)大，不易控制；（3）易發(fā)生副反應(yīng)生成乙醛［C2H2+H2O→CH3CHO］，乙醛在精制中不易除去，一部分乙炔原料被消耗，VC單體的收率降低。因此，原料氣C2H2和HCl的水分必須盡量除去，工藝要求脫水后C2H2和HCl混合氣的含水量應(yīng)在≤0.06%以下。

1.2乙炔氣的凈化

鄂爾多斯氯堿化工的乙炔清凈采用的是硫酸清凈工藝。首先來(lái)自發(fā)生工序的乙炔經(jīng)水洗冷卻塔冷卻到35℃左右用壓縮機(jī)壓縮至0.08 MPa；壓縮后的乙炔氣進(jìn)入預(yù)堿洗塔脫除部分硫磷進(jìn)入冷卻塔，再進(jìn)入硫酸清凈塔；硫酸清凈塔為組合塔，乙炔氣從塔底進(jìn)入經(jīng)過(guò)稀硫酸循環(huán)清凈脫除部分水分，進(jìn)入濃硫酸循環(huán)清凈，脫除大部分的水分以及含硫磷的雜質(zhì)氣體。脫除硫磷后的乙炔氣進(jìn)入中和塔洗去乙炔氣中的酸霧和二氧化硫，從中和塔送出合格的乙炔氣用于合成VCM。

從乙炔清凈工序可以看出，原來(lái)的設(shè)計(jì)是乙炔氣通過(guò)預(yù)堿洗塔和濃硫酸清凈塔后又進(jìn)入中和塔，使得凈化干燥后的乙炔氣再次夾帶水霧，并進(jìn)入VCM工序進(jìn)行脫水。原工藝的中和塔一方面增加堿耗和電機(jī)的電耗，另一方面，使得下一工序的生產(chǎn)負(fù)荷增大，脫水效果變差。因此現(xiàn)將混合脫水改造成兩種原料氣分別脫水工藝。

1.3改造前的原料脫水工藝

來(lái)自乙炔工序清凈后的乙炔氣進(jìn)入乙炔阻解器，與來(lái)自氯化氫合成工序和鹽酸脫析系統(tǒng)生成的氯化氫經(jīng)計(jì)量配比后進(jìn)入混合器內(nèi)混合，由混合器出來(lái)的混合氣進(jìn)入冷熱混合氣換熱器被來(lái)自鹽酸二級(jí)霧過(guò)濾器冷混合氣換熱降低溫度后進(jìn)入石墨冷卻器，用-35℃冷凍鹽水冷卻至-12～-16℃，冷卻后的混合氣進(jìn)入鹽酸霧過(guò)濾器，大量的酸霧在過(guò)濾器中被捕集過(guò)濾后，進(jìn)入冷熱混合氣換熱器換熱提溫后進(jìn)入混合氣預(yù)熱器，預(yù)熱到70℃及以上，送轉(zhuǎn)化器。

圖1　改造前混合脫水工藝

1.4改造后的混合脫水工藝

來(lái)自氯化氫合成工序和鹽酸脫析系統(tǒng)生成的氯化氫氣體進(jìn)入冷熱混合氣換熱器被來(lái)自鹽酸二級(jí)霧過(guò)濾器冷氯化氫氣體換熱降低溫度后進(jìn)入石墨冷卻器，用-35℃冷凍鹽水冷卻至-12～-16℃，冷卻后的氯化氫氣體進(jìn)入鹽酸霧過(guò)濾器，過(guò)濾酸霧后進(jìn)入冷熱氣體換熱器預(yù)熱。

乙炔氣經(jīng)濃硫酸清凈塔脫水干燥后，經(jīng)過(guò)酸霧捕集氣后進(jìn)入乙炔阻解器，再與經(jīng)過(guò)冷凍脫水預(yù)熱后的氯化氫氣體進(jìn)入混合器換熱提溫，再進(jìn)入混合氣預(yù)熱器預(yù)熱到70℃及以上，送轉(zhuǎn)化器。

圖2　改造后混合脫水工藝

2　改造效益

乙炔氣和氯化氫分別進(jìn)行脫水工藝改造，在濃硫酸清凈塔后，取消中和塔，增加除霧器，就可以達(dá)到對(duì)乙炔氣凈化和干燥的目的，取消中和塔可以節(jié)約中和塔循環(huán)泵電機(jī)電耗，每年約兩萬(wàn)元；僅氯化氫一種氣體進(jìn)行冷凍脫水可以降低原來(lái)混合脫水裝置的負(fù)荷，節(jié)省冷凍鹽水用量：改造前生產(chǎn)中需要開2臺(tái)螺桿制冷機(jī)組，通過(guò)改造降低冷量消耗，每年節(jié)省電費(fèi)二百多萬(wàn)元。乙炔氣和氯化氫分別脫水干燥后再進(jìn)行混合，混合氣含水量降低，有效減少了觸媒的消耗并提高了轉(zhuǎn)化器的使用壽命。

Modification of mixed dehydration of raw material for synthesis of vinyl chloride

ZHANG Wen-ze
（Inner Mongolia Erdos Power Metallurgical Co.，Ltd.，Chlor Alkali Chemical Branch，Erdos 016064，China）

This paper introduces the characteristics and deficiencies of the process of purifying the raw materials for the synthesis of vinyl chloride by calcium carbide method.Based on the analysis of the production status of the original equipment，the improvement measures and the plan of the freezing dehydration process for the synthesis of vinyl chloride were put forward.

Vinyl chloride；synthesis；dehydration；acetylene；hydrogen chloride

TQ325.3

B

1009-1785（2016）07-0023-02

2016-05-03