電石法乙炔技術(shù)改進(jìn)總結(jié)

魯麗敏，劉　晶

（內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

電石法乙炔技術(shù)改進(jìn)總結(jié)

魯麗敏，劉晶

（內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

介紹了內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司乙炔裝置主要技術(shù)改進(jìn)工作，闡述了各類固相、氣相回收的工藝原理及工藝流程，分析了經(jīng)濟(jì)效益。

乙炔裝置；回收；改進(jìn)

內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，主要產(chǎn)品為燒堿和聚氯乙烯（PVC），其中，聚氯乙烯產(chǎn)能為50萬t/a。采用濕法電石工藝，并采用次氯酸鈉清凈，通過對乙炔氣回收及廢水回用的改造，乙炔法生產(chǎn)對乙炔裝置進(jìn)行了多次改造，減少乙炔電石消耗及能耗，取得了一定經(jīng)濟(jì)效益。

1　電石灰回收

1.1電石灰制球改造

電石破碎、輸送、貯存過程中產(chǎn)生大量電石灰，經(jīng)分析發(fā)氣量在80 L/kg左右，若可回用，可降低電石消耗，同時避免電石灰運(yùn)輸、處理過程中產(chǎn)生的額外費(fèi)用。

按億利化學(xué)目前的50萬t/a PVC產(chǎn)能，產(chǎn)生的電石灰約為20 t/d，如將電石粉直接投入發(fā)生器中回用，電石粉塵與水反應(yīng)劇烈，并放出大量的熱和乙炔氣，不利于生產(chǎn)安全，因此，采用電石灰壓制成球改造，利用高壓成型技術(shù)，將電石灰制成粒度大小為50 mm左右的球體（電石破碎后粒度為50～80 mm），投入發(fā)生器中，反應(yīng)速度均勻，滿足乙炔反應(yīng)器的生產(chǎn)要求，具體流程見圖1。

圖1　電石灰制球回收工藝流程圖

該公司乙炔裝置電石灰制球項目自2014年12月投產(chǎn)以來，運(yùn)行平穩(wěn)，2015年全年共計回收電石灰5 858.75 t，全年電石單耗下降0.002 t電石/t PVC，共計節(jié)約電石采購費(fèi)用約264萬元見表1。

表1　2015年電石灰制球回收數(shù)據(jù)及經(jīng)濟(jì)效益

1.2破碎電石直供發(fā)生器改造

原乙炔裝置及電石輸送流程為：

輸送線路較長，且電石貯存量較大，產(chǎn)生較多電石灰，造成電石損耗高，因此在確保電石供應(yīng)后，將電石輸送流程改造為：

電石破碎后，在發(fā)生器需要加料時，通過皮帶直接加入發(fā)生器中，當(dāng)發(fā)生器不需要加料時，電石進(jìn)筒倉貯存，這樣可減少筒倉存量，降低電石風(fēng)化量，減少損耗，同時可縮短運(yùn)輸，減少運(yùn)輸過程中的損耗，按照公司50萬t/a PVC的產(chǎn)能計算，每天約消耗電石2 000 t，改造后每天可有1 000 t電石直接投入發(fā)生器使用。根據(jù)以往監(jiān)測筒倉電石風(fēng)化程度數(shù)據(jù)所得，1噸電石儲存一兩天約有1‰的損耗，因此每日減少1 000 t電石進(jìn)入筒倉儲存，可節(jié)約電石1 t/d；將電石筒倉的儲存量控制在2 000 t左右，減少儲存損耗，可節(jié)約電石2 t/d，共計每月可節(jié)約電石90t。按照目前電石市場價2 400元/t計算，每月可減少電石風(fēng)化費(fèi)用為：3×30×2400=21.6（萬元）。

2　乙炔氣回收

2.1渣漿乙炔氣回收

濕法電石生產(chǎn)乙炔氣工藝，發(fā)生器中水與電石發(fā)生放熱反應(yīng)，發(fā)生器溫度約在85℃，反應(yīng)生成的部分乙炔氣以飽和態(tài)溶解于電石渣漿液中，因乙炔氣在渣漿中固相和液相內(nèi)的分配比例不同，約占總量80%的乙炔與固體Ca（OH）2顆粒結(jié)合在一起，約20%溶解于水中，因此，乙炔在渣漿中的溶解度遠(yuǎn)大與水中的飽和溶解度。經(jīng)試驗研究證明，80℃下渣漿溶液中乙炔氣含量為300～400 mg/kg［1］。

渣漿乙炔氣回收原理是利用真空條件將出發(fā)生器的高溫渣漿液進(jìn)行汽提，采取真空閃蒸原理將渣漿中乙炔脫析并利用，具體流程見圖2。

圖2　乙炔氣回收裝置工藝流程圖

2013年，該公司實際回收乙炔氣2 710 t，平均回收乙炔氣純度為97.5%，回收率達(dá)90.52%，具體月產(chǎn)量見表2。

表2　2013年公司乙炔回收數(shù)據(jù)表

2013年公司折標(biāo)電石單耗為1.368t電石/tPVC，較之回收系統(tǒng)投用前2011年折標(biāo)電石單耗1.446 t電石/t PVC有較為明顯下降。

2013年系統(tǒng)共計回收乙炔氣2 710 t，折合節(jié)約折標(biāo)電石=2 710×1 000/（1.171×300）=7 714（t），2013年全年電石發(fā)氣量為291.6 L/kg，即可節(jié)約電石7 936 t，按照電石單價為2 700元/t計算，則全年可節(jié)約2143萬元。

2.2廢次鈉乙炔氣回收

乙炔工藝中，次氯酸鈉清凈工藝采用有效氯0.085%～0.12%的次氯酸鈉溶液，與乙炔氣接觸去除乙炔氣中的硫化氫、磷化氫等雜質(zhì)氣體，反應(yīng)過程中，部分乙炔氣溶解于反應(yīng)后的廢次氯酸鈉溶液中帶出系統(tǒng)，造成乙炔氣的浪費(fèi)。

美國對華制冷劑R-134a作出反傾銷肯定性初裁

近日，美國商務(wù)部宣布對進(jìn)口自中國的制冷劑1，1，1，2-四氟乙烷（R-134a））作出反傾銷肯定性初裁。初步裁定的傾銷幅度為137.23%～188.94%。

與此同時，美國商務(wù)部初步裁定中國全部涉案企業(yè)均存在為規(guī)避可能作出的肯定性初裁結(jié)果而大量出口涉案產(chǎn)品的緊急情況。因此臨時反傾銷措施將追溯執(zhí)行前90天內(nèi)出口至美國的涉案產(chǎn)品。

2016年3月24日，美國商務(wù)部宣布對進(jìn)口自中國的1，1，1，2-四氟乙烷啟動反傾銷立案調(diào)查。2016年6月6日，美國國際貿(mào)易委員會（USITC）對進(jìn)口自中國的涉案產(chǎn)品作出反傾銷產(chǎn)業(yè)損害肯定性初裁。

預(yù)計美國商務(wù)部將于2017年2月14日公布本案終裁結(jié)果，美國國際貿(mào)易委員會將于2017年3月作出本案產(chǎn)業(yè)損害終裁。

據(jù)美方統(tǒng)計，2015年美國自中國進(jìn)口涉案產(chǎn)品的總量約1.4萬t，進(jìn)口總額約4 620萬美元。

經(jīng)分析，廢次氯酸鈉溶液有效氯含量＜0.06%，乙炔氣含量為500 mg/L左右，經(jīng)真空閃蒸原理將廢次氯酸鈉溶液中乙炔氣脫析并回用，脫析后的廢次氯酸鈉溶液亦可進(jìn)行重復(fù)利用。廢次鈉乙炔氣回收具體流程圖見圖3。

圖3　廢次鈉乙炔氣回收流程圖

脫析出乙炔氣純度為96.8%，脫析后廢次氯酸鈉溶液含乙炔為200 mg/L左右。

按照目前50萬t/a PVC產(chǎn)量，則廢次鈉產(chǎn)生量為60 t/h，按照上述分析數(shù)據(jù)，可回收乙炔氣155 t，折合為折標(biāo)電石441 t，按照電石單價為2 700元/t計算，則全年可節(jié)約119萬元。

除此之外，脫析后廢次鈉溶液，因乙炔含量降低，可進(jìn)行回用，但為確保系統(tǒng)中氯離子含量不對下游水泥生產(chǎn)造成影響，仍需定期進(jìn)行廢次鈉溶液排放，以減少氯離子富集。

2.3其他改造

乙炔系統(tǒng)在皮帶及進(jìn)料處設(shè)置除塵系統(tǒng)，在回收電石貯運(yùn)過程中產(chǎn)生的電石灰的同時，亦可減少粉塵污染。除此之外，還可考慮對發(fā)生器底部排渣系統(tǒng)進(jìn)行技改，對排出電石進(jìn)行再次攪拌，回收生成乙炔氣及液相中乙炔氣。

上述改造工作，為公司降低電石單耗起到了較大作用，2013年起，公司電石單耗逐步下降見表3。

3　乙炔系統(tǒng)運(yùn)行中存在問題

3.1渣漿乙炔氣回收系統(tǒng)真空問題

乙炔氣回收，均采用負(fù)壓脫析工藝，因此，系統(tǒng)負(fù)壓大小決定脫析出乙炔氣的多少，而系統(tǒng)負(fù)壓的大小除決定于設(shè)計能力外，主要受進(jìn)真空泵乙炔氣溫度即冷卻器冷卻效果影響。因發(fā)生器反應(yīng)溫度為80℃左右，因此，脫析后乙炔氣溫度較高，若冷卻效果不好，進(jìn)入真空泵乙炔氣溫度較高，會造成真空度下降，回收氣量降低，且回收氣體中水蒸氣含量較大。尤其夏季環(huán)境溫度較高，換熱效果下降，對回收系統(tǒng)運(yùn)行效果影響較為明顯。目前，該公司渣漿乙炔氣回收系統(tǒng)冬季真空度約為-46 kPa，冬季真空度約為-50 kPa。

表3　公司逐年電石單耗表

3.2乙炔系統(tǒng)結(jié)垢問題

目前，制約乙炔系統(tǒng)運(yùn)行的主要問題即為系統(tǒng)亦結(jié)垢問題，需定期清理問題，且此問題隨著公司生產(chǎn)負(fù)荷逐步提高日益凸顯。導(dǎo)致問題主要原因為發(fā)生器乙炔氣氣速較大，且溫度交道，夾帶電石泥較多，亦導(dǎo)致冷卻、清凈、壓縮系統(tǒng)結(jié)垢。針對此問題，公司在加強(qiáng)冷卻塔冷卻效果控制的同時，計劃進(jìn)行洗泥器技改。擴(kuò)大洗泥器容積，增加洗泥器進(jìn)水流量，強(qiáng)化粗乙炔氣脫泥、降溫冷卻效果，緩解結(jié)垢問題；同時，仍可考慮采用增加空塔等手段，降低乙炔氣流速，減少電石泥夾帶量。

3.3乙炔系統(tǒng)廢水排放問題

濕法乙炔工藝用水量較大，因此，面臨著較為嚴(yán)重的廢水排放問題，為減緩后系統(tǒng)污水處理壓力，降低生產(chǎn)水用量，乙炔系統(tǒng)同樣進(jìn)行了清液降溫、廢次氯酸鈉回用等一系列廢水回用技改工作，技改實施后，生產(chǎn)水用量、廢水排放量下降較為明顯，但仍存在回用廢水導(dǎo)致冷卻、清凈系統(tǒng)結(jié)垢問題，需進(jìn)一步考慮解決。

［1］嚴(yán)福英．聚氯乙烯工藝學(xué)．化學(xué)工業(yè)出版社，1996：15－17．

Technical improvement of acetylene by calcium carbide method

LU Li-min，LIU Jing
（Inner Mongolia Elion Chemical Industry Co.，Ltd.，Ordos 014300，China）

This paper introduced the main technical improvement of the acetylene plant，which affiliated of Inner Mongolia Elion Chemical Industry Company，expounded the principle and process of the recycling technology from the solids and gases，analyzed the recovery economic benefit.

acetylene plant；recovery；improvement

TQ221.24+2

B

1009-1785（2016）09-0022-03

2016-07-21