高原地區的鹽酸深解析運行情況

陳龍斌 吳玉花

(青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司化肥廠尿素二車間，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

(青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司PVC廠VCM一車間，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

高原地區的鹽酸深解析運行情況

陳龍斌 吳玉花

(青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司化肥廠尿素二車間，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

(青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司PVC廠VCM一車間，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

介紹了青海鹽湖股份公司引進美國卡朋羅蘭鹽酸深解析技術，應用于VCM的生產，不僅解決了鹽酸銷售難的問題，而且通過鹽酸深解析的運行，不但為公司節省了生產成本，而且解決了環保問題。

鹽酸；深解析；運行

青海鹽湖工業股份有限公司100萬噸/年鉀肥綜合利用項目，作為西部大開發首批十大重點項目之一，現有20萬噸/年氫氧化鉀、22萬噸/年聚氯乙烯，HCl合成及C2H3Cl生產副產的鹽酸量比較大，雖在建設初期就配有鹽酸脫析裝置，但該裝置只能脫除部分HCl，脫除后的鹽酸質量分數約為20%HCl與H2O形成二元共沸體系達到相平衡，保持不變[1]。不能達到深度解析的目的，所以仍有很大一部分副產鹽酸需外售。而青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司（以下簡稱本公司）位于青藏高原上的青海省格爾木市察爾汗鹽湖上，周邊幾乎沒有其他護工企業，受地理位置及周邊環境的雙重影響，導致生產的副產品外運費用極高。為解決廢酸問題，配套建設了鹽酸處理能力5萬噸/年的鹽酸深解析裝置，全套設備由美國卡朋羅蘭進出口石墨設備有限公司提供，由成達工程公司完成初步設計。用于處理VCM生產中組合吸收塔和降膜吸收器下來的31%的鹽酸，HCl再用于C2H3Cl生產中，回收后的廢水大部分循環使用，少部分送到含汞廢水處理裝置進一步進行除汞處理，既降低了HCl的消耗，也達到節能減排的目的。經過長周期運行，既達到了廢酸處理的目的，同時也生產出了純度為99%以上的HCl氣體，并循環使用到VCM生產中，廢水經過廢水裝置處理后排放，達到了國家的環保要求。本公司引進卡朋羅蘭鹽酸深解析技術后，不但解決了鹽酸的銷售困難問題，還解決了PVC裝置酸系統的平衡問題，鹽酸深解析過程產生的部分HCl氣體作為PVC的生產原料，既節約了生產成本，又減少了環境壓力[2]。

1 鹽酸深解析工藝原理

鹽酸深解析是一個蒸餾操作，在有CaCl2（破共沸物）時，就會打破HCl-H2O二元共沸物的平衡，在蒸汽加熱的情況H2O被CaCl2吸收，HCl溶液從26.6%wt濃縮到HCl超過99.9%wt以上，產生的廢液（過量水）中HCl小于0.7%wt以下。濃縮破共沸物（CaCl2）在一個閉合的回路里循環使用。

2 鹽酸深解析工藝流程簡述

鹽酸進入破共沸塔前送入預熱器進行預熱?；旌显先芤簭钠乒卜兴捻敳窟M入。進到塔體的混合物料的溫度已經到了沸點。在塔的底部，破共沸塔再沸器通過蒸汽加熱。含有水蒸氣的HCl氣體離開塔頂，經過一級冷凝器冷卻HCl氣體分離出大量的水蒸汽，此熱換器是水冷卻。二級冷凝器是通過冷凍鹽水冷卻，進一步冷卻HCl氣體中大部分的水蒸汽。從兩個熱換器內出來的濃鹽酸被收集到回流槽，HCl氣體再通過用冷凍鹽水冷卻的除霧器確保大部分被夾帶的鹽酸酸霧能夠分離，并且也被收集到回流槽，然后通過泵送回塔頂。

由于重力，溶液降到塔底。破共沸劑(CaCl2)將留在液相中從塔底流出。底部液體是更稀的CaCl2溶液及微量的鹽酸。當更稀的CaCl2溶液及微量的鹽酸在閃蒸罐內閃蒸時，就產生了水蒸汽和少量HCl氣體。閃蒸效果被由蒸汽加熱的自然循環熱虹吸閃蒸蒸發器強化，然后濃縮的CaCl2溶液與進料混合進入各蒸餾塔內再循環。離開閃蒸罐的蒸汽中含有少量的HCl，然后在隨后的廢蒸氣頂部冷凝器被完全濃縮并部分冷卻。廢水罐緊連到濃縮器。不凝氣可從罐處離開此工藝段，最后廢水在廢水冷卻器中冷卻到50℃，然后通過廢水泵打出工藝系統。當工藝正常運行時，要補給因廢水萃取而流失的少量的CaCl2。由于正常操作過程中，CaCl2只有少量流失，主要進行補給是起動系統時，或者有雜物進到系統內，需通風除去雜質時。在混合罐內，采用手工混合無水CaCl2晶體和去離子水，而生成含Ca?Cl230%的CaCl2溶液。通過CaCl2補給泵，將溶液抽到供給閃蒸鼓泵的溢流罐內。

3 鹽酸深解析工藝特點

（1）在進入破共沸塔前，將足量的破共沸物物料與裝置進料混合來達到濃縮的目的。進入到塔體的混合進料的溫度已經達到了沸點。在該塔的底部，通過蒸汽加熱，由于共沸點被打破，蒸汽里的HCl濃度要遠大于溶液里的。由于重力，溶液降到塔底。破共沸劑(CaCl2)將留在液相中從塔底流出。底部液體是更稀的CaCl2溶液及微量的HCI。

（2）稀釋的破共沸物采用閃蒸工藝濃縮，然后濃縮的CaCl2溶液與進料混合進入蒸餾塔內再循環。當工藝正常運行時，要補給因廢水萃取而流失的少量的CaCl2。

（3）正常操作過程中，CaCl2只有少量流失，主要進行補給是起動系統時，或者有雜物進到系統內，需通風除去雜質時。采用手工混合無水CaCl2晶體和無離子水，而制成含CaCl230%的CaCl2溶液；此濃度可保證決不出現凍結。

（4）由于進入系統進料溫度很低，將鹽酸與CaCl2混合并送入破共沸塔之前需要進行預熱。通過回收從再沸器和蒸發器輸出的干凈冷凝液的能量來完成預熱，這樣可以保證即使進料酸溫度很低的情況下破共沸塔能有效運行。

4 鹽酸深解析的經濟效益

就本公司年處理能力5萬噸的鹽酸深解析裝置，處理廢酸濃度在31%左右，廢水中含酸濃度＜1%來計算，每年可產生HCl氣體在1.5萬噸左右。如果直接將鹽酸去銷售產生的銷售收入為1千萬元左右，且無法保證工業鹽酸不產生污染等危害；而要將鹽酸深解析產生的1.5萬噸HCl氣體用于生產PVC，年產PVC約在2.5萬噸左右，直接產生的銷售收入在1億元以上，而且還可以保證含汞廢酸的零排放，減輕了含汞鹽酸污染環境的問題。

5 鹽酸深解析運行情況

5.1 破共沸系統運行情況

本系統實際生產中所用鹽酸濃度為31%wt左右，比設計時的26.6%wt稍大，在加入破共沸劑CaCl2溶液時是根據鹽酸的加入量以一定比例進行加入，操作由Honeywell操作控制系統自動控制。而破共沸劑主要是對HCl-H2O這個二元共沸體系中的水起作用，在同等鹽酸加入量不變的情況下，破共沸劑的加入量也不變，而濃度為31%wt的鹽酸比26.6%wt的鹽酸含水量小，這樣在蒸汽加熱汽提，產生純度為99.9%以上HCl氣體，產生的廢水中HCl的含量始終小于0.7%wt。

5.2 閃蒸系統運行情況

由于本公司處于高海拔地區，絕對壓力小于一個大氣壓，閃蒸罐是常壓設備，所以閃蒸罐的溫度在120℃就已開始對水閃蒸，比設計溫度125℃低了5℃，而且閃蒸時CaCl2溶液的濃度所對應的溫度也都有所下降。

5.3 廢水系統運行情況

鹽酸深解析汽提閃蒸后經廢水冷卻器冷卻后的廢水可打回VCM凈化工序用于組合吸收塔，繼續用于未反應的HCl氣體的吸收，降低了工業水的用量，同時廢水多余部分打至廢水工序跟堿洗后的廢堿液中和后，通過廢水處理工序處理，達到環保要求后排放至全廠污水處理系統。

6 鹽酸深解析技術的優勢

在傳統的電石法生產VCM的工藝中，HCl的純度一般在93.5-95.5%，HCl和C2H2的配比為1.05-1.1:1，為確保觸媒的使用壽命，HCl的過量都在5-10%，既浪費能源又產生大量的廢酸，而鹽酸深解析產生的HCl純度在99%以上，返回HCl系統后，HCl和C2H2的配比控制在1.02:1，不但質量分數減少而且相對穩定，并與合成爐出來的HCl混合后，使HCl整體純度提高，相應的游離氯含量降低，使生產的安全性大大提高[3]。而且鹽酸深解析后的HCl應用于生產后，系統的不凝氣體相對減少，使后續壓縮及精餾系統的操作更加平穩。

7 結語

本公司自從引進美國卡朋羅蘭整套工藝設備后，不但解決了鹽酸銷售難的問題，而且通過鹽酸深解析回收的HCl能繼續用于生產、廢水能循環再利用、降低了生產成本。

[1]張鴻.聚氯乙烯合成水洗酸回收[J].聚氯乙烯，2004,(5):55-56.

[2]周軍，張新力.電石法聚氯乙烯汞減排路線的探討與實踐[J].聚氯乙烯，2011,(10):1-5.

[3]包慶山，蔡生吉等.鹽酸深解析技術在VCM生產中的應用[A].2011年全國聚氯乙烯行業技術年會論文集，2011,60-63

hydrochloride deep striping technology from American Carbone Lorraine allied to VCM production of Qinghai Salt Lake industry company limited is introduced,which not only solving the problem of hydrochloride sale,but also saving operation cost and solving environmental problem by running of hydrochloride deep striping.

hydrochloride；deep striping；application