乙炔冷卻清凈過程的技改及對電石消耗的影響

鄧建民，張延崗，胡 萍，楊國強

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 石嘴山 753202）

乙炔冷卻清凈過程的技改及對電石消耗的影響

鄧建民，張延崗，胡 萍，楊國強

（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 石嘴山 753202）

通過在水洗塔前增加冷卻器，降低水洗塔噴淋水溫度，控制乙炔氣體進壓縮機溫度達到指標要求，降低單位體積乙炔壓縮耗電量；通過將冷卻塔下水用作水洗塔噴淋用水，達到回收廢次氯酸鈉中溶解乙炔的目的。

乙炔進壓縮溫度指標；廢次氯酸鈉；回收溶解乙炔氣體；渣漿含固量

寧夏英力特化工股份有限公司現有2套電石法氯乙烯生產裝置，其中A裝置產能原設計為12萬t/a，于2004年投產，后經技改規模達到15萬t/a；B裝置產能設計為12萬t/a，于2008年投產。

1 現狀介紹

A裝置原有4臺乙炔發生器，采用四塔冷卻清凈流程。出發生器的乙炔氣體依次經冷卻塔、壓縮機（氣柜）、1#清凈塔、2#清凈塔、中和塔后送去氯乙烯合成，清凈液經2#清凈塔、1#清凈塔、冷卻塔后進入濃縮池再經循環冷卻后加入發生器，后進行產能技改，增加1臺發生器，氯乙烯產能達到15萬t/a，但乙炔冷卻清凈設施沒有做大的改動，仍然延用四塔冷卻清凈流程。B裝置采用五塔凈化流程，出發生器的乙炔氣體依次經過水洗塔、冷卻塔、壓縮機 （氣柜）、1#清凈塔、2#清凈塔、中和塔后送去氯乙烯合成，清凈液經2#清凈塔、1#清凈塔、冷卻塔后去濃縮池，水洗塔噴淋用水為上清液或工業水，下水送入發生器，后經技改，將水洗塔噴淋水用出冷卻塔的廢次氯酸鈉溶液代替。

2 存在問題

2.1 對乙炔壓縮作功的影響

A裝置由于沒有設置水洗塔，乙炔氣體沒能得到有效的冷卻，出冷卻塔的乙炔氣體溫度夏季維持在62℃左右，冬季在50℃左右；B裝置原出冷卻塔乙炔溫度在夏季維持在45℃左右，將出冷卻塔的廢次氯酸鈉溶液用作水洗塔噴淋水后，出冷卻塔乙炔溫度秋冬季節在47℃左右。一般要求進水環壓縮機的乙炔溫度≤45℃，A裝置由于進入壓縮機的溫度較高，壓縮機對乙炔的作功減少，在62℃時，水飽和蒸汽壓20 kPa，總管壓力110 kPa，總管中乙炔與水體積比為4.5∶1，在45℃時，水飽和蒸汽壓10 kPa，乙炔與水體積比約為10∶1，在乙炔體積相同條件下，實際溫度與要求控制溫度相比，水體積含量增加一倍多，在壓縮同等乙炔體積情況下，壓縮機多作功10%；另外，進水環壓縮機乙炔氣體溫度過高，導致壓縮機內壓縮液介質揮發，降低泵內吸入壓力。

2.2 使溶解在廢水中的乙炔損失

A裝置冷卻塔出水返回濃縮池經循環冷卻，造成該部分廢水中所溶解的乙炔揮發損失。15萬t/aA裝置中，乙炔流量約為5600m3/h，樹脂產量18.75t/h。在98kPa、50℃時乙炔在水中的溶解度為0.845g/kg[1]，清凈次氯酸鈉用量為32 m3/h，所含乙炔為27 kg。標況下乙炔密度為1.17 kg/L，折合電石為77 kg。如減少此部分損失，樹脂耗電石可降低4.1 kg/t。

2.3 加水溫度過高對發生裝置的影響

B裝置由于在水洗塔中采用上清液或工業水對乙炔氣進行噴淋洗滌，下水加入發生器，冷卻塔出水返回濃縮池循環冷卻，造成該部分廢水中所溶解的乙炔損失，后進行技改，將出冷卻塔的廢次氯酸鈉溶液作為水洗塔噴淋用水，雖然回收了該部分廢水中所溶解的乙炔，但由于廢次氯酸鈉溶液在五塔冷卻凈化流程中，始終與乙炔氣體逆向接觸，屬于升溫過程，導致水洗塔噴淋水溫過高，對乙炔氣體的降溫不足，即使在秋冬低溫季節，進壓縮機的乙炔溫度經常超過45℃的指標要求。并且由于該部分水溫度≥45℃，導致從發生器中移出電石水解反應熱量時需加入的水量增多，產生的渣漿濃度低，渣漿量增多，乙炔溶解損失量增大。1臺發生器溢流量約為70 m3/h，水溫每升高1℃需向發生器多加水1.75 m3/h[2]，導致發生器約增加排放渣漿量約2 m3/h，雖然渣漿經過汽提處理，但汽提后的渣漿仍然含有少量的乙炔，渣漿最終將排出界區，造成溶解在渣漿中的乙炔損失；另外在發生器用水量較大時，渣漿的澄清效果差，導致上清液夾帶有少量的電石渣漿，由于水洗塔為填料塔，雜質含量高的上清液容易造成塔內填料結垢，阻力增大，乙炔發生總管壓力升高現象，在2016年上半年已出現2次，使生產停車，對水洗塔進行清洗。

3 解決措施

針對2套裝置乙炔冷卻清凈流程存在的問題，制定標準流程，2套裝置同時參照標準流程進行技改。新增水洗塔和冷卻器，對水洗塔的噴淋冷卻水進行閉路循環，采用冷卻水對水洗塔噴淋水降溫以移出乙炔氣帶出的熱量，在水洗塔中增加噴頭增大噴淋水量，噴淋水量不足時補充上清液或工業水，冷卻塔下水經冷卻降溫后重新加入水洗塔。控制加入水洗塔溫度來確保進入壓縮機的乙炔氣體溫度指標，廢水儲槽液位升高時多余水量通過循環泵送至發生器。針對原水洗塔循環過程乙炔氣夾帶渣漿造成鈣離子增加，產生結垢堵塞現象，對冷卻水噴淋用水補充冷卻塔產生的酸性清凈廢液，以對循環冷卻系統進行清洗，乙炔水洗塔及冷卻塔技改標準流程示意圖見圖1。

圖1 乙炔水洗塔及冷卻塔技改標準流程示意圖

4 結語

經過此改造后，減少加入發生器的水量，渣漿含固量得以升高，產生的電石渣漿減少，溶解在電石渣漿的的乙炔損失量也減少；回收廢次氯酸鈉中的乙炔；將廢次氯酸鈉中的有效氯含量得到充分利用；降低乙炔進壓縮機的溫度，降低壓縮機對單位乙炔氣體的耗電量；減輕了水洗塔采用上清液造成的結垢現象。

冷卻設備由于廢次氯酸鈉溶液中含有微量游離氯，會對設備造成腐蝕，因此，應選用耐腐蝕設備；由于廢次氯酸鈉溶液中含有氯離子，在采用電石渣制水泥時，由于水泥生產過程對氯離子要求嚴格，將廢次氯酸鈉溶液加入發生器的工藝將不適用；由于在冷卻塔中采用酸性廢次氯酸鈉溶液對乙炔進行噴淋洗滌降溫，導致乙炔氣體夾帶有酸性物質，對后系統如氣柜、壓縮機等會產生腐蝕，因此要考慮在氣柜和水環式壓縮機中添加堿性物質以調節pH值。

［1］嚴福英．聚氯乙烯工藝學．北京：化學工業出版社，1990，408－409．

［2］李 強．乙炔發生單元降低電石單耗淺析．2011年聚氯乙烯年會論文集，24－25．

Technical transformation of cooling process of acetylene and its effect on consumption of calcium carbide

DENG Jian-min，ZHANG Yan-gang，HU Ping，YANG Guo-qiang

（Ningxia Yinglite Chemical Co.,Ltd.,Shizuishan 753202，China）

Through increases the chiller in front of the laundering tower，reduces the laundering tower to spray the water temperature，the control acetylene gas enters the compressor temperature to achieve the target request，reduces the unit volume acetylene compression power consumption；Through serves as the cooling tower sewer the laundering tower to spray the water used，achieved in the recycling unusable sodium chlorate dissolves the acetylene the goal.

acetylene enters compression temperature target；unusable sodium chlorate；recycling dissolution acetylene gas；dregs thick liquid contains the solid quantity

TQ221.24+2

B

1009－1785(2017)03-0039-02

2016-12-25