淺析高海拔地區乙烯法PVC裝置運行過程中的難點及其對策

李廣伍 ,宋昌斌 ,王生孝 ,胡昇平 ,郭世強 ,王順強 , 安永太

(青海鹽湖鎂業有限公司，青海 格爾木 816000)

淺析高海拔地區乙烯法PVC裝置運行過程中的難點及其對策

李廣伍*,宋昌斌 ,王生孝 ,胡昇平 ,郭世強 ,王順強 , 安永太

(青海鹽湖鎂業有限公司，青海 格爾木 816000)

介紹了我國高海拔地區(柴達木盆地)首套乙烯法高、低溫直接氯化聯合生產PVC裝置在運行過程中存在的問題，分析了相應的解決辦法以及生產操作中的注意事項，為同類裝置的生產操作以及相關領域的研究提供了交流和借鑒作用。

乙烯法PVC；高低溫聯合氯化；存在的問題; 對策

柴達木盆地依托豐富的鹽湖資源、天然氣資源、煤炭資源建設有年產30萬噸乙烯法PVC裝置，采用煤制烯烴產生的乙烯和電解氯化鎂、氯化鉀產生的氯氣為原料，通過高低溫直接氯化、EDC裂解以及VCM聚合而生產SG-5型PVC樹脂，是煤化工和鹽化工在PVC生產行業中的首次結合，也是我國高原地區第一套乙烯法PVC生產裝置，本文就該裝置在生產運行過程中存在的問題及其對策進行探討和交流。

1 生產工藝介紹

將氯氣和乙烯分別送入高溫直接氯化反應器和低溫直接氯化反應器在不同的溫度下(高溫氯化是在118℃、低溫氯化是58℃)以三氯化鐵為催化劑反應生成粗EDC。粗EDC經過精制系統除去高、低沸物后產出滿足裂解條件的精EDC，然后通過預熱和汽化后將EDC以氣態的形式送入裂解爐在480℃的溫度下進行裂解反應生成VCM和HCl，裂解爐反應出口設計副產蒸汽裝置，對裂解爐出口的裂解氣進行降溫的同時副產2.0 MPa蒸汽，將熱量進行充分的回收利用。對于降溫后的裂解氣送入VCM精制系統，使其對裂解產生的VCM、HCl和未裂解的EDC進行分離，HCl送入乙炔法PVC裝置，未裂解的EDC循環送入EDC精制系統除去裂解產生的副產物后繼續進行裂解反應，產生的合格VCM送入143m3聚合釜，加入引發劑、分散劑等助劑后在48～62℃的環境下聚合成聚氯乙烯，再經離心分離、流化床干燥、過篩、包裝后制成聚氯乙烯(PVC樹脂)。整個工藝過程中產生的廢氣物配套設計有焚燒系統，焚燒產生的廢氣用純水進行吸收副產31%的高純鹽酸，產生的熱量用于副產2.0MPa蒸汽。產生的廢水配套有廢水處理單元，將其廢水處理合格后回收利用或外排。整個生產工藝自動化程度較高，配套有先進的ESD安全系統，使生產工藝更合理、更經濟、更環保，降低了生產成本、提高了產量質量、方便了生產操作。工藝流程簡圖如圖1。

2 生產過程中的難點

結合國內外傳統的乙烯法PVC生產裝置相比，主要有如下難點：

(1)銜接MTO裝置、電解氯化鉀和電解氯化鎂裝置，同時園區內整體配套公用工程設施和電力輸送設施，關聯度極強，牽一發而動全身，受上下游原料的供應以及公用工程的限制較大，裝置生產負荷的調整靈活性交差。本裝置比傳統的乙烯法PVC裝置缺少氧氯化反應單元，裂解產生的氯化氫用于乙炔法PVC裝置中VCM的合成，受下游裝置生產情況的影響比較大。

(2)由于整個園區外管網的蒸汽壓力為2.8MPa、1.27 MPa和0.69 MPa，而裝置副產的2.0 MPa蒸汽除了自用外，在滿負荷生產的狀態下多余的部分副產蒸汽無法并入蒸汽外管網，存在蒸汽浪費的現象。

(3)為防止丙烯冷凍機組將液相的丙烯吸入壓縮系統而損壞設備，設計有丙烯緩存罐的液位連鎖丙烯冷凍機的開停，由于丙烯冷凍機組的丙烯緩存罐為臥式罐體，液位可調整范圍較小，導致開停頻繁次數較多、生產操作難度較大。

(4)在整個裝置中沒有配套高壓氮氣管線，而采用的部分機泵需要使用高壓氮氣來進行機封的保護，現場只能采用氮氣鋼瓶補充氮氣，增加了生產操作過程中的工作難度和工作量。同時，由于沒有高壓氮氣，當裂解爐發生緊急停車時，裂解爐系統中的EDC只能靠原有的壓力進行排至儲罐中，需要較多的時間和存在較大的安全隱患。

(5) EDC汽化器為臥式換熱器，在操作過程中若EDC和蒸汽的供應出現波動，很容易致使EDC的汽化量下降而導致裂解反應速率過快，副產物和裂解爐列管的結焦增加，影響VCM的產量質量且增加裂解爐爐管的除焦頻率。

(6)采用了全球唯一的高溫和低溫聯合直接氯化技術，既能分別在高、低溫氯化的情況下生產EDC，也能高低溫聯合生產EDC，能最大限度的發揮原材料效率和能耗效率與總成本最小化之間的最優化平衡，操作難度和平衡難度較大。由于裝置地處柴達木地區,人才相對匱乏，對該技術的充分掌握和優勢的發揮上還不夠明顯。

圖1 工藝流程簡圖

(7)對于產生的廢氣，配備有焚燒系統副產高純鹽酸裝置，由于對廢尾氣的氣液分離罐設計太小以及4個分離罐只配備有一個廢液外排機泵，使得經常存在分離罐中因廢液外排不暢導致前系統憋壓，僅而影響焚燒和整個生產工藝的控制。

(8)在氯氣和乙烯反應的過程中會不可避免的產生部分重質副產品，這部分重質副產品最后將會積累在真空塔底，真空塔的堵塞不可避免。

(9) 該裝置整體自動化程度較高，對操作人員的綜合素質水平要求相應較高，以及在國內具有同類裝置生產操作經驗的技術人員相對較少，在生產操作和管理經驗上非常匱乏，這無疑又是一個生產過程中的難點。

3 相應的對策及解決辦法

對于生產過程中存在的難點，筆者結合切身體會和實際情況，認為在以后的生產過程中要從以下幾點進行改進和嘗試。

(1)整個裝置關聯度極強，要充分發揮調度指揮系統的力量，加強有效、有力的溝通，以及提高整體園區的管理和作業水平，并建立制定行之有效的與之相配套的管理流程和制度體系， 提高執行力，確保上下游物料的供應、互給。

(2)根據運行過程中的實際情況，提高(或者降低)副產蒸汽的壓力，將其并入管網，提高節能降耗的執行力度。

(3)根據丙烯的需求用量，另外增設丙烯緩存罐，使其具有更大的調整范圍空間。同時，根據開車經驗，摸索丙烯機組運行過程中整個丙烯制冷系統中丙烯的動態平衡，及時加強操作管理，確保機組的運行正常。

(4)對于乙烯法PVC裝置中沒有高壓氮氣的情況，通過核算整個園區中高壓氮氣的用量后進行合理的再分配，建議進行技改技措增設高壓氮氣管道至乙烯法PVC裝置。或者，加強管理和明確流程，加大氮氣鋼瓶的采購數量，用氮氣鋼瓶及時重裝高壓氮氣至裝置界區內，以備使用。對于存在的裂解系統緊急停車后沒有高壓氮氣延誤退料時間的問題，加強緊急停車后的管理，及時打開多個排放EDC的閥門使其以最快的速度將裂解系統中的EDC排放至儲罐。

(5)操作過程中加強對蒸汽和進出EDC汽化器中EDC的監控，將EDC的汽化量、EDC汽化器的液位以及蒸汽的供應量作為嚴格考核項進行對待。或者，將EDC汽化器從臥式改為立式，增大EDC的儲存量，減少短時間內EDC或者蒸汽的波動對汽化量的影響。通過以上方式減少對VCM產量質量以及裂解爐爐管結焦的頻率。

(6)對于高低溫聯系直接氯化技術方面的難點，需要加強操作人員的培訓，以及和專利商的溝通學習。最重要的是在運轉之前做好儀表連鎖、ESD、EDC水分干燥以及其他的各項準備工作，確保萬無一失的情況下進行投料運行，對于生產過程中的工藝參數和負荷的調整必須要加強管理和監督，確保操作的平穩運行。

(7)通過加強管理和加大廢液排放次數，確保廢液在最低液位。通過增設廢液排放泵或者加大緩存罐從源頭上解決問題因廢液外排不暢導致前系統憋壓，僅而影響焚燒和整個生產工藝控制的問題。

(8)加強真空塔塔底物的做樣和排放頻率，加強對真空塔再沸器的切換工作，加強對過濾器的清理工作，將再沸器的切換、過濾器的清理建立詳細的臺賬，督促及時的清理。

(9)加強人才的引進、培養和培訓，對于主控操作人員要具備一定的儀表專業及在線分析方面的基礎知識，對于管理人員務必要提高管理思想和管理水平，使其和裝置設計的自動化水平相匹配。

4 結語

乙烯法PVC生產在自動化程度、能源消耗以及PVC產品質量、安全系數上都較為先進，對從業人員在管理、技術和技能上的要求更為嚴格和苛刻。而國內乙烯法PVC的生產工藝技術人員相對較少，對該技術的引進、消化、吸收、在創新上與國外相距甚遠，尤其是在青藏高原這樣的欠發達地區更是人才匱乏，在今后的生產過程中要加大注重人才的引進和培養，正視存在的問題和出現的不足，未雨綢繆、取長補短，使其更早的實現青藏高原地區首套乙烯法PVC裝置的達產達標和安、穩、長、滿、優的運行，為我國乙烯法PVC生產技術的進步和發展積累更多的經驗。

(本文文獻格式：李廣伍,宋昌斌,王生孝,等.淺析高海拔地區乙烯法PVC裝置運行過程中的難點及其對策[J].山東化工，2017，46(20)：92-93.)

SimpleAnalysistheDifficultiesandSuggestionsofEthyleneProcessPVCPlantOperationinHighAltitudeArea

LiGuangwu,SongChangbing,WangShengxiao,Hushengping,GuoShiqiang,WangShunqiang,AnYongtai

(Qinghai Salt Lake Magnesium Industry Co., Ltd., Golmud 816000, China)

Introduced the operation difficulties of the first HTDCamp; LTDC combined Ethylene process PVC plant in Qaidam basin, analyzed corresponding solutions and attentive items in operation. Provided the communications and references for the similar plants and the research of related fields.

Ethylene process PVC;HTDCamp; LTDC combination;difficulties;suggestions

2017-08-10

李廣伍(1990—)，助理工程師；通信作者：：李廣伍，青海鹽湖鎂業有限公司，從事電石法PVC、乙烯法PVC、鉀堿的生產、技術工作。

TQ325.3

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1008-021X(2017)20-0092-02