片堿生產系統安全工藝改進

任勇強 ，洪武

(新疆圣雄氯堿有限公司，新疆 吐魯番 838100)

1 工藝簡述

片堿生產工藝中70%堿液蒸發為98%熔融堿工藝流程是:50%堿進入濃效蒸發器通過蒸發濃縮生產的70%堿液自流進入濃堿罐，由濃堿泵送入最終濃縮器繼續濃縮至98%以上。70%堿液通過最終濃縮器的過程中，由熔鹽系統加熱。經最終濃縮器濃縮后的堿液在成品分離器內汽液分離，產生的二次蒸汽通過二次蒸汽管線進入大氣冷凝器內由循環水冷凝。冷卻后的二次冷凝液進入回收水槽,由回收水泵送至公用工程。片堿生產工藝流程如圖1所示。

2 存在的問題

大氣冷凝器為負壓操作，最終濃縮器產生的二次蒸汽由大氣冷凝器循環水冷卻為液態，內部形成負壓(正常控制在-25.00 kPa)。生產中會出現如下問題。

1—濃效蒸發器；2—濃堿罐；3—濃堿泵；4—最終濃縮器；5—成品分離器；6—再分配器；7—片堿機；8—大氣冷凝器。

(1)正常情況下，大氣冷凝器循環上水自控閥開度為40%～50%。如果遠傳負壓表管線結垢堵塞、負壓表故障或大氣冷凝器本體有漏點，都可能造成負壓下降，甚至可以達到正壓，此時大氣冷凝器循環水自控閥在“自動”狀態下會不斷開大，直至100%。此時回水管線不能將上水完全排凈(循環上水管線DN100,壓力0.50～0.65 MPa，回水管線DN125，靠重力排水)，大氣冷凝器會在很短的時間內被循環水充滿(現場試驗循環水閥位開度到60%時，15 min大氣冷凝器將被循環水充滿)，循環水可能通過二次蒸汽倒U形彎管線進入成品分離器與高溫熔融堿接觸，發生劇烈的放熱反應。

(2)堿液對設備、管線的腐蝕速率與堿液的溫度和濃度成正比，380 ℃的高溫熔融堿對設備的腐蝕性很強(雖然采用的鎳材，但1年左右就要進行修補、更換)，再分配器的分配堿桶經常腐蝕脫落，脫落物會堵塞下堿管線，導致熔融堿無法正常下料，只能在成品分離器積聚，嚴重時，熔融堿會通過二次堿蒸汽倒U形彎管線進入大氣冷凝器與循環水接觸，發生劇烈的放熱反應。

98%熔融堿與循環水接觸劇烈放熱，導致設備、管線內部壓力急劇升高，高溫濃堿會從設備、管線的焊縫、法蘭處噴出，嚴重時可能發生物理爆炸，存在極大的安全隱患。

3 改進措施

(1)針對設備、管線結垢下水不暢的情況，采用高壓清洗的方法解決。根據檢查情況，制定高壓清洗計劃，每6個月對設備、管線進行1次高壓清洗；同時，在下水管線上安裝玻璃視鏡，通過視鏡觀察下水情況。

(2)針對負壓表故障或大氣冷凝器本體有漏點，造成大氣冷凝器循環水溢流至成品分離器的情況，采用了如下措施。通過統計對比，正常運行時，大氣冷凝器循環水自控閥開度50%就能滿足系統負壓要求，最終確定給循環水自控閥設定最大閥位限定。當大氣冷凝器負壓下降，循環水自控閥不斷開度時，最大閥位開到65%；如果系統負壓還無法保持，須查找其他原因。

(3)針對再分配器的分配堿桶腐蝕脫落堵塞下堿管，熔融堿在成品分離器積聚的情況，采取的措施如下：利用定檢機會檢查堿桶腐蝕速率，通過腐蝕情況制定檢修計劃，每3個月檢修1次。同時，為防止意外發生，在成品分離器上50 cm處加裝接觸式料位開關，并與濃堿泵形成聯鎖，當熔融堿觸發料位開關時，濃堿泵停止，系統斷堿。

改造后片堿生產工藝流程如圖2所示。

1—濃效蒸發器；2—濃堿罐；3—濃堿泵；4—最終濃縮器；5—料位開關；6—成品分離器；7—再分配器；8—片堿機；9—大氣冷凝器；10—視鏡。

4 結語

采取以上措施后，循環水與熔融堿接觸的情況未再發生，改造效果良好。