淺析氯乙烯轉化器停運后氣體回收的改進措施

趙娜　申德強　林偉　秦永勝　常曉磊

摘要：用新的回收方式回收停運轉化器內部的氣體。

關鍵詞：轉化器;VC氣體;乙炔;著火爆炸

引言

當單臺轉化器停運時，需將其內部氣體（其成分：VC氣體、乙炔、氯化氫）泄壓、置換合格后，方可更換觸媒或進行檢修。由于氣相組分絕大部分為易燃易爆、易中毒的物質，直接排放到大氣中，易發生環保、著火、爆炸等事故。

1生產原理

氯化氫、乙炔氣體，在預熱器內和熱水加熱后，進入一、二段轉化器，在觸媒的催化作用下進行加成反應，反應后的生成物：VC氣體及少量未反應的乙炔、氯化氫氣體，由總管送至凈化工序[1]，如圖1。

2物料特性

（1）VC氣體的特性。常溫常壓下為無色、有乙醚香味的氣體，易燃易爆、有毒，爆炸范圍：3.6～31%（體積比）。中毒后，使人出現麻醉、頭暈、神志不清、呼吸困難等現象。（2）乙炔氣體的特性。常溫常壓下比空氣略輕，能溶于水和有機溶劑的無色氣體，與空氣能形成爆炸混合物即2.3-81%。（3）氯化氫氣體的特性。無色、窒息性氣體，對上呼吸道有強烈刺激性。[2]密度1.6391kg/m3（氣），遇水形成鹽酸，具有強烈的腐蝕性。

3回收措施的改進

現采用是：在N1管口增加臨時軟管用水吸收的方式進行處置，此種措施，僅僅能夠吸收溶解度比較大的氯化氫氣體，難以吸收VC和乙炔這樣溶解度較小的氣體[3]。現從每臺轉化器的N1口處增加一條DN50的UPVC管道，經總管進泡沫塔氣相進口（如圖虛線）。

（1）單臺轉化器每次停運后，需要回收的氣體量。單臺轉化器筒體規格：DN3000*3000mm，上封頭H=962mm，列管直徑DN50，列管1370根，轉化器下封頭填料：瓷球1.24m3，拉西環1.27m3;V1=1370πr2H+1/3πr2h·2-1.24-1.27=1370*3.14*0.052*3+1/3*3.14*1.52*0.962*2-1.24-1.27=34.28452（m3），一段轉化器：壓力40kPa，溫度160℃，共計35臺。組分占比：氯化氫：25%，乙炔：20%，氯乙烯：55%;氯乙烯：ρ=PM/RT=（40+0.1）*62.5/8.314*（273+160）=0.696（kg/m3），乙炔：ρ=PM/RT=（40+0.1）*26/8.314*（273+160）=0.29（kg/m3），氯化氫：ρ=PM/RT=（40+0.1）*36.5/8.314*（273+160）=0.407（kg/m3），單臺轉化器內氣體密度：ρ=25%*0.407+20%*0.29+55%*0.696=0.543（kg/m3），單臺轉化器回收氣量：m=ρ*V=0.543*34.28452=18.616kg，回收氣體總量：18.616*35=651.56kg（VC：358.36kg，乙炔：130.312kg，氯化氫：162.89kg）。

（2）二段轉化器：反應壓力30kPa，反應溫度150℃，共計33臺，組分占比：氯化氫：10%，乙炔：2%，氯乙烯：88%;氯乙烯：ρ=PM/RT=（30+0.1）*62.5/8.314*（273+150）=0.535（kg/m3），乙炔：ρ=PM/RT=（30+0.1）*26/8.314*（273+150）=0.223（kg/m3），氯化氫：ρ=PM/RT=（30+0.1）*36.5/8.314*（273+150）=0.312（kg/m3），單臺轉化器內氣體密度：ρ=10%*0.312+2%*0.223+88%*0.535=0.506（kg/m3），單臺轉化器回收氣量：m=ρ*V=0.506*34.28452=17.348kg，回收氣體總量：17.348*33=572.484kg（VC：503.785kg，乙炔：11.44kg，氯化氫：57.25kg）。68臺轉化器，共回收氣體：1224.044kg（VC：862.145kg，乙炔：244.812kg，氯化氫：220.14kg）

4結束語

此種方式進行回收，氯化氫在泡沫塔內被自循環的鹽酸吸收，VC氣體和極少量的乙炔氣體進入精餾系統，氣體VC轉化為液相，乙炔由變壓吸附工序回收后，經預熱器，進入轉化器進行反應[4]。此舉，杜絕了轉化器進行泄壓、置換時，設備內部間外溢的氣體造成的環保污染，更為裝置的安全穩定運行和職工的身體健康提供了保證。為防止轉化器列管出現泄漏，熱水進入氣相系統，及受環境、介質溫度影響，

UPVC管道會產生一定程度的形變，定期對轉化器列管、氣體回收管道各密封點進行查漏，是要特別注意的[5]。

參考文獻：

[1]吳玉昆，方誠，黨宏斌，鄭昕.GB14544-2008電石乙炔法生產氯乙烯安全技術規程.

[2]卞正銀，陸曉理，李潔濤，楊保紅，沈士華，張懷海，GB21550-2008聚氯乙烯人造革有害物質限量.

[3]張吉瑞，孫福楠，杜漢盛，方華，周鵬云，楊任.GB/T14602-2014電子工業用氣體氯化氫.

[4]邴涓林，黃志明.聚氯乙烯工藝技術[M].北京：化學工業出版社，2008.

[5]嚴福英.聚氯乙烯工藝學[M].北京：化學工業出版社，1990.