氯堿廠持續(xù)改進項目及成果

李鴻俊，董 雷

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾161033）

黑龍江昊華化工有限公司2009年新建的氯堿廠產(chǎn)能為25萬t/a離子膜燒堿。自2010年11月裝置開車以來，裝置運行平穩(wěn)。所產(chǎn)32%離子膜燒堿，液氯、次氯酸鈉、工業(yè)鹽酸等產(chǎn)品優(yōu)級品率均為100%。為實現(xiàn)生產(chǎn)成本最小化，利潤最大化，該公司在保障平穩(wěn)生產(chǎn)的基礎上，積極改造、加強操作，持續(xù)改進。

1 一次鹽水工序持續(xù)改進項目

1.1 降低原鹽消耗

1.1.1 問題描述

隨著原鹽價格的不斷上漲，原鹽消耗成本占燒堿生產(chǎn)成本的比例越來越大。該公司“25萬t/a離子膜燒堿”裝置投入運行以來，平均噸堿消耗原鹽為1.495t。

1.1.2 影響因素

（1）計量原鹽用的電子秤時常出現(xiàn)計數(shù)不準確，導致原鹽實際消耗量與電子秤計量數(shù)出現(xiàn)偏差。

（2）化鹽崗上鹽時，皮帶會出現(xiàn)跑偏現(xiàn)象，影響電子秤計量準確度。另外，上鹽時皮帶四周有時會散落一部分原鹽，造成原鹽損耗。

（3）化鹽桶清理鹽泥時，沒有充分回收排放的鹽泥水中的原鹽，造成原鹽損耗。

（4）鹽泥槽中鹽泥經(jīng)壓濾機壓濾時，沒有充分回收其中的原鹽。經(jīng)對濾餅取樣分析，濾餅中氯化鈉含量為10%～12%，造成原鹽損耗。

（5）燒堿系統(tǒng)因設備維修或者異常事故處理需要停車時，返回化鹽工序的淡鹽水常含氯，排入地溝，未進行回收，造成原鹽損耗。

1.1.3 改進措施

（1）及時校驗電子秤，保證原鹽計量準確。工序每日根據(jù)燒堿產(chǎn)量對上鹽量進行考核，當實際消耗數(shù)與電子秤計量數(shù)出現(xiàn)偏差時，及時通知計量人員校秤。

（2）加強化鹽工崗位操作。要求化鹽工每次上鹽時，必須在皮帶旁巡視，防止皮帶跑偏，并及時清理散落在皮帶四周原鹽，減少損耗。

（3）化鹽桶運行約30天，粗鹽水中NaCl濃度低于300 g/L，有效鹽層低于3 m，準備清理化鹽桶，倒換備用化鹽桶。停止向要倒化鹽桶上鹽，減少化鹽水量，保持化鹽水溫度。保持倒后粗鹽水中NaCl濃度為300～310 g/L，繼續(xù)化鹽，并加入精制劑。當已倒完化鹽桶，氯化鈉含量低于200 g/L時，停供化鹽水，將清液通過排放閥，放進回收槽中，并用泵送至運行的化鹽桶中進行化鹽。

（4）加強鹽泥壓濾操作。要求各班組將鹽泥池內(nèi)鹽泥加風攪拌，同時，將膜脫硝軸封水及活性炭過濾器反洗水回收用于稀釋鹽泥，既節(jié)省生產(chǎn)水，又降低鹽泥中氯化鈉的濃度，經(jīng)壓濾機壓濾后，充分回收鹽泥中的原鹽。經(jīng)此改進，濾餅中氯化鈉含量可以降至5%左右。

（5）當燒堿系統(tǒng)因設備維修或者異常事故處理需要停車時，將返回化鹽工序的含氯淡鹽水進行回收，排入化鹽水貯槽中。生產(chǎn)正常運行后，再用泵將其送回電解工序重新脫氯，然后返回淡鹽水系統(tǒng)。

1.1.4 預期目標及收益

通過以上各項改進措施的實行，2012年，氯堿車間噸堿原鹽消耗力爭由1.495 t降至1.485 t，按2012年燒堿計劃22萬t/a核算，1年可節(jié)省94.5%原鹽（1.495-1.485）×220 000/94.5%≈2 328.04（t），以每噸原鹽450元計，則1年可節(jié)省資金2 328.04×450≈104.761（萬元）。

1.2 降低碳酸鈉消耗

1.2.1 問題描述

公司“25萬t/a離子膜燒堿”裝置投入運行以來，噸堿碳酸鈉消耗一直較高，平均噸堿消耗碳酸鈉15 kg，增加了燒堿生產(chǎn)成本。

1.2.2 影響因素

（1）進料時，碳酸鈉總量及單袋重量可能與實際情況不符。

（2）在化料過程中，操作人員有時沒有倒盡袋裝碳酸鈉或者配比濃度偏高，增加了消耗。

（3）為保證精鹽水Ca2+指標合格，粗鹽水中過碳酸鈉質(zhì)量濃度要求控制為0.3～0.5 g/L，主控人員有時控制在合格范圍偏上限，增加了噸堿碳酸鈉消耗。

（4）原鹽中Ca2+含量偏高，增加了碳酸鈉消耗。

1.2.3 改進措施

（1）嚴格核實碳酸鈉領入量。每次進料，工段隨機抽取2袋物料進行稱重，核對是否符合標準重量，并由當班班長核對進料數(shù)量，以保證碳酸鈉領入量準確無誤。

（2）加強化料操作。要求操作人員每次化料時，精細操作，將每袋碳酸鈉徹底倒盡，并嚴格控制碳酸鈉配比濃度，減少物料損耗。

（3）加強分析及主控人員崗位精細化操作。要求分析人員及時、準確取樣分析，并將分析結(jié)果及時報給主控人員。在保證精鹽水Ca2+合格的情況下，主控人員將粗鹽水中過碳酸鈉含量控制在偏下限 （0.3～0.4 g/L），減少噸堿碳酸鈉消耗。

（4）提高原鹽質(zhì)量，控制Ca2+含量。各精制劑消耗與原鹽中氯化鈉及Ca2+含量有很大關系，要求進廠原鹽質(zhì)量保證值為NaCl≥95%，Ca2+≤0.17%。

1.2.4 預期目標及收益

通過以上各項改進措施的實行，2012年，氯堿車間噸堿碳酸鈉消耗力爭由15 kg降至11 kg，按2012年燒堿計劃22萬t/a核算，一年可節(jié)省碳酸鈉（15-11）×220 000/1 000=880（t），每噸碳酸鈉 1 900元計，則一年可節(jié)省資金 880×1 900=167.2（萬元）。

1.3 降低三氯化鐵消耗

1.3.1 問題描述

噸堿三氯化鐵消耗一直較高，平均噸堿消耗三氯化鐵0.2 kg，增加了燒堿生產(chǎn)成本。

1.3.2 影響因素

（1）進料時，三氯化鐵總量及單袋重量可能與實際情況不符。

（2）在化料過程中，操作人員有時沒有倒盡袋裝三氯化鐵或者配比濃度偏高，增加了消耗。

（3）為保證精鹽水 Ca2+、Mg2+指標合格，主控人員有時向粗鹽水中加入過量的三氯化鐵，增加了噸堿三氯化鐵消耗。

（4）原鹽中 Ca2+、Mg2+含量偏高。

1.3.3 改進措施

（1）嚴格核實三氯化鐵的領入量。每次進料，工序隨機抽取2袋物料進行稱重，核對是否符合標準重量，并由當班班長核對進料數(shù)量，以保證三氯化鐵領入量準確無誤。

（2）加強操作人員化料操作。要求操作人員嚴格控制向粗鹽水中加入三氯化鐵不過量。

（3）提高原鹽質(zhì)量，控制 Ca2+、Mg2+含量。要求進廠原鹽質(zhì)量為:NaCl≥95%，Ca2+≤0.17%，Mg2+≤0.10%。

1.3.4 預期目標及收益

通過以上各項改進措施的實行，2012年，氯堿車間噸堿三氯化鐵消耗力爭由0.20 kg降至0.18 kg，按2012年燒堿計劃22萬t核算，一年可節(jié)省原鹽（0.20-0.18）×220 000/1 000=4.4（t），以每噸三氯化鐵5180元計，則一年可節(jié)省資金4.4×5180=2.28（萬元）。

1.4 降低純水消耗

1.4.1 問題描述

一次鹽水工序純水用量很大，直接影響燒堿生產(chǎn)成本。

1.4.2 影響因素

一次鹽水工序純水主要用做膜脫硝裝置的軸封水及脫硝膜的清洗液。

1.4.3 改進措施

（1）將部分機泵的軸封水管線串聯(lián)，根據(jù)電機溫度，盡量減少軸封水用量。

（2）將用做軸封水及清洗液的純水，回收至本工序的鹽泥池，用于稀釋鹽泥。

1.4.4 預期目標及收益

通過以上各項改進措施的實行，一次鹽水工序力爭純水用量由現(xiàn)10.0 t/h降至5.0 t/h，按年運行8 000 h計算則一年可節(jié)省純水 （10.0-5.0）×8 000=40 000 t，以每噸純水3.4元計，則1年可節(jié)省資金40 000×3.4=13.6（萬元）。

2 電解工序持續(xù)改進項目

2.1 降低堿耗

電解工序消耗燒堿包括樹脂塔再生用堿和脫氯塔脫氯用堿。

2.1.1 存在問題

樹脂塔堿再生樣堿度要求大于0.5當量為合格，實際生產(chǎn)中，為更好地保證堿度控制均為0.8當量左右，加大了堿的使用量。在脫氯塔加堿方面，為了保證淡鹽水中不含游離氯，在以往操作中將加堿pH值控制偏上限，（加堿pH值允許控制范圍是10.0～11.0），另外，淡鹽水中的pH值若偏高，又會增加一次鹽水工序酸的消耗。

2.1.2 影響因素

降低樹脂塔及脫氯塔堿耗，需提高操作人員的操作水平。

2.1.3 整改措施

（1）樹脂塔方面，首先，將堿再生樣堿液控制為0.5～0.6當量，減少堿的使用量；其次，在鈣、鎂、鐵指標合格的情況下，延長樹脂塔的運行時間，減少堿的消耗。

（2）脫氯塔方面，采取精細化操作，在不含氯的情況下，嚴格控制淡鹽水pH值為10.5以下。同時，將化驗分析取樣時排放的堿液進行回收。

2.1.4 預期目標及收益

通過以上改進，爭取將燒堿單耗由0.03 t/t降至 0.022 t/t。年節(jié)約資金為：2 700 元（堿價格）×0.008 t×220 000 t=475.2（萬元）。

2.2 降低高純酸使用的單耗

2.2.1 存在問題

電解工序使用高純酸的設備有樹脂塔和脫氯塔。樹脂塔酸的再生酸度大于1.0視為合格，在以往的實際生產(chǎn)中，取樣分析，酸的再生酸度值為1.39～1.60；脫氯塔加酸pH值要求控制為1.0～1.5，為保證指標的合格，將其基本控制在下限,不僅多耗酸，還會在一次鹽水工序多耗堿。

2.2.2 整改措施

（1）將樹脂塔酸再生樣酸度嚴格控制為1.0～1.1。

（2）將脫氯塔加酸pH值控制在1.4～1.5。

2.2.3 預期目標及收益

通過以上改進，爭取將高純酸單耗由155 kg/t降至 140 kg/t，節(jié)約資金：400 元（酸價格）×0.015 t×220 000 t（年產(chǎn)堿）=132（萬元）。

2.3 間斷開氯酸鹽分解工序

2.3.1 存在問題

出槽淡鹽水中氯酸鹽含量為7 g/L以下時，未及時停氯酸鹽分解設備，致使能源浪費。

2.3.2 影響因素

化驗分析淡鹽水中氯酸鹽含量的精確度及操作人員的準確判斷。

2.3.3 整改措施

要求淡鹽水中氯酸鹽含量達到7 g/L時開氯酸鹽工序。氯酸鹽工序自2011年3月25日-2012年2月27日開車，汽耗為605 kg/h，機泵耗電11 kW。開車后期，取樣分析氯酸鹽含量一直為2.47 g/L左右，故決定于2012年2月27日9時53分停氯酸鹽工序。停氯酸鹽工序后，要求化驗分析每班繼續(xù)跟蹤分析氯酸鹽含量。

2.3.4 預期目標及收益

氯酸鹽工序停車可減少蒸汽用量和減少1臺11 kW電機的用電量，年可節(jié)約蒸汽價值：102×0.605×24×365=54.06（萬元）；年可節(jié)電價值：0.64×11×24×365=6.17（萬元）。

2.4 離子膜維護與電解槽維修

2.4.1 存在問題

陰極網(wǎng)毛刺，壓差波動易引發(fā)膜針孔，進而導致陽極網(wǎng)的腐蝕。

2.4.2 整改措施

電解維修工段將出現(xiàn)針孔的離子膜進行修補，提高離子膜的利用率，同時，對電解槽陽極網(wǎng)進行補焊。

2.4.3 預期目標及收益

將出現(xiàn)針孔的離子膜修補好，將電解槽腐蝕壞的極網(wǎng)進行補焊后，提高了離子膜及電解槽的利用率。

以1.6萬元/張離子膜計，每修補1張離子膜，可節(jié)約資金1.6萬元，已補39張；每補焊1臺電解槽可節(jié)約資金0.8萬元，已補焊5臺；年共節(jié)約資金66.4萬元。

3 氯氣處理工序持續(xù)改進項目

3.1 事故氯系統(tǒng)節(jié)電

3.1.1 問題描述

從2010年11月開車以來，事故氯系統(tǒng)一、二級塔都處于運行狀態(tài)。由于生產(chǎn)正常時廢氯很少，用二級塔循環(huán)足已吸收這些廢氯，同時一級塔循環(huán)吸收泵電機功率又很高，一、二級同時運行，勢必增大電耗。

3.1.2 影響因素

（1）崗位操作人員精心程度。

（2）生產(chǎn)是否正常。

（3）生產(chǎn)異常時，是否能及時和其他生產(chǎn)工序協(xié)調(diào)，啟動一級循環(huán)塔。

3.1.3 改進措施

在生產(chǎn)正常時，用二級塔循環(huán)吸收；在開停車或生產(chǎn)異常時，用一、二級塔循環(huán)吸收，確保生產(chǎn)平穩(wěn)運行。

3.1.4 預期目標及收益

生產(chǎn)正常時停1臺功率75 kW電機。

一級循環(huán)吸收泵功率為75 kW，以年生產(chǎn)時間8 000 h、電價0.64元/kW·h計，生產(chǎn)異常或開停車時間按1 000 h估算，停用的一級循環(huán)吸收泵年可節(jié)電：75 kW×（8 000-1 000）h=525 000 kW·h

年可節(jié)約資金：525 000×0.64=33.6（萬元）。

3.2 降低次鈉耗堿

3.2.1 問題描述

2011年，次鈉耗堿為 160 kg/t，2012年，為節(jié)約挖潛、降低消耗、推進持續(xù)改進項目，把次鈉耗堿定為127 kg/t。

3.2.2 影響因素

（1）堿液的配比濃度。

（2）崗位操作人員的精心程度。

（3）每小時分析含堿的準確程度。

（4）過氯現(xiàn)象導致廢品產(chǎn)生。

3.2.3 改進措施

（1）要求吸收堿液的配比濃度控制到下限14%。

（2）提高崗位人員操作水平，精心操作，杜絕誤操作現(xiàn)象。

（3）及時分析含堿，根據(jù)含堿情況與液氯工序進行協(xié)調(diào)。

（4）當生產(chǎn)異常時，有大量事故氯氣需要吸收，應根據(jù)含堿情況及時加堿或切換到循環(huán)槽中，配置新堿吸收，同時開一級塔循環(huán)吸收系統(tǒng)進行吸收。

3.2.4 預期目標及收益

通過以上改進措施，爭取完成預期目標（次鈉耗堿降到 127 kg/t）。

以次鈉產(chǎn)量按150 t/月計，年產(chǎn)次鈉1 800 t。

年節(jié)約資金：（160-127）×1 800×2 700/1 000=16.038（萬元）。

4 氫氣處理工序持續(xù)改進項目

氫氣處理工序持續(xù)改進項目內(nèi)改換低功率電機，降低電耗。

氫氣處理工序水流泵系統(tǒng)所用水泵電機功率為75 kW，送水量因電機功率過大，送水量超過水流泵系統(tǒng)和吸收用水量，大部分用于自身循環(huán)，耗費了一定的能源。

以功率為22 kW電機替換75 kW電機。

改進后將完全滿足氯化氫合成系統(tǒng)中生產(chǎn)水系統(tǒng)的生產(chǎn)要求，年節(jié)約電費（75-22）×24×360×0.64=29.31（萬元）。

5 持續(xù)改進項目的效果

通過對一次鹽水、電解、氯氣處理、氫氣處理工序的持續(xù)改進，節(jié)能降耗經(jīng)濟效益十分顯著，共節(jié)約資金達1 100.618萬元。同時，一次鹽水工序?qū)鹊}水的回收保證了空氣質(zhì)量，避免了含氯淡鹽水對環(huán)境的污染。