氯化氫吸收制酸裝置在PVC生產(chǎn)中發(fā)揮的調(diào)節(jié)作用

王興來(lái)，孫文明，李海青，王永杰

（河北金?；す煞萦邢薰荆颖?滄州 061000）

1 建設(shè)氯化氫制鹽酸項(xiàng)目的意義

聚氯乙烯行業(yè)中，建廠(chǎng)歷史久的企業(yè)大多是電石法PVC生產(chǎn)裝置與氧氯化法生產(chǎn)裝置并存的現(xiàn)狀，可以根據(jù)原料市場(chǎng)的變動(dòng)，決定各個(gè)裝置的產(chǎn)能在生產(chǎn)中所占的比重。河北金?；げ捎玫氖锹纫彝椋ǘ纫彝椋?、電石為原料的聯(lián)合法工藝，即氯乙烷裂解生產(chǎn)的HCI，由電石生產(chǎn)的乙炔氣平衡生產(chǎn)VCM（氯乙烯）。這樣的原料結(jié)構(gòu)存在著嚴(yán)重的市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)其中一種原料價(jià)格急劇拉升時(shí)，無(wú)法對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。2008年電石價(jià)格居高不下，氯乙烷價(jià)格一路下跌，該公司抓住機(jī)遇，適時(shí)啟動(dòng)了12萬(wàn)t/a氯化氫吸收制酸項(xiàng)目，以在原料電石或氯乙烷市場(chǎng)價(jià)格發(fā)生變動(dòng)時(shí)，隨時(shí)調(diào)整各個(gè)生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能。

當(dāng)電石價(jià)格高居在3 000元以上時(shí)，如果氯乙烯裝置依舊滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)，產(chǎn)品成本將大幅提高，降低了產(chǎn)品的利潤(rùn)空間，甚至?xí)l(fā)生虧損。若將電石法降量生產(chǎn)，勢(shì)必會(huì)造成與其相關(guān)的氯乙烷裂解的生產(chǎn)同時(shí)降量，無(wú)法充分利用氯乙烷價(jià)格正在低谷的優(yōu)勢(shì)。

12萬(wàn)t/a氯化氫吸收制酸項(xiàng)目的建設(shè)，可以在電石價(jià)格高位時(shí)，將電石法降量75%甚至降至50%進(jìn)行生產(chǎn)，仍能夠保證氯乙烷裂解滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)。裂解富余出的HCl氣體通過(guò)該裝置制成鹽酸，進(jìn)行銷(xiāo)售，既可新增產(chǎn)品品種，又可降低電石消耗。

2 吸收制酸工藝流程

由裂解裝置送來(lái)的氯化氫氣體，進(jìn)入氯乙烯裝置區(qū)的緩沖罐后，通過(guò)管道引入氯化氫吸收裝置，管道內(nèi)的氣體壓力為0.16 MPa。氯化氫氣體依次進(jìn)入一級(jí)石墨吸收塔（一塔設(shè)計(jì)吸收效率為84%）、二級(jí)石墨吸收塔（二塔設(shè)計(jì)吸收效率為94%）和三級(jí)尾氣石墨吸收塔（三塔設(shè)計(jì)吸收效率為98%），氯化氫逐級(jí)被吸收后，剩余極少量未被吸收的氣體經(jīng)水力噴射器進(jìn)入稀鹽酸貯罐。一級(jí)石墨吸收塔的吸收介質(zhì)是從二級(jí)石墨吸收塔順流下來(lái)的稀鹽酸，二級(jí)石墨吸收塔的吸收介質(zhì)是從三級(jí)尾氣石墨吸收塔順流下來(lái)的稀鹽酸，三級(jí)尾氣石墨吸收塔的吸收介質(zhì)是從稀酸循環(huán)罐用泵送來(lái)的稀鹽酸，稀酸循環(huán)罐中補(bǔ)充來(lái)自外管網(wǎng)的一次水，一次水的加入由與液位連瑣控制的自控閥進(jìn)行控制。

稀鹽酸循環(huán)罐的稀鹽酸經(jīng)過(guò)酸泵，一部分打入水力噴射器后再返回稀鹽酸循環(huán)罐；另一部分經(jīng)酸泵進(jìn)入三級(jí)尾氣石墨吸收塔，與從二級(jí)石墨塔來(lái)的尾氣逆流接觸，再依次流入二級(jí)石墨吸收塔和一級(jí)石墨吸收塔。稀酸和氯化氫在一級(jí)石墨吸收塔和二級(jí)石墨吸收塔中都是順流從上而下，形成31%鹽酸，流入鹽酸中間罐，然后用鹽酸泵送至鹽酸外售罐區(qū)。

稀鹽酸貯罐和鹽酸中間罐的廢氣均進(jìn)入廢氣吸收塔（填料塔），經(jīng)一次水逆流吸收凈化后，由20 m高排氣管放空。吸收過(guò)尾氣的水流入稀鹽酸循環(huán)罐。為防止氣體中乙炔氣體在吸收塔處積聚，通入氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)。因吸收放熱，一級(jí)石墨吸收塔和二級(jí)石墨吸收塔需要用循環(huán)水進(jìn)行冷卻。裝置所需氯化氫原料氣、補(bǔ)充的吸收用一次水、冷卻用循環(huán)水、電、儀表氣、氮?dú)饩陕纫蚁┥a(chǎn)系統(tǒng)提供。

吸收制酸工藝流程框圖見(jiàn)圖1。

3 增添的主要設(shè)備、儀器

一級(jí)石墨吸收塔（F=100 m2）2臺(tái)；

二級(jí)石墨吸收塔（F=60 m2）2臺(tái)；

尾氣吸收塔（￠600 mm×3 570 mm）2臺(tái)；

稀酸循環(huán)罐（V=60 m3）1 臺(tái)；

鹽酸中間罐（V=30 m3）2 臺(tái)；

差壓變送器EJA110 2臺(tái)；

電磁流量計(jì)ABB47FT1F 1臺(tái)。

4 存在問(wèn)題及整改

由于該裝置建在位于黃驊港附近的新廠(chǎng)區(qū)內(nèi)，位置臨海，潮濕多風(fēng)，尤其是冬季，溫度極低，氣候條件比較惡劣。在設(shè)計(jì)初期，出于成本以及工期的考慮，計(jì)劃使用塑料管道、管件及閥門(mén)，后來(lái)，對(duì)裝置用料的材質(zhì)選擇進(jìn)行了調(diào)整，確定管道及管件選用鋼襯塑（20/PE）材質(zhì)，閥門(mén)選用鋼襯聚四氟乙烯閥門(mén)，稀酸及濃酸貯存容器選用玻璃鋼材質(zhì)。雖然比初期的設(shè)計(jì)投資額增加很大，但能夠提高裝置的開(kāi)工率，大大降低了裝置的運(yùn)行成本及維修強(qiáng)度。

在裝置自動(dòng)化控制方面，初期為追求短平快的要求，完全是手動(dòng)操作（因?yàn)橐恍┳钥亻y的訂貨周期比較長(zhǎng)），但意識(shí)到單純追求建設(shè)期暫時(shí)的快并不能提高裝置的生產(chǎn)效率，只有將生產(chǎn)工藝過(guò)程的自動(dòng)化控制水平提高了，才能最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)能增效的目的。為此，在整個(gè)工藝的主要環(huán)節(jié)都進(jìn)行了自控設(shè)計(jì)，包括氯化氫氣體進(jìn)料的計(jì)量與調(diào)節(jié)、吸收用水的補(bǔ)充采用自控調(diào)節(jié)，濃鹽酸用泵送去外售時(shí)，同樣采用自控閥開(kāi)關(guān)與計(jì)量，使得該裝置從入料、吸收至外送都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，減少操作用工數(shù)量并大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

5 項(xiàng)目效益分析

（1）經(jīng)濟(jì)效益

PVC 售價(jià) 5 800元/t（含稅），鹽酸 210元/t（含稅）計(jì)，12萬(wàn)t/a氯化氫吸收制酸項(xiàng)目建設(shè)前：氯乙烷裂解法PVC為10.9萬(wàn)t/a；電石法PVC為10.1萬(wàn)t/a；年均利潤(rùn)6 708萬(wàn)元，考慮折舊480萬(wàn)元/月、工資180萬(wàn)元/月因素，生產(chǎn)利潤(rùn)為-1 212萬(wàn)元/a。

12萬(wàn)t氯化氫吸收制酸項(xiàng)目建成后：氯乙烷裂解法PVC為10.9萬(wàn)t/a;電石法聚氯乙烯為4.1萬(wàn)t/a；由于電石法降量生產(chǎn)，氯乙烯動(dòng)力、經(jīng)費(fèi)單耗提高30%，聚氯乙烯成本提高113元/t，達(dá)到5642元/t，但因電石法PVC產(chǎn)量降低，鹽酸產(chǎn)量增加，使得年均利潤(rùn)達(dá)到11 830萬(wàn)元，考慮折舊480萬(wàn)元/月、工資180萬(wàn)元/月因素，生產(chǎn)利潤(rùn)為3 910萬(wàn)元/a。

項(xiàng)目建成后增加利潤(rùn)

3 910-（-1 212）=5 122（萬(wàn)元）。

（2）社會(huì)效益

項(xiàng)目建成后，為部分下崗人員提供了重新上崗的機(jī)會(huì)，社會(huì)效益明顯，在經(jīng)濟(jì)低迷的形勢(shì)下，提高了員工信心、承擔(dān)了企業(yè)的社會(huì)責(zé)任，增強(qiáng)了企業(yè)自身的榮譽(yù)感。

6 結(jié)語(yǔ)

12萬(wàn)t/a氯化氫吸收制酸項(xiàng)目達(dá)到了國(guó)內(nèi)同行業(yè)的先進(jìn)水平，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，確保公司能夠靈活地應(yīng)對(duì)原料市場(chǎng)價(jià)格的起伏不定，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，帶來(lái)了可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)聲譽(yù)。面對(duì)日益嚴(yán)峻的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)，該項(xiàng)目具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。