探尋經(jīng)濟、環(huán)保的液氯氣化器升溫條件

范 君

（藍星化工有限責任公司，山西 太原 030021）

藍星化工公司是專業(yè)生產(chǎn)TDI產(chǎn)品的國有大型企業(yè)，3萬t/a光氣法TDI裝置于2003年6月投料試生產(chǎn)一次成功，目前，裝置的生產(chǎn)能力已達到4萬t/a，生產(chǎn)過程中需要大量的液氯原料，為此，建有專門的液氯貯運車間，正常生產(chǎn)情況下，液氯通過氣化器加壓法輸送到下一工段。

1 常規(guī)方法存在的問題

氣化器加壓法顧名思義就是利用加壓的氯氣輸送液氯原料的方法，在操作過程中，部分液氯經(jīng)過截止閥進入氣化器內(nèi)，氣化器是外有夾套的雙封頭立式容器，夾套內(nèi)通有由蒸汽加熱的熱水，從而使其內(nèi)部的液氯受熱氣化產(chǎn)生較高壓力的氯氣，以此對液氯貯罐內(nèi)的液氯進行輸送。該工藝具有設(shè)備簡單，投資少的優(yōu)點，過程不需要復雜的工藝和額外的附屬設(shè)備，因此，被國內(nèi)大量的用氯企業(yè)所采用。但是，由于液氯氣化過程中合適的溫度值難以把握，很容易造成超溫超壓的現(xiàn)象，同時，輸送過程結(jié)束后的降壓操作也需要比較長的時間，由于氯氣為劇毒氣體，輸送完畢的部分高壓氯氣還需通過堿破壞來中和，既不經(jīng)濟又容易造成二次污染。該公司經(jīng)過勘察，發(fā)現(xiàn)氣化槽中的熱水由蒸汽加熱無離子水產(chǎn)生，熱水溫度主要由加熱蒸汽的調(diào)節(jié)閥開度控制，蒸汽調(diào)節(jié)閥開度大熱水溫度高，液氯急速氣化；蒸汽調(diào)節(jié)閥開度小，液氯氣化時間長，輸送過程緩慢。綜上，急需找尋加熱蒸汽閥的合適開度，以達到用最少的液氯消耗完成液氯輸送，使整個過程最經(jīng)濟、最環(huán)保。

2 解決方案的確定

控制蒸汽閥門開度的是1臺現(xiàn)場自動控制閥見圖1，其開度由DCS中控室控制，通過改寫操作電腦上的閥門開度數(shù)據(jù)達到控制閥門開度的目的，整個過程都在電腦上有數(shù)據(jù)曲線記錄見圖2。

為了找到最適合的蒸汽控制閥開度達到降低液氯消耗的目的，對液氯氣化器每次輸送操作所消耗的液氯量進行了記錄，表1為2011年6月1日至25日所的監(jiān)測數(shù)據(jù)，每次蒸汽閥門開度操作對應1個當日液氯消耗（t/次）。

氣化槽升壓損耗數(shù)據(jù)來源于氣化操作中為氣化器提供液氯的氣化槽的液位損失，蒸汽閥門開度由圖2電腦DCS記錄數(shù)據(jù)得到。表1顯示，蒸汽閥門開度初始小，工作時間長，相慶消耗增加；開度增加到一定程度后，消耗降低，然后再增加。

表1 液氯消耗的監(jiān)測數(shù)據(jù)

3 找尋最佳閥門開度

如表1所示，蒸汽閥門開度與汽化槽升壓消耗具有一定的關(guān)系。以氣化槽升壓消耗為Y軸，蒸汽閥門開度為X軸，運用統(tǒng)計分析軟件得出X與Y的擬合線圖見圖3。

對圖3進行相關(guān)性分析，根據(jù)一般的液相膨脹原理，在液氯加熱膨脹的過程中，蒸汽閥門開度小，升壓不充分，工作時間長，相應液氯消耗增加。隨著開度增加到一定值，氣化器中的液氯大量氣化，超過需要值，最終，又不得不通過泄壓來降壓確保系統(tǒng)安全，所以，消耗又開始增加，符合規(guī)律。根據(jù)統(tǒng)計軟件給出的擬合線方程：氣化槽升壓損耗=（8.829 0-0.208 0）蒸汽閥門開度+0.001 480蒸汽閥門開度2可以看出，氣化槽升壓消耗（Y）和蒸汽閥門開度X有這樣的2次關(guān)系，當開度X取值為70時，消耗最小。在X為70時，對Y進行了驗證，證明當開度X為70時，消耗1.49t，與歷史消耗最低水平1.48基本吻合。

4 運行效益分析

采用財務收益計算方法：收益=液氯消耗差值（現(xiàn)狀-目標）×天數(shù)（按300天算）×液氯價格，每年的財務收益預估為43.2萬元。

在以前的液氯氣化控制操作過程中，溫度控制沒有合理的參照，一切全憑經(jīng)驗，導致大量的氯氣原料在堿液中和塔中中和，液氯消耗非常嚴重，最多時，月?lián)p失超過萬元，而且，時高時低的氣化壓力也不利于控制，很容易造成巨大的破壞，污染至周邊環(huán)境，找到了科學合理的蒸汽開度控制規(guī)律以后，液氯消耗迅速降至歷史最低，周邊環(huán)境得到大大改善。