電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊紅霞，崔亞新，李樹峰，師紅平

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

楊紅霞，崔亞新，李樹峰，師紅平

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

介紹了提高電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)應(yīng)用效果的措施及其收益。

電石渣漿；乙炔氣；發(fā)生器；水環(huán)真空泵；脫吸塔

黑龍江昊華化工有限公司 （以下簡稱黑龍江昊華）二期30萬t/a PVC樹脂生產(chǎn)工藝采用濕法電石乙炔工藝，共有6臺乙炔發(fā)生器，年產(chǎn)生約400萬t電石渣漿，渣漿中乙炔氣含量約在300～400 mg/kg范圍內(nèi)，可行性研究論證后，該公司引進武漢市德賽克表面技術(shù)有限責(zé)任公司電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)對電石渣漿中乙炔氣回收利用。該套裝置已于2013年4月安裝調(diào)試并交付使用，目前裝置運行平穩(wěn)。

1 電石渣漿中乙炔損失途徑與機理

乙炔在電石渣漿中損失的途徑與機理主要有以下3個方面。

（1）由于電石雜質(zhì)含量高、發(fā)氣量低、破碎后粒徑偏大、反應(yīng)時間短等原因，排渣過程中存在未完全反應(yīng)的碳化鈣顆粒；

（2）乙炔氣在電石渣漿中的溶解為過飽和，排渣過程中渣漿夾帶及溶解的乙炔氣因外界壓力降低自然揮發(fā)；

（3）電石渣漿主要組分Ca（OH）2在碳化鈣顆粒表面形成保護層延緩了反應(yīng)，同時Ca（OH）2有很強的吸附能力，大量乙炔氣被吸附，并隨著發(fā)生器排渣被浪費掉。

2 電石渣漿中乙炔氣回收原理

根據(jù)渣漿中乙炔氣的溶解度隨溫度升高，壓力降低而減小的原理采用微溫活化、負(fù)壓脫吸技術(shù)回收渣漿中溶解乙炔氣。具體過程中通過增加攪拌破壞碳化鈣顆粒外部包裹層，延長渣漿停留時間等方法使碳化鈣顆粒能進一步完全反應(yīng)。

3 工藝流程簡述

從濕式乙炔發(fā)生器溢流出來的電石渣漿，經(jīng)溢流管進入渣漿緩沖罐中進行緩沖活化，活化后的電石漿料經(jīng)渣漿泵送入脫吸塔中，進入脫吸塔中的電石漿料在負(fù)壓狀態(tài)下進行閃蒸脫吸；脫吸出來的乙炔氣通過乙炔冷卻器冷凝冷卻降溫，脫出其中的水

分，冷凝水排入安全水封；脫水后的乙炔氣經(jīng)氣體輸送泵進入氣水分離器一部分進入樣氣冷卻器，冷卻后進入含氧量在線分析儀進行含氧量實時監(jiān)測，氧含量如高于1%時，乙炔氣從切斷閥經(jīng)氣體緩沖罐，通過流量計計量后送入乙炔氣總管送乙炔氣柜。脫吸后的電石渣漿從脫吸塔底部經(jīng)安全槽溢流進入渡槽或沉降池，工藝流程示意圖見圖1。

圖1 工藝流程示意圖

4 運行效果

4．1 回收效果

渣漿中乙炔氣得到了充分回收利用，平均回收率達到95%以上，回收的乙炔氣平均純度大于90%，氧含量小于1%，回收乙炔氣與原系統(tǒng)乙炔氣混合后總管中硫化氫，磷化氫含量檢測合格，乙炔氣回收情況統(tǒng)計見表1。

表1 乙炔氣回收情況統(tǒng)計表

4.2 運行效果

電石渣漿回收乙炔氣裝置在黑龍江昊華投用以來，雖然相對較為平穩(wěn)，但是也出現(xiàn)了一系列問題與故障，給生產(chǎn)與安全帶來了不小的麻煩，該公司針對出現(xiàn)的問題認(rèn)真查找原因、總結(jié)分析，不斷采取相應(yīng)改進措施，提升運行效果。

4.2.1 水環(huán)真空泵板式換熱器堵塞

原因分析。水環(huán)真空泵是為系統(tǒng)提供負(fù)壓的關(guān)鍵設(shè)備，脫吸塔真空度一般設(shè)定為70～80 MPa，因此水環(huán)真空泵運行的好壞，直接影響到回收乙炔氣的量。真空度低，脫吸效果差，乙炔回收量??；真空度高，脫吸效果好，乙炔回收量大。但并不是真空度越大越好，一般控制不超過-80 MPa，因為從發(fā)生器溢流管出來到脫吸塔的渣漿含有許多霧狀小顆粒，在真空度過高的情況下，同時被吸入水環(huán)真空泵，而在板式換熱器中與5℃水進行間壁式熱交換，析出沉淀物Ca（OH）2，使本來就很小的板式換熱器間隙很快堵塞，影響水環(huán)泵的正常運行。

處理方法。從安全的角度考慮，處理板式換熱器最好是停車后處理，卸下板式換熱器用一次水沖洗，如果堵塞不嚴(yán)重，可以沖開，然后再用稀鹽酸循環(huán)洗滌，消除垢層；如果堵塞嚴(yán)重，就要拆開板式換熱器，這時一定要記住板與板之間的順序，避免倒錯，然后用稀鹽酸逐片洗滌，最后用清水沖洗，而后安裝，此過程要注意墊片的嚴(yán)密性。

4.2.2 回收系統(tǒng)含氧高且持續(xù)不降

原因分析：乙炔回收系統(tǒng)在剛開車或者在切換發(fā)生器的過程中往往含氧超標(biāo)，且持續(xù)不降，原因有以下幾個方面。（1）在剛開車時氮氣排空的置換不徹底，有死角，系統(tǒng)內(nèi)空氣含量多導(dǎo)致含氧高；（2）發(fā)生器切換時閥門切換順序不正確，或者溢流閥沒關(guān)嚴(yán)，有內(nèi)漏現(xiàn)象；（3）渣漿緩沖罐、脫吸塔或者回收系統(tǒng)某個設(shè)備有漏點；（4）含氧儀變色硅膠失色。

處理方法：（1）在電石渣漿回收乙炔氣裝置的初次開車或停車后的開車過程中，一定要保證氮氣置換的徹底性，尤其是液相管線的置換，開渣漿緩沖罐頂部的氮氣閥，一路從發(fā)生器溢流出來的總管盲板上排空，一路經(jīng)補壓管道通過脫吸塔、冷卻器、水環(huán)真空泵，到乙炔進入氣柜總管處排空；另一路從水環(huán)真空泵出來到含氧儀取樣口排空，確保置換的徹底性。同時注意取樣要有代表性，要多點位取樣、多時段取樣，保證各個點的含氧小于3%，然后考慮進渣漿；（2）在發(fā)生器切換過程中也會有含氧超標(biāo)的現(xiàn)象。該公司乙炔系統(tǒng)共6臺發(fā)生器，正常生產(chǎn)時4開2備，如果有故障要停車檢修時，需切換發(fā)生器，也就是要切換溢流大閥，而在這個過程中預(yù)防含氧超標(biāo)是有技巧的，在往系統(tǒng)切入發(fā)生器時，應(yīng)先關(guān)掉去溢流渡槽的大閥，然后再打開去回收系統(tǒng)的切換閥；切出發(fā)生器時也是同樣的順序，這樣就可以避免因系統(tǒng)負(fù)壓而吸入空氣。但有時候雖然按此順序操作了，含氧也會超標(biāo)，這種情況大多是溢流大閥因結(jié)垢而關(guān)不嚴(yán)有內(nèi)漏所致。這時可以調(diào)節(jié)乙炔回收系統(tǒng)

渣漿緩沖罐的壓力設(shè)定值，可以略微地上調(diào)至3 kPa（一般正常運行時為1～2 kPa），保證緩沖罐為正壓，這樣在使用過程中，渣漿的沉淀會封住溢流大管的內(nèi)漏，含氧很快降下來。當(dāng)然這是權(quán)宜之計，只有定期對溢流大閥除垢或者維護保養(yǎng)才是長遠(yuǎn)之計；（3）如果回收系統(tǒng)本身有漏點，只有把系統(tǒng)全部停下來，重新打壓試漏，處理漏點后再開車；（4）至于含氧儀的變色硅膠失效，也是較為常見的故障。這時可以通過分析室的手動分析，與在線含氧儀所測的值進行比對，發(fā)現(xiàn)有此故障，更換硅膠即可。

4.2.3 渣漿緩沖罐液位不穩(wěn)定

原因分析：（1）發(fā)生器溢流不暢或者排渣過多；（2）渣漿回流氣動閥門故障；（3）渣漿回流管道有堵塞；（4）渣漿緩沖罐液位計有故障。

處理方法：（1）發(fā)生器溢流不暢是發(fā)生裝置常見的故障，因此要定期對發(fā)生器錐底沖洗水管進行疏通，保證有足夠的沖洗水壓；定期排渣，避免電石硅鐵堵住溢流口；（2）渣漿回流氣動閥門故障一般分兩個部分。一部分是命令機構(gòu)故障，可以檢查壓縮空氣的壓力是否足夠，有無漏氣現(xiàn)象，儀表部分的電子元件是否工作正常；另一部分執(zhí)行機構(gòu)的故障，蝶閥的閥板是否有異物卡死，閥蓋的填料壓的是否過緊等，都會造成閥門不動作；（3）渣漿回流管堵塞一般是因為渣漿的粘度較大，管道初期設(shè)計不合理，彎頭太多或者渣漿流速過慢造成沉降堵塞等。在發(fā)生器溫度允許的范圍內(nèi)可適當(dāng)加大發(fā)生給水，稀釋渣漿；（4）如果發(fā)生器液位計有故障，可以通過渣漿緩沖罐的溢流管入安全水封能夠觀察出來，一般情況是液位計膜盒有電石泥堵塞，或結(jié)垢失靈，可以關(guān)前球閥，卸開液位計進行處理，同時為了避免類似的問題再發(fā)生，可以微開液位計膜盒沖洗水進行沖洗，確保液位計顯示正常。

4.2.4 渣漿泵堵塞

原因分析：自電石渣漿回收乙炔氣裝置投用以來，三個月內(nèi)出現(xiàn)兩次渣漿泵堵塞停車事故，原因是出口蝶閥的閥板與泵殼內(nèi)卡有30～40 mm的碳塊等異物，致使設(shè)備無法運轉(zhuǎn)。

處理方法：這些塊狀物質(zhì)從源頭上根本無法消除，只能在入泵前的中間環(huán)節(jié)想辦法，于是在泵前的進口管加裝一個篩網(wǎng)孔徑為25 mm的過濾器，定期對渣漿泵進行切換，保證在不停車的情況下清理過濾器底部的大顆粒固體。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

電石回收乙炔氣裝置自2013年4月1日正式投產(chǎn)運行，截止2013年12月31日共計運行9個月，回收效益見表2。

表2 乙炔回收效益表

5．2 社會效益

未經(jīng)過回收乙炔的電石渣漿因含有PH3、H2S等雜質(zhì)會污染周圍環(huán)境，且乙炔積聚會引發(fā)爆炸，具有較大的安全隱患，渣漿乙炔回收裝置的成功運行，實現(xiàn)了減污、增效、節(jié)能，符合循環(huán)經(jīng)濟“減量化、資源化、再利用”原則，推動了清潔生產(chǎn)，有力提升了企業(yè)綠色競爭力。

6 結(jié)語

電石渣漿回收乙炔氣技術(shù)在黑龍江昊華應(yīng)用一年多來，回收效益顯著，2013年電石單耗從2012年的1.41 t/t直降至1.36 t/t。目前，通過不斷提升操作水平、總結(jié)經(jīng)驗，此項技術(shù)正逐步走向成熟、走向完善，必將為公司帶來更多效益。

Application of calcium carbide acetylene gas recovery technology in PVC production process

YANG Hong-xia，CUI Ya-xin，LI Shu-feng，SHI Hong-ping
（Heilongjiang Haohua Chemical Co.，Ltd.，Qiqihar 161033，China）

The application，measures and profit of calcium carbide acetylene gas recovery technology were introduced.

carbide slag slurry；acetylene gas；reactor；water ring vacuum pump；desorption tower

TQ325.3

B

1009－1785(2015)04-0017-03

2014-11-06