氫氣輸送生產(chǎn)技術(shù)改造總結(jié)

廖壽生（福建省龍巖龍化化工有限公司，福建龍巖364000）

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氫氣輸送生產(chǎn)技術(shù)改造總結(jié)

廖壽生
（福建省龍巖龍化化工有限公司，福建龍巖364000）

摘要：介紹了氯堿廠氫氣輸送的生產(chǎn)工藝和工藝改進(jìn)。通過改進(jìn)，節(jié)省了雙氧水生產(chǎn)廠家普遍使用的氫柜，減少了危險源裝置。同時，很好地調(diào)節(jié)了鹽酸及雙氧水的氫氣生產(chǎn)平衡，確保了電解槽的生產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：氫氣輸送；無氫柜；H2的平衡；安全生產(chǎn)

1　概述

福建省龍巖龍化化工有限公司（以下簡稱龍化公司）異地擴(kuò)改一期工程，有8萬t/a離子膜燒堿、6萬t/a鹽酸、4萬t/a 27.5%雙氧水、1.5萬t/a ADC發(fā)泡劑等生產(chǎn)裝置。項目于2010年10月開工建設(shè)，2013年7月氯堿、鹽酸及ADC發(fā)泡劑裝置投產(chǎn)運行。因技術(shù)力量和資金不足等因素，雙氧水項目于2015年3月才投入試生產(chǎn)。由于氯堿系統(tǒng)（含鹽酸）與雙氧水項目不同于設(shè)計單位，在沒有氫柜貯氫的情況下，確保雙氧水生產(chǎn)，同時不影響鹽酸和氯堿離子膜電解槽的安全生產(chǎn)，對氫氣輸送工藝進(jìn)行技術(shù)改造。

2　8萬t/a燒堿的氫氣處理裝置及鹽酸、雙氧水供氫裝置

龍化公司電解裝置采用3套1拖1（2臺串聯(lián)）6臺上海氯工程的離子膜電解槽，氫氣總管與氯氣總管壓力串級控制壓差后，溫度85℃，壓力300 mm H2O左右的氫氣進(jìn)入洗滌塔，在洗滌塔采用無離子水（冷卻循環(huán)使用），噴淋降溫至45℃以下，經(jīng)過水環(huán)真空泵壓縮后，進(jìn)入水霧除霧器，再經(jīng)氫氣分配臺到用戶，見圖1。

來自氫處理分配臺的氫氣以自動閥調(diào)節(jié)壓力后進(jìn)入緩沖罐，使緩沖罐的壓力達(dá)到75 kPa，經(jīng)氫氣阻火器后與來自氯處理分配臺經(jīng)過自動調(diào)節(jié)壓力達(dá)到115 kPa進(jìn)入氯氣緩沖罐的氯氣，按比值調(diào)節(jié)控制氫氣與氯氣的流量比為1.25∶1～1.30∶1進(jìn)入合成爐底部燈頭進(jìn)行燃燒，燃燒后產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)冷卻至35℃左右氯化氫經(jīng)后工序三級吸收，生產(chǎn)31.2% ～31.5%的鹽酸，見圖2。

從氫處理氫氣分配臺來的氫氣經(jīng)除霧器后進(jìn)入氫氣緩沖罐，再經(jīng)成套設(shè)備氫氣壓縮機(jī)加壓至0.3～0.4 MPa，經(jīng)過止回閥后，進(jìn)入緩沖罐，再去雙氧水氫化塔見圖3。

當(dāng)雙氧水項目未生產(chǎn)時，分配臺壓力控制在85 kPa左右，鹽酸一般情況下，都開2套生產(chǎn)，一旦哪個用氯崗位出現(xiàn)故障時，鹽酸可在3～10 min內(nèi)，把負(fù)荷調(diào)到最高，電解槽不降負(fù)荷氯氣能平衡生產(chǎn)，氫氣仍有余量，氫氣分配臺的小自動排空閥一直有排空，保證了整個電解槽系統(tǒng)，氫氣出口總管的壓力，穩(wěn)定了電解槽安全運行。

圖1　氫氣處理流程圖

圖2　鹽酸供氫系統(tǒng)流程圖

3　雙氧水試車時遇到的問題

（1）氫處理氫氣分配臺采用手動截止閥送H2至雙氧水氫氣系統(tǒng)中，為了使雙氧水氫壓機(jī)進(jìn)口壓力低一些，把氫處理的分配臺壓力降至45 kPa運行，鹽酸緩沖罐的壓力調(diào)至35 kPa，同時，氯氣緩沖罐的壓力調(diào)至75 kPa，能滿足鹽酸生產(chǎn)。可是氫壓機(jī)運行幾分鐘后，氫壓機(jī)一級出口壓力達(dá)到0.225 MPa極限值也跳機(jī)。

（2）一旦氫壓機(jī)跳機(jī)，由于電動閥關(guān)閥有個滯后時間，造成雙氧水氫系統(tǒng)除霧器、緩沖罐壓力上升，從而影響氫處理分配臺的壓力，威脅鹽酸及氫壓機(jī)運行的安全。

4　解決措施

（1）南京空縮機(jī)股份有限公司生產(chǎn)的LW-31.5/5型的氫壓機(jī)，對一級壓縮出口壓力設(shè)定為（220±14）kPa，當(dāng)氫壓機(jī)進(jìn)口壓力高達(dá)20 kPa時，一級出口壓力很快就達(dá)到220 kPa，造成跳機(jī)。為此，連夜趕制1個氫氣水封，見圖3虛柜線部分。即使水封破掉，雙氧水系統(tǒng)V901、V902壓力仍能達(dá)到11kPa，剛啟動氫壓機(jī)時，通過氫壓機(jī)自身的回流閥逐漸關(guān)小，直至關(guān)死后，然后通過系統(tǒng)中回流與放空閥調(diào)節(jié)，即可正常生產(chǎn)。

（2）改造氫處理分配臺、利用氫氣分配臺原來預(yù)留Dg80的口安裝了1臺自動調(diào)節(jié)閥Dg80（圖1虛柜線內(nèi)的部分）。為保證鹽酸的穩(wěn)定生產(chǎn)，氫處理分配臺壓力保持在45 kPa。則去雙氧水手動閥開1/3圈后，依靠新增的自動閥壓力設(shè)限為45 kPa來調(diào)節(jié)去雙氧水氫氣量。當(dāng)壓力高于45 kPa時，自動閥逐漸開大，此時，分配臺小排空自動閥設(shè)限為46 kPa時，大排空自動閥設(shè)限為48 kPa。這樣，確保了氫氣不排空，又保證了去雙氧水氫氣的壓力平穩(wěn)和鹽酸緩沖罐內(nèi)氫氣的壓力，從而保證了氯堿系統(tǒng)的生產(chǎn)。

圖3　雙氧水供氫系流程圖

5　氫崗位突發(fā)事故引起崗位的安全生產(chǎn)情況

（1）鹽酸更換吸收水B泵出口止回閥，因操作不當(dāng)，引起合成爐瞬間斷水，造成爐內(nèi)HCl氣體倒壓出，2套合成爐底部冷凝酸管暴裂，鹽酸崗位緊急停車。造成氫處理分配臺大、小2個自動排空閥自動開起，不會影響電解槽的氫壓和雙氧水的正常生產(chǎn)。

（2）雙氧水車間因開濃縮切換循環(huán)水泵時，造成氫壓機(jī)冷卻水壓低，保護(hù)裝置作用，氫壓機(jī)跳閘，造成雙氧水氫系統(tǒng)的水封破壞，氫氣排空。氫處理分配臺的壓力沒有波動，絲毫未影響鹽酸和電解槽的氫壓。

（3）A套透平機(jī)因振動值偏高，切換至B套透平機(jī)過程中，因未調(diào)節(jié)好氯氣負(fù)壓度引起電解工段整變跳閘，電解、氯、氫處理崗位及鹽酸崗位操作人員在同一主控樓內(nèi)，知道情況后，按緊急停車程序進(jìn)行停車處理。而雙氧水崗位的因氫壓機(jī)進(jìn)口壓力低于3 kPa，聯(lián)鎖引起氫壓機(jī)跳閘，氫壓機(jī)不會繼續(xù)抽負(fù)管道，不存在對電解系統(tǒng)產(chǎn)生安全隱患。

（4）該公司每天實行調(diào)荷避峰工作，每臺電解槽的電流相差3 kA，鹽酸的操作工根據(jù)氫處理分配臺的氫壓，進(jìn)行鹽酸產(chǎn)量的調(diào)整，也從未造成雙氧水氫系統(tǒng)壓力的波動。

（5）近期雙氧水產(chǎn)品銷售較好，為了充分利用好氫氣，鹽酸崗位定期分析氯化氫中的純度及含氫量，從而調(diào)節(jié)進(jìn)合成爐的氯氫比，節(jié)省氫氣，讓多余的氫氣送至雙氧水崗位。兩三個月來，氫處理及雙氧水的自動排空閥均未啟動排空，電解槽產(chǎn)出的氫氣利用率高達(dá)99.5%，保證了該公司的經(jīng)濟(jì)效益。

6　結(jié)語

離子膜電解產(chǎn)生的氫氣經(jīng)氫處理后，由分配臺直接輸送至各用氫崗位，不需建立氫柜，避免了氫柜危險源，節(jié)約了廠區(qū)的用地，同時節(jié)約投資成本，只要鹽酸、雙氧水等崗位的氫系統(tǒng)改造設(shè)計合理，就可確保電解槽的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］謝保陽.離子膜燒堿配套蒽醌法雙氧水生產(chǎn)的連鎖設(shè)計與應(yīng)用，中國氯堿，2014，（8）；35－36．

Summary of production technique innovation in hydrogen transportation

LIAO Shou-sheng
（Fujian Longyan Longhua Chemical Co. Ltd.，Longyan 364000，China）

Abstract：The article introduces the production process and the technique innovation of hydrogen transportation in the chlor-alkali plant. The new technique can save the hydrogen tank which is common use in the hydrogen peroxide plant，reduce a risk device. Meanwhile，it can also adjust the equilibrium of hydrogen using in the production of hydrochloric acid and hydrogen peroxide，ensure the safety of electrolytic tank in production.

Key words：transportation of hydrogen；non -hydrogen tank；production equilibrium of hydrogen；safety production

中圖分類號：TQ086.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）01-0030-03

收稿日期：2015-12-16