氯乙烯水堿洗工藝優(yōu)化

張國(guó)玉，吳智兵，金萬(wàn)江（天偉化工有限公司，新疆石河子832000）

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氯乙烯水堿洗工藝優(yōu)化

張國(guó)玉，吳智兵，金萬(wàn)江
（天偉化工有限公司，新疆石河子832000）

摘要：介紹了20萬(wàn)t/a聚氯乙烯項(xiàng)目水堿洗工段堿洗塔工藝改造后，解決了堿洗塔廢水含VC問(wèn)題，并對(duì)溶解VC氣體進(jìn)行了回收，提高了氯乙烯單體利用率。

關(guān)鍵詞：氯乙烯；VC回收；廢水槽

1　現(xiàn)狀介紹

1.1工藝介紹

天偉化工有限公司20萬(wàn)t/a的PVC生產(chǎn)裝置，采用的是電石法生產(chǎn)工藝路線。在氯乙烯合成工段，乙炔與氯化氫的混合氣經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化后，粗氯乙烯氣體經(jīng)過(guò)氯乙烯冷卻器冷卻后進(jìn)入組合塔和水洗塔除去絕大部分的氯化氫氣體，剩余少量的氯化氫氣體和二氧化碳?xì)怏w在堿洗塔中被氫氧化鈉除去。隨著堿洗塔內(nèi)氫氧化鈉運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的累計(jì)，氫氧化鈉的含量逐漸降低，氯化鈉和碳酸鈉含量升高，每隔3天需更換堿洗塔內(nèi)堿水。堿洗塔的廢堿水排到除汞處理后去排水管網(wǎng)排出廠外。

1.2存在的問(wèn)題

經(jīng)脫酸塔和水洗塔運(yùn)行使用的水送去鹽酸解吸處理，經(jīng)鹽酸解吸處理后氯化氫和殘留在水中的VC均送回混合脫水循環(huán)使用。而堿洗塔廢水運(yùn)行一段時(shí)間后送到除汞崗位處理后排出廠外。在15～85℃，氯乙烯在水中溶解度幾乎是一個(gè)常數(shù)，為0.95%（質(zhì)量），根據(jù)現(xiàn)有堿洗塔廢水一次排水在28 m3，含有氯乙烯單體266 kg左右［1］。若直接排到除汞工段到排水管網(wǎng)，會(huì)造成如下問(wèn)題。

（1）造成環(huán)境的污染，不符合環(huán)保節(jié)能工作方針；

（2）在輸送和處理過(guò)程中，窨井中將會(huì)存在VC氣體，處理設(shè)備中也會(huì)留有VC氣體，給現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)留下隱患；

（3）VC產(chǎn)品氣體逸散空氣，造成資源浪費(fèi)，給企業(yè)帶來(lái)?yè)p失。

2　工藝優(yōu)化方案

為能將水堿洗廢液中的氯乙烯單體回收，該公司針對(duì)堿洗塔廢水VC回收的問(wèn)題制定了方案。

2.1改造原理

當(dāng)溫度一定時(shí)，溶解度隨壓力增大而增大。但隨著壓力增大，溶解度增加的幅度越來(lái)越?。划?dāng)壓力一定時(shí)，在一定溫度范圍內(nèi)，溶解度有一極小值［2］；研究表明，氯乙烯在純水中的溶解度，與壓力成線性關(guān)系，其溶解行為符合亨利定律；同樣分壓下溫度升高，氣體的溶解度減小。根據(jù)上述原理制定出方案，對(duì)水洗塔出來(lái)的堿洗廢水采用加熱方式回收溶解的VC。

2.2具體實(shí)施方案

廢堿水的加熱需要熱源。該方案為高效利用本廠熱源，選擇現(xiàn)有的氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器的97℃循環(huán)熱水作為熱源。

（1）制作一個(gè)伴有內(nèi)外盤(pán)管的廢堿集水槽；

（2）堿洗塔處，堿A/B泵出口抽頭，規(guī)定當(dāng)做樣堿洗塔A/B含堿＜5%，碳酸鈉＜8%時(shí)，利用堿A/B泵將廢堿水通過(guò)新增管線送入廢堿集水槽；

（3）在氯乙烯合成B組轉(zhuǎn)化器西頭97℃熱水上、回水總管處抽頭，接入97℃熱水。對(duì)廢堿水進(jìn)行加熱，回收廢堿水內(nèi)溶解的VC；

（4）為提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，方案中對(duì)常用閥門(mén)采用氣動(dòng)閥進(jìn)行操作。在廢水槽97℃熱水上水加氣動(dòng)閥，溫度在線監(jiān)測(cè)儀，根據(jù)廢水溫度控制熱水上水流量。在廢堿水進(jìn)口抽頭處設(shè)置氣動(dòng)閥門(mén)，在廢堿集水槽氣相出口和液相出口處設(shè)置氣動(dòng)閥；

（5）氣相出口出來(lái)的VC通過(guò)廢堿集水槽頂部管道送至堿洗塔B出口VC總管，至氯乙烯壓縮；

（6）在廢水罐里通入少量氮?dú)?，起攪拌作用，緊急情況時(shí)可充氮置換系統(tǒng)；

（7）廢堿水從集水槽底部進(jìn)入，隨著液位慢慢上漲，當(dāng)漲至一定液位后，廢水槽排水閥門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，通過(guò)管線輸送排到除汞。廢水槽裝有液位計(jì)，控制廢水槽內(nèi)始終保持一定的液位，起液封作用，工藝流程簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖。

圖1　工藝流程簡(jiǎn)圖

3　效益核算

3.1經(jīng)濟(jì)效益

（1）堿洗塔換堿排出的廢水水量。堿洗塔直徑2 500mm；正常液位1 200 mm；液堿量3.14×2.5×2.5× 1.2/4=5.89（m3），考慮填料及管道留存，實(shí)際堿循環(huán)體積為7 m3。換堿按最大液體量考慮，即堿液排至液位計(jì)空，打3次水洗塔，每次7 m3，合計(jì)每次換堿，共排出含汞廢水28 m3。堿A塔3～4天1次、堿B塔10天1次，堿A塔與堿B塔洗塔錯(cuò)開(kāi)，平均每10天最少排出3次水；

（2）廢水槽體積確定。每次洗塔排出廢水量為28 m3，廢水槽有效容積為80%，28/0.8=35 m3。故廢水槽容積取35 m3，直徑3 600 mm，直筒段高4 m。設(shè)備為碳鋼材質(zhì)；

（3）廢水槽為夾套式結(jié)構(gòu)，夾套通入97℃熱水，對(duì)廢堿水VC進(jìn)行回收。按照每10天排3次廢堿水計(jì)算，每月3次，每年108次，每次排水按28 m3計(jì)算，108×28=3 024（m3）≈3 024（t）廢水。根據(jù)文獻(xiàn)查閱，氯乙烯在在水中溶解度數(shù)值與大多數(shù)現(xiàn)有的文獻(xiàn)值是一致的，在15～85℃的溫度范圍內(nèi)，氯乙烯在水中溶解度幾乎是一個(gè)常數(shù)，為0.95%（質(zhì)量）［2］。全年廢堿水共計(jì)溶解3 024×0.95%=28.728（t），以每噸氯乙烯價(jià)格為4 000元，回收率90%計(jì)算，每年可以為公司挽回28.728×4 000×90%=103 420.8（元）。

3.2社會(huì)效益

通過(guò)工藝優(yōu)化，水堿洗崗位堿洗廢水中的VC含量基本全部去除，杜絕了VC有害氣體流向空氣污染周邊環(huán)境。該工藝中，將廢水槽廢水進(jìn)口閥、出口閥、97℃熱水進(jìn)口閥均設(shè)置為自動(dòng)控制，加溫度聯(lián)鎖、液位聯(lián)鎖等實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化操作，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。水堿洗工藝的優(yōu)化，為企業(yè)的生產(chǎn)提供了安全保障，防止了易燃易爆氣體流散于窨井、通道、工藝管道及設(shè)備等，消除了安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

［1］韓德剛，高執(zhí)棣，高盤(pán)良，等.物理化學(xué).高等教育出版社，2002.

［2］黃志明，顧樂(lè)明，翁志學(xué)，潘祖仁，等.氯乙烯在水中的溶解度.石油化工，1996（11）.

Process optimization of vinyl chloride water caustic wash

ZHANG Guo-yu，WU Zhi-bing，JIN Wan-jiang
（Tianwei Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

Abstract：This paper introduces 200 kt/a PVC technological transformation projects section caustic caustic water tower after tower caustic solution to the problem of waste water containing VC，and dissolved VC increase the recycling vinyl single body utilization.

Key words：vinyl chloride；VC recovery；waste water tank

中圖分類號(hào)：TQ085

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-1785（2016）03-0026-02

收稿日期：2015-04-20