高效除霧器在水堿洗粗氯乙烯氣體中的應(yīng)用

劉中海，尹建平，張國玉，王　濤（新疆天業(yè)（集團(tuán)）天偉化工有限公司，新疆石河子832000）

?

高效除霧器在水堿洗粗氯乙烯氣體中的應(yīng)用

劉中海，尹建平，張國玉，王濤
（新疆天業(yè)（集團(tuán)）天偉化工有限公司，新疆石河子832000）

摘要：通過使用高效除霧器代替水堿洗裝置中的水洗塔，一方面使進(jìn)入堿洗塔的原料氣達(dá)到進(jìn)塔標(biāo)準(zhǔn)，降低了堿的消耗量，保證了堿洗系統(tǒng)的正常運(yùn)行，極大的減少了用水量；另一方面高效除霧器底部收集的鹽酸排至組合塔酸罐，減少了鹽酸深解吸裝置，節(jié)約了成本、降低了能耗、減少了設(shè)備的腐蝕。

關(guān)鍵詞：高效除霧器；水堿洗；氯乙烯

隨著工藝技術(shù)不斷提高，鹽酸常規(guī)解吸、深解吸技術(shù)和酸解吸循環(huán)吸收HCl工藝的實(shí)現(xiàn)，水堿洗工序廢酸排放量逐漸減少，大大減少了廢酸及汞對環(huán)境的污染。新疆天業(yè)（集團(tuán)）下屬天偉化工有限公司通過設(shè)置除霧器，進(jìn)一步改進(jìn)生產(chǎn)工藝，達(dá)到節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。

1　高效除霧器的原理

高效除霧器是用來將氣體中夾帶的霧沫（霧滴）除去，回收昂貴的霧滴（貴重物料），或凈化氣體減少氣體中的雜質(zhì)［1］。高效除霧器采用特殊的玻璃纖維，按照特定的角度和特殊的經(jīng)緯方式進(jìn)行纏繞編織而成，纖維絲徑小至0.1～0.4 mm，其作用機(jī)理為：夾帶在氣相中的細(xì)小液體霧滴經(jīng)過高效除霧器時(shí)，霧滴碰到除霧纖維，被粘附或吸附下來，經(jīng)過多次反復(fù)吸附，極小的霧滴聚結(jié)成為大的液滴，液滴在重力的作用下，沿著纖維的絲徑向下運(yùn)動(dòng)的同時(shí)繼續(xù)吸附氣體中夾帶的霧滴，長大的霧滴流到除霧器的底部，變成液滴滴落下來，便于排液。高效除霧器對3 μm以下的酸霧攔截率達(dá)到99.3%，且使用周期長。

2　改進(jìn)前的水堿洗粗氯乙烯氣體工藝

轉(zhuǎn)化后的粗氯乙烯氣經(jīng)脫汞器脫汞、氯乙烯冷卻器冷卻后進(jìn)入組合塔中吸收HCl，經(jīng)組合塔吸收大量的HCl后，進(jìn)入水洗塔水洗，堿洗塔堿洗進(jìn)一步凈化洗滌，除去氯化氫氣體、二氧化碳等酸性物質(zhì)后，送往壓縮崗位；吸收水（水洗塔下水、外界一次水或深解吸來的1%以下的稀鹽酸）進(jìn)入組合塔上部塔盤段，常規(guī)解吸得到的19.5%～22.0%鹽酸進(jìn)入中部塔盤段，出組合塔的31%鹽酸進(jìn)入31%鹽酸儲(chǔ)槽后送去解吸，解吸得到的19.5%～22.0%鹽酸再回到組合塔去吸收。解吸酸和清水可方便地來回切換［2］。工藝流程示意圖見圖1。

該工藝在開停車時(shí)不需要短路切換。組合塔獨(dú)特的工藝和結(jié)構(gòu)形式及配套工藝可吸收大量HCl氣體，在吸收過程中，組合塔溫度不會(huì)超過40℃，塔盤不易變形、耗堿量低、易操作、自動(dòng)化程度較高，是目前較好的吸收粗氯乙烯中HCl的工藝，該工藝穩(wěn)定、可靠，能快速適應(yīng)不同生產(chǎn)工況，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。但用一次水吸收過量的HCl氣體，則需要大量的一次水，1年大約需13 000 t。用1%的廢水吸收過量HCl氣體，則需增設(shè)鹽酸深解吸裝置，此裝置工藝控制要求溫度在140℃左右，鹽酸在高溫下腐蝕性極強(qiáng)，對工藝管道及設(shè)備的要求很高，極易出現(xiàn)泄露、結(jié)晶，易造成人身傷害，維修費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，蒸汽耗量大，一年大約需17 500 t。若不進(jìn)行水洗直接堿洗，則耗堿量過大，堿洗裝置易產(chǎn)生結(jié)晶物，對泵造成嚴(yán)重?fù)p害。

圖1　改進(jìn)前的水堿洗粗氯乙烯氣體工藝流程示意圖

3　改進(jìn)后的水堿洗粗氯乙烯氣體工藝

為了節(jié)約用水、保護(hù)環(huán)境、保護(hù)設(shè)備、節(jié)約成本，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，安全生產(chǎn)，提高企業(yè)競爭力，新疆天業(yè)（集團(tuán)）下屬天偉化工有限公司在前人的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)備，通過使用高效除霧器替代原有的水洗塔，解決了目前氯乙烯樹脂行業(yè)中由于水堿洗粗VC帶來的設(shè)備腐蝕、用水量大、能耗高、污染環(huán)境等問題，從而提供一種不僅能夠節(jié)約用水、降低能耗、保護(hù)設(shè)備，而且工藝簡單、易操作、投入少、見效快的水堿洗粗氯乙烯凈化節(jié)水的工藝。

來自合成工段的粗氯乙烯氣體，經(jīng)過高效脫汞器除去粗氯乙烯氣體中的重金屬汞后，再經(jīng)粗VC冷卻器冷卻后，從組合塔下部進(jìn)入，在組合塔內(nèi)進(jìn)行脫酸，經(jīng)組合塔脫除大部分酸的氯乙烯氣體從組合塔頂部進(jìn)入高效除霧器，高效除霧器將組合塔未吸收的HCl酸霧進(jìn)行攔截、分離和脫水，脫水后原料氣進(jìn)入堿洗塔，經(jīng)堿洗后徹底除去VC中的HCl及CO2等雜質(zhì)，這種工藝流程不僅操作簡單、投資少，還能達(dá)到節(jié)約用水、降低能耗的目的。工藝流程示意圖見圖2。

該工藝裝置中高效除霧器脫水后原料氣含水達(dá)到2 10-6～5 10-6，底部收集的鹽酸排至組合塔酸罐，送往鹽酸常規(guī)解吸裝置脫吸循環(huán)使用，節(jié)省了鹽酸深解吸裝置。高效除霧器未完全分離的微量的HCl酸霧進(jìn)入一、二堿洗塔被循環(huán)的NaOH除去氯乙烯氣體中的CO2，進(jìn)一步除去HCl酸霧，大大降低了對堿的消耗量，并達(dá)到完全去除酸霧的效果，節(jié)約了成本、降低了能耗、防止設(shè)備腐蝕。

該工藝通過用高效除霧器替代原有的水洗塔，一方面使進(jìn)入堿洗塔的原料氣達(dá)到進(jìn)塔標(biāo)準(zhǔn)，降低了堿的消耗量，保證了堿洗系統(tǒng)的正常運(yùn)行，節(jié)省了投資，極大的減少了用水量；另一方面高效除霧器底部收集的鹽酸排至組合塔酸罐，減少了鹽酸深解吸裝置，節(jié)約了成本、降低了能耗、防止設(shè)備腐蝕。最終使來自合成工序中的粗氯乙烯凈化達(dá)到進(jìn)入壓縮工序的標(biāo)準(zhǔn)，從而解決了長期以來聚氯乙烯生產(chǎn)中水堿洗粗氯乙烯氣體帶來的設(shè)備腐蝕、用水量大、能耗高、污染環(huán)境等問題。此外在原有工藝中將高效除霧器替代了水洗裝置，具有投資少、占地面積小、已實(shí)施及工藝簡單合理的優(yōu)點(diǎn)，能夠達(dá)到環(huán)保及安全生產(chǎn)的目的。

圖2　改進(jìn)后的水堿洗粗氯乙烯氣體工藝流程示意圖

4　成本計(jì)算

使用高效除霧器的目的主要是代替水洗塔裝置，減少水洗塔對一次水的消耗，節(jié)省水資源，每年大約節(jié)省水資源13 000 t，每噸水費(fèi)用約為1.5元，每年節(jié)省蒸汽大約為17 500 t，每噸蒸汽價(jià)格約為200元，共計(jì)節(jié)約352萬元/a，高效除霧器成本約為10萬元，外加節(jié)省堿耗和電耗，進(jìn)一步節(jié)省公司成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

5　結(jié)語

隨著國家環(huán)保力度的加大，對水資源綜合管理能力的提升，只有節(jié)能降耗、節(jié)約用水、降低成本，響應(yīng)國家政策，才是企業(yè)發(fā)展的根本之路。該工藝已在天偉化工有限公司投運(yùn)，運(yùn)行穩(wěn)定，脫水效果明顯，鹽酸深解吸裝置可停止運(yùn)行，節(jié)約大量的人力、物力、降低了能耗，水耗保護(hù)了環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

［1］李群生.新型高效絲網(wǎng)除霧器的原理與應(yīng)用.明膠科學(xué)與技術(shù)，2004，02：99-102.

［2］趙愛民.粗氯乙烯氣體中HCl吸收工藝比較.聚氯乙烯，2010，10：6-8.

Efficient defogger in caustic washing coarse application of vinyl chloride gas

LIU Zhong-hai，YIN Jian-ping，ZHANG Guo-yu，WANG Tao
（Xinjiang Tianye（Group）Tianwei Chemical Industry CO.，Ltd.，Shihezi 832000.China）

Abstract：Through the use of efficient demister device instead of water caustic washing tower，on the one hand into the caustic tower feed gas into the tower to reach the standard，reducing the consumption of the base to ensure the normal operation of the caustic system，greatly reduce water consumption；on the other hand efficient demister bottom row to collect a combination of hydrochloric acid tank tower，reducing the hydrochloric acid deep desorption apparatus cost savings，reduced energy consumption，reducing the corrosion of equipment.

Key words：efficient defogger；water caustic；vinyl chloride

中圖分類號：TQ325.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號：1009-1785（2016）02-0039-03

［作者簡介］劉中海（1968—），男，本科，多年從事聚氯乙烯和氯堿生產(chǎn)管理工作，具有豐富的專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)任新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司副總。

收稿日期：2014-12-09