清潔生產(chǎn)審核在提高電石收率中的應(yīng)用

（新疆石河子中發(fā)化工有限責(zé)任公司，石河子市，832000）張夢新齊偉

清潔生產(chǎn)審核在提高電石收率中的應(yīng)用

（新疆石河子中發(fā)化工有限責(zé)任公司，石河子市，832000）張夢新齊偉

清潔生產(chǎn)審核是一種十分科學(xué)的方法，靈活應(yīng)用會對生產(chǎn)管理起到很大的作用，本文闡述了清潔生產(chǎn)審核在實(shí)際生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。

電石法PVC；電石收率；乙炔損失；清潔生產(chǎn)；審核

1 乙炔損失分析

電石法PVC生產(chǎn)過程中，由電石到乙炔的電石收率約85%，聚合釜收率約96%，氯乙烯合成工序損耗較小，電石損耗主要在乙炔工序，由于計(jì)量器具方面的缺陷，生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)很難得出電石水解收率的具體數(shù)據(jù)，但據(jù)資料顯示，電石水解收率約90%。對生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)電石在乙炔工序的損耗主要有以下幾個方面：

1）電石風(fēng)化，在電石儲運(yùn)過程中，電石會與空氣中的水分反應(yīng)，造成一定的損失，其損失大小與電石儲運(yùn)及空氣濕度有關(guān)。

2）電石渣中的生電石，即便是濕法乙炔，電石與大量的水結(jié)合也無法完全反應(yīng)，據(jù)資料顯示，電石渣中的生電石造成的電石損失約為0.5%，濕法乙炔稍低，干法乙炔稍高。

3）隨水排入環(huán)境之中，在生產(chǎn)過程中，有許多與氣相直接接觸的廢水排放，如清凈塔廢次鈉、中和塔廢堿、水洗塔置換、乙炔氣柜排水、濕法上清液、干法清洗液、發(fā)生器排渣等等。乙炔是微溶于水的，這些廢水均是乙炔的飽和溶液，在廢水排放的過程中，乙炔也一起排入環(huán)境，這部分損耗與廢水排放量及排放溫度有關(guān)。

4）乙炔自聚與積碳，在生產(chǎn)條件下，乙炔會少量會自聚成聚乙炔，另外有少分解成碳和氫氣，造成電石損耗，與系統(tǒng)溫度、壓力等參數(shù)有關(guān)。

2 提高電石收率的方案及評估

對生產(chǎn)過程進(jìn)行分析，找出了乙炔損耗的環(huán)節(jié)，按照清潔生產(chǎn)審核方法，再對各個環(huán)節(jié)從不同方面進(jìn)行分析，從而得出相應(yīng)的清潔生產(chǎn)方案。

1）電石庫除塵尾氣合理回流。常規(guī)下是風(fēng)機(jī)抽取電石庫中的空氣，除去粉塵后排放，庫內(nèi)空氣由室外補(bǔ)充，電石庫內(nèi)空氣較外界干燥，合理的回流量能夠降低庫內(nèi)空氣水分含量，減少電石風(fēng)化損失。為了避免庫內(nèi)乙炔積聚造成安全事故及危害工人職業(yè)健康，需對庫內(nèi)空氣定期檢測乙炔含量。

2）加強(qiáng)電石庫存管理，先進(jìn)后出。常規(guī)下庫存管理按照先進(jìn)先出的原則，主要是為了避免先入庫的物資發(fā)生變質(zhì)，但在電石庫存管理方面極不合理。電石風(fēng)化之后表面會形成氫氧化鈣膜，能夠降低電石的風(fēng)化速度，所以一般而言新入庫的電石風(fēng)化速度比后入庫的電石快。所以電石庫存管理應(yīng)該遵循“定量庫存，先進(jìn)后出”的原則。

3）改造發(fā)生器，增加水解反應(yīng)時間。增加水解反應(yīng)時間是減少電石渣中生電石的唯一方法，一般情況下，在工藝設(shè)計(jì)是發(fā)生器的電石的停留時間是足夠的，再繼續(xù)延長對提高電石收率作用較小，但部分企業(yè)在不斷擴(kuò)建過程中，發(fā)生器并沒有改擴(kuò)，造成停留時間不足，嚴(yán)重影響電石收率。

4）盡量降低回用的電石渣漿上清液溫度。濕法乙炔在電石渣漿排入渡槽的過程中，大量的乙炔被帶出，在電石渣漿處理尤其是在上清液冷卻的過程中散發(fā)到大氣之中，其排放量與電石渣漿的體積流量成正比。發(fā)生器出口電石渣漿溫度約60℃，在此溫度下乙炔的溶解度為0.37Nm3/m3。為控制發(fā)生器溫度，回用的上清液溫度決定了上清液的回用量，回用上清液與發(fā)生器出渣漿的溫差與渣漿量呈反比。以7萬噸的產(chǎn)能為例，如果上清液溫度控制在40℃，電石渣漿流量為250m3/h，如果上清液溫度控制在35℃，則只需要200m3/h。即可減少乙炔損耗50*0.37=18.5Nm3/h，可以減少電石損耗0.5%。

5）乙炔氣柜水密閉循環(huán)。乙炔氣柜一般位于室外，冬季需要大量長流水防凍。由于乙炔氣為弱酸性，所以即便是夏季也要長流水防止腐蝕氣柜。水溫為15℃，在此溫度下乙炔的溶解度為1.15 Nm3/m3，排水量按5m3/h計(jì)算，隨之排放的乙炔為5.75Nm3/h，造成0.16%的電石損耗。在氣柜排水管口加一臺循環(huán)泵，強(qiáng)制氣柜的水實(shí)現(xiàn)自循環(huán)，同時定期加堿調(diào)節(jié)PH值呈堿性即可實(shí)現(xiàn)氣柜水密閉循環(huán)，避免這部分電石損耗。

6）乙炔冷卻塔水密閉循環(huán)。乙炔冷卻塔采用兩級串聯(lián)方式，第一級為空塔，第二級為填料塔，底部設(shè)循環(huán)泵盡量保證水的換熱效率，同時需不斷補(bǔ)充新鮮水以帶走乙炔的熱量，多余的水則進(jìn)行排放，水溫約30℃，在此溫度下乙炔溶解度為0.84 Nm3/m3，7萬噸的產(chǎn)能，冷卻塔廢水排放量約15m3/ h，隨之排放乙炔12.6Nm3/h，造成0.35%的電石損耗?？捎?℃將冷卻塔的冷卻水冷卻后密閉循環(huán)使用，只需定期排出底部的贓物即可。

7）廢次鈉控制。目前大部分企業(yè)都有廢次鈉回收裝置，將清凈塔產(chǎn)生的廢次鈉經(jīng)過曝氣處理后于濃次鈉配成新鮮次鈉回用，只需當(dāng)系統(tǒng)鹽含量較高時進(jìn)行置換即可。在廢次鈉回收曝氣過程中，其中溶解的乙炔會散發(fā)到空氣中，造成電石損耗。廢次鈉溫度為20℃，7萬噸產(chǎn)能廢次鈉循環(huán)量約產(chǎn)生20m3/h，20℃時乙炔溶解度為1.03Nm3/m3，隨著廢次鈉回收過程排放的乙炔量約20.6Nm3/h，造成0.57%的電石損耗。如果乙炔用水系統(tǒng)水平衡控制較好，上清液是處于缺水狀態(tài)，理想狀態(tài)下，7萬噸產(chǎn)能上清液缺水15m3/h，一般情況下缺10m3/h，可將廢次鈉回用裝置與文丘里次鈉吸收裝置同時運(yùn)行，在乙炔用水系統(tǒng)允許的情況下將盡量多的廢次鈉從清洗器補(bǔ)入乙炔用水系統(tǒng)，這樣就可以回收廢次鈉中的乙炔，提高電石收率0.29%～0.42%。

8）降低乙炔自聚與積碳。系統(tǒng)壓力越高，越易引起乙炔自聚與積碳，系統(tǒng)溫度越高，約易造成積碳，溫度越低越易造成自聚。降低乙炔自聚及積碳消耗，就要嚴(yán)格按操作要求控制乙炔的系統(tǒng)壓力，盡可能減少后序阻力，降低乙炔氣壓力。新建生產(chǎn)裝置時應(yīng)盡量縮短乙炔的輸送時間，將乙炔與氯乙烯合成裝置靠近。

方案產(chǎn)生以后，再對每個方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境評估。方案2、7、8為管理控制類的無費(fèi)方案，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境方面均可行；方案1、5為優(yōu)化工藝的低費(fèi)方案，投資小，見效快，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境方面均可行；方案4需增加上清液冷卻塔，方案6需增加數(shù)個列管換熱器，投資較高，為中費(fèi)方案，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境方面均可行；方案3需要對發(fā)生器進(jìn)行改造，一般情況下需要停車時間較長，技術(shù)上不可行，投資較高，經(jīng)濟(jì)上也不可行，為不可行方案。

3 結(jié)束語

清潔生產(chǎn)審核是在對生產(chǎn)過程進(jìn)行全面系統(tǒng)的數(shù)理分析的基礎(chǔ)上，找出生產(chǎn)中消耗高、能耗高、污染重的原因所在，然后針對性的制定解決方案，再對方案進(jìn)行評估，得出可行方案然后付諸實(shí)施。這是一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鞣椒ǎ陔娛≒VC行業(yè)環(huán)保、成本壓力日益增加的今天具有很大的意義。

[1]《無機(jī)化學(xué)》（第四版），北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室、華中師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室、南京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室編著，高等教育出版社2003年1月1日出版；

[2]《聚氯乙烯工藝學(xué)》，嚴(yán)福英等主編，化學(xué)工業(yè)出版社1990年6月出版；

[3]《最新氯堿產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝與過程優(yōu)化控制及安全事故防范產(chǎn)品檢測技術(shù)應(yīng)用手冊》，李可可主編，化學(xué)工業(yè)出版社2006年5月出版；

[4]《工業(yè)企業(yè)水平衡：測試.計(jì)算.分析》，常明旺孔繁榮編著，化學(xué)工業(yè)出版社2007年8月1日出版；

[5]《清潔生產(chǎn)審核暫行辦法》，國家環(huán)境保護(hù)總局第16號。

TQ325.3

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1008-0899（2017）02-0037-02