氯化氫合成工序事故及處理

朱德琪

(中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南 平頂山 467212)

【產品】

氯化氫合成工序事故及處理

朱德琪*

(中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南 平頂山 467212)

氯化氫；合成爐；過氯事故

介紹氯化氫吸收工序尾氣塔氯氣外逸事故的過程及處理辦法，分析事故原因，并提出整改措施。

河南神馬氯堿發(fā)展有限責任公司(以下簡稱“神馬氯堿發(fā)展”)目前離子膜法燒堿和PVC樹脂生產能力均為30萬t/a。項目建設是分兩期進行的：一期雙10萬t/a于2005年12月30日一次開車成功，并生產出合格產品；二期雙20萬t/a于2009 年6月底一次開車成功，并生產出合格產品。該公司10萬t/a生產系統(tǒng)氯化氫合成工序共配有4臺規(guī)格為Φ2 600、H=1 1500 mm的碳鋼制合成爐，進合成爐的氯氣和氫氣閥門選用手動截止閥。操作室配備了浙大中控DCS進行遠程控制。正常生產情況下，氯化氫合成爐開3備1，中控分析室每2 h從總管取樣分析1次氯化氫純度和游離氯，氯化氫合成崗位每1 h分析1次單爐氯化氫純度和游離氯。

1 崗位工藝流程和重要指標

1.1 工藝流程

由氯處理工序和氫處理工序來的氯氣和氫氣分別經緩沖后，按一定比例經手動調節(jié)閥送入氯化氫合成爐燈頭，在爐內進行燃燒，生成氯化氫氣體。從合成爐出來的氯化氫氣體經空氣冷卻管冷卻至一定溫度后進入石墨冷卻器進一步冷卻，除去冷凝酸后經酸收集槽進入氯化氫分配臺。正常生產時,從氯化氫分配臺出來的氯化氫氣體大部分匯集到氯化氫總管后送入轉化工序，用于合成氯乙烯單體。小部分氣體從分配臺送入降膜吸收塔，通水吸收后制成鹽酸；廢氣從尾氣塔排空。送入轉化工序的氯化氫氣體和乙炔工序所供的乙炔氣按一定比例送入VCM轉化工序的混合器，根據(jù)混合器溫度指標判斷氯化氫氣體是否過氯。工藝流程如圖1所示，化學反應方程式如下：

如果氯化氫合成工序所供的氯化氫氣體中含有游離氯，就會在VCM轉化工序與乙炔工序所供的乙炔氣發(fā)生反應，生成極易爆炸性產物氯乙炔并放出大量的熱，對生產系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成極大威脅；同時，氯乙炔壓縮時的分解物會造成VCM精餾系統(tǒng)設備的腐蝕。

1.2 控制指標

氯氣純度≥97%(體積分數(shù)，下同)，氯中含氫≤0.4%，氯氣壓力120～170 kPa；氫氣純度≥99.5%，氫中含氧≤0.4%，氫氣壓力80～90 kPa；進合成爐的氯氣、氫氣摩爾比為1∶(1.05～1.10)；氯化氫純度≥93%，不含游離氯；轉化工序混合器溫度冬天≤30 ℃，夏天≤45 ℃。

圖1氯化氫合成工藝流程示意圖

Fig.1Processflowdiagramofhydrogenchloridesynthesis

2 事故經過及處理

氯化氫合成工序正常運行3臺合成爐，1臺備用，單臺合成爐生產負荷一般維持在1 600 m3/h。某日約11：20，生產調度發(fā)現(xiàn)鹽酸工序尾氣塔處有氯氣外逸，立即通知鹽酸工序崗位操作人員查看合成爐運行狀態(tài)，氯乙烯轉化工序主控操作員查看氯化氫和乙炔流量及混合器溫度。經確認，2#合成爐已滅，從合成爐視鏡看不到火苗，轉化工序混合器溫度42 ℃，轉化工序氯化氫流量由4 500 m3/h降至約4 000 m3/h。當班生產調度員立即采取了斷開2#合成爐氯化氫分配臺去轉化工序的閥門，關閉合成爐物料閥門的處理辦法。在事故處理過程中，轉化工序混合器溫度急劇上升至48 ℃，生產調度員立即采取了轉化工序緊急停車處理措施。

3 事故原因

事故發(fā)生后，公司成立了由安全、生產、技術、設備部門負責人及相關技術人員組成的事故調查組，對事故進行調查。

(1)造成轉化工序混合器溫度異常上升的原因是氯化氫合成工序所供的氯化氫氣體過氯，過量的氯氣與乙炔氣反應生成氯乙炔并大量放熱。

(2)氯氫處理工序氫氣泵后壓力在10：50有一個明顯的上升和下降過程，壓力由85 kPa坡形上升至88 kPa；隨后，在氫氣分配臺放空自控閥的調節(jié)作用下又緩慢下降至85 kPa。氯氣壓力沒有明顯變化。10：59，鹽酸工序2#合成爐空冷管出口溫度明顯下降，從172 ℃下降至160 ℃。

據(jù)上述條件分析，進2#合成爐的氫氣從10：50開始出現(xiàn)明顯的不正?，F(xiàn)象；約11：00開始，進2#合成爐氫氣流量基本為零，2#合成爐熄滅，部分未反應氯氣靠水的流動形成虹吸，造成外逸，大部分被送往氯乙烯轉化工序，與乙炔氣反應并放熱。經查，2#合成爐進爐氫氣中斷的原因是氫氣閥門閥芯脫落。

4 整改措施

①加強生產崗位操作人員安全意識和相關業(yè)務技能培訓工作，切實增強員工責任心和事故處置能力。②在進合成爐的氫氣、氯氣管線上增設遠傳流量計，數(shù)據(jù)引至DCS監(jiān)控，并設置上下限聲光報警。便于DCS操作人員隨時觀察進氯化氫合成爐的氯氣、氫氣流量，出現(xiàn)異常情況及時發(fā)現(xiàn)并處理。③定期切換合成爐，維護保養(yǎng)相關閥門，保障主要生產裝置的穩(wěn)定運行。④針對氯化氫合成爐看爐工業(yè)務能力欠缺問題，神馬氯堿發(fā)展進行了專題培訓和考試，相關崗位操作人員重新取證后上崗。

5 結語

氯化氫合成工序在氯堿生產過程中起著承上啟下的作用，對生產崗位員工的業(yè)務素質、安全技能和意識都有很高的要求。這就要求企業(yè)在日常生產管理過程中著重加強員工培訓工作，提高安全系數(shù)。

[1] 江泳.全自控副產中壓蒸汽HCl合成爐應用探索[J].氯堿工業(yè)，2012，48(12)：41-43.

Accidentsinhydrogenchloridesynthesisprocessandtreatment

ZHUDeqi

(Nylon Science and Technology Co., Ltd., China Pingmei Shenma Group, Pingdingshan 467212, China)

hydrogen chloride； synthesis furnace；excessive chlorine accident

The accident process of chlorine gas escaping from tail gas tower for hydrogen chloride absorption process and treatment of the accident were introduced. The cause of the accident was analyzed, and the corrective measures were put forward.

朱德琪(1978—)，男，助理工程師，現(xiàn)任中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司熱電車間副主任，從事化工工藝和設備的節(jié)能、環(huán)保、安全等技術改造及研究工作。

2017-05-09

TQ124.42

B

1008-133X(2017)09-0026-02

[編輯：董紅果]