泄漏氯乙烯轉(zhuǎn)化器處理工藝及維修方法的改進(jìn)

張曉東　姚建

摘 要：對泄漏聚氯乙烯轉(zhuǎn)化器的工藝處理過程中，對其殼程進(jìn)行充氮。在維修轉(zhuǎn)化器時，對泄露的列管進(jìn)行堵橛子并燒焊，使用改進(jìn)后工藝和維修方法后，單臺轉(zhuǎn)化器重復(fù)泄漏的次數(shù)大大減少，保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定，提高了PVC樹脂生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)化器 處理 充氮 維修 燒焊

氯乙烯合成轉(zhuǎn)化器是一種大型列管式換熱器， 是電石法合成氯乙烯的關(guān)鍵設(shè)備。我公司現(xiàn)有電石法PVC生產(chǎn)能力為30萬t/a ， 共有轉(zhuǎn)化器86 臺， 設(shè)備規(guī)格為？2400 mm ×3000 mm 的70臺， ？3500 mm ×3000 mm的16臺。上下花板上固定有？57 mm ×3.5mm×2950 mm，列管內(nèi)裝滿以活性炭為載體的氯化高汞催化劑。乙炔和氯化氫的混合氣體在列管內(nèi)經(jīng)過催化劑的催化而合成氯乙烯， 此反應(yīng)為強(qiáng)放熱反應(yīng)， 反應(yīng)熱通過的殼程循環(huán)熱水的少量汽化帶走。

轉(zhuǎn)化器的運(yùn)行情況直接影響整個電石法聚氯乙烯的正常生產(chǎn)， 轉(zhuǎn)化器的防泄漏是保證轉(zhuǎn)化器正常運(yùn)行的一個重要環(huán)節(jié)。我廠轉(zhuǎn)化器從2010年開始，轉(zhuǎn)化器泄漏頻繁，這樣不僅嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的正常運(yùn)行， 而且造成觸媒消耗增加、轉(zhuǎn)化器壽命縮短、轉(zhuǎn)化器出口大管積碳嚴(yán)重、生產(chǎn)成本增高等不良后果。在泄漏轉(zhuǎn)化器進(jìn)行認(rèn)真分析后， 對轉(zhuǎn)化器泄漏后的工藝處理、泄漏轉(zhuǎn)化器的維修方式等方面進(jìn)行改進(jìn)，改善了轉(zhuǎn)化器的使用條件和維修質(zhì)量， 大大減少了單臺轉(zhuǎn)化器重復(fù)泄漏的次數(shù)。

1、轉(zhuǎn)化器的工藝流程

經(jīng)脫水的HCl 、C2H2氣體通過預(yù)熱器預(yù)熱后通過氣相進(jìn)口閥進(jìn)入到轉(zhuǎn)化器中，轉(zhuǎn)化器的列管內(nèi)裝滿以活性炭為載體的氯化高汞觸媒催化劑， 在氯化高汞觸媒作用下加成反應(yīng)生成氯乙烯， 同時放出大量的反應(yīng)熱，氯乙烯合成反應(yīng)式如下：

CH≡CH + HClHgCl2 CH 2 =CHCl + 124.8 kJ/mol

反應(yīng)中產(chǎn)生的大量的熱， 由列管外的循環(huán)水帶走， 循環(huán)熱水由循環(huán)熱水上水閥進(jìn)入到轉(zhuǎn)化器殼程，循環(huán)熱水在吸收反應(yīng)熱后，在管壁少量汽化帶走反應(yīng)熱通過循環(huán)熱水回水閥回到熱水罐中。

2、泄漏轉(zhuǎn)化器的新、舊處理工藝比較

在每小時一次的崗位巡檢中，打開轉(zhuǎn)化器下封頭底部的氣相排污閥時，發(fā)現(xiàn)有酸水排出，同時該轉(zhuǎn)化器更換觸媒已運(yùn)行10天以上，并且進(jìn)出管溫度高，說明轉(zhuǎn)化器的列管已經(jīng)泄漏。如該轉(zhuǎn)化器剛更換觸媒，出現(xiàn)排污閥有酸時，也有可能是觸媒潮引起的，可開大流量進(jìn)一步觀察。

2.1 舊處理工藝

2.1.1 關(guān)閉已發(fā)生泄漏轉(zhuǎn)化器的原料氣進(jìn)口閥、合成氣出口閥，打開轉(zhuǎn)化器下封頭的排污閥，放盡管程的酸水。

2.1.2 關(guān)閉殼程熱水的進(jìn)、 出口閥 ， 打開殼程的排污閥和轉(zhuǎn)化器的殼程排氣閥， 放盡殼程中的熱水。

2.1.3 在轉(zhuǎn)化器的氣相出口回收閥連接回收管，將轉(zhuǎn)化器的的壓力回收后，從氣相進(jìn)口的充氮口向轉(zhuǎn)化器內(nèi)充氮?dú)?，直到抽觸媒作業(yè)開始。

2.1.4 在確認(rèn)轉(zhuǎn)化器內(nèi)無壓力后，拆設(shè)備的上下封頭 ，將轉(zhuǎn)化器內(nèi)的觸媒抽凈

上述2.1.1和2.1.2條處理的目的是防止設(shè)備泄漏、腐蝕進(jìn)一步加劇而導(dǎo)致汞觸媒 “泡湯” 或合成氣總管中進(jìn)酸水而嚴(yán)重影響其它轉(zhuǎn)化器的正常運(yùn)行。

2.2 新處理工藝

在氮?dú)饪偣芗訙p壓閥，將轉(zhuǎn)化器平臺的氮?dú)饪偣軌毫档?.25MPa，保證后續(xù)通入轉(zhuǎn)化器的殼程時，不會超過轉(zhuǎn)化器的殼程設(shè)計壓力0.25MPa。

2.2.1 關(guān)閉已發(fā)生泄漏轉(zhuǎn)化器的原料氣進(jìn)口閥、合成氣出口閥，打開轉(zhuǎn)化器下封頭的排污閥，放盡管程的酸水。

2.2.2 用軟管連接減壓后的氮?dú)饪偣芎娃D(zhuǎn)化器的殼程排氣閥向轉(zhuǎn)化器的殼程充氮，關(guān)閉殼程熱水的進(jìn)、 出口閥，打開殼程的排污閥和轉(zhuǎn)化器的殼程排氣閥，在放水過程中氮?dú)膺M(jìn)入到轉(zhuǎn)化器中保持轉(zhuǎn)化器殼程的壓力，放盡殼程中的熱水后，關(guān)閉殼程的排污閥。

2.2.3 打開轉(zhuǎn)化器的氣相出口閥和氣相排污閥，將進(jìn)入氣相出口管的酸排凈后，將轉(zhuǎn)化器的氣相出口閥關(guān)閉。

2.2.4 在轉(zhuǎn)化器的氣相出口回收閥連接回收管，將轉(zhuǎn)化器的的壓力回收后，從氣相進(jìn)口的充氮口向轉(zhuǎn)化器內(nèi)充氮?dú)猓钡匠橛|媒作業(yè)開始。

2.2.5 在確認(rèn)轉(zhuǎn)化器內(nèi)無壓力后，拆設(shè)備的上下封頭 ，將轉(zhuǎn)化器內(nèi)的觸媒抽凈，并將轉(zhuǎn)化器的氣相進(jìn)出口管加盲板，防止閥門不嚴(yán)，有可燃?xì)怏w溢出，在后續(xù)的燒焊作業(yè)過程中產(chǎn)生危險。

2.2.6 打開轉(zhuǎn)化器的循環(huán)水上水閥和轉(zhuǎn)化器的殼程排氣閥，向轉(zhuǎn)化器內(nèi)充水，直到轉(zhuǎn)化器殼程排氣閥出見水，后關(guān)閉上水閥門，打開水相排污閥將轉(zhuǎn)化器內(nèi)的水排凈，同時對轉(zhuǎn)化器進(jìn)行試漏。

2.3 新、舊處理工藝比較

新處理工藝主要在以下幾方面做了改進(jìn)：

（1） 向轉(zhuǎn)化器的殼程充氮?dú)?。在轉(zhuǎn)化器的開停過程中，氣相進(jìn)出口閥在多次使用后就會微漏。如轉(zhuǎn)化器泄漏后，在關(guān)閉氣相進(jìn)出口閥后，還是有少量的含HCl氣體會進(jìn)入到轉(zhuǎn)化器管程保存一定的壓力。如殼程不充氮?dú)獗海@部分氣體進(jìn)入通過泄漏點(diǎn)進(jìn)入到轉(zhuǎn)化器殼程，與殼程的水接觸生產(chǎn)鹽酸，造成泄漏點(diǎn)的擴(kuò)大并加快未泄漏列管的腐蝕。

（2） 在轉(zhuǎn)化器的殼程水排凈后，打開轉(zhuǎn)化器的氣相出口閥，將氣相出口管的酸排凈。在轉(zhuǎn)化器泄漏后，有部分酸被氣流帶入到轉(zhuǎn)化器的氣相出口總管中，如不將出口管的酸排凈，它會腐蝕出口總管，造成出口總管泄漏，影響生產(chǎn)的安全和穩(wěn)定。

（3）對轉(zhuǎn)化器氣相進(jìn)出口管加盲板、轉(zhuǎn)化器水相上回水管線斷盤、試漏時用水充滿殼程。這三步主要為后續(xù)燒焊維修做準(zhǔn)備，氣相進(jìn)出口加盲板后，可以防止因閥門不嚴(yán)造成的乙炔氣和氯乙烯氣體的外泄，對維修過程產(chǎn)生影響。斷開轉(zhuǎn)化器水相上回水管線，可防止在燒焊過程中，靜電通過水管導(dǎo)入其他正在運(yùn)行轉(zhuǎn)化器。試漏時用水充滿殼程，可防止殼程內(nèi)殘留的可燃性氣體在燒焊的過程中溢出，發(fā)生爆鳴。

3、泄漏轉(zhuǎn)化器器新、舊維修方法

舊的維修方法是在轉(zhuǎn)化器泄漏后，找到泄漏的列管，用鐵撅子將泄漏的列管堵死。由于在轉(zhuǎn)化器列管泄漏過程中，水從殼程進(jìn)入到管程會與管程中的HCl氣體生產(chǎn)鹽酸，對列管的管口進(jìn)行腐蝕，造成管口的內(nèi)表面并不平整，在堵撅子后堵不嚴(yán)實(shí)，容易發(fā)生二次泄漏。

針對老的維修方法出現(xiàn)的問題，對泄漏的轉(zhuǎn)化器在用撅子堵死后，再用電焊將撅子和泄漏列管進(jìn)行焊接，防止了二次泄漏的情況出現(xiàn)。

4、結(jié)語

在使用新的泄漏轉(zhuǎn)化器處理工藝和維修方法后，單臺轉(zhuǎn)化器重復(fù)泄漏的次數(shù)大大減少，保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定，提高了聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

楊鳴波，唐志玉，高分子材料手冊[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

作者簡介：

張曉東（1985-），男，2008年7月畢業(yè)于北京化工大學(xué)高分子材料與工程專業(yè)，本科學(xué)歷，工程師?，F(xiàn)就任于天津大沽化工股份有限公司聚氯乙烯分廠合成工段，從事技術(shù)管理工作.