高純鹽酸中鈣鎂含量超標(biāo)的探析及措施

劉 海

（東營市赫邦化工有限公司，山東 東營 257091）

1 概述

根據(jù)東營市赫邦化工有限公司執(zhí)行的《高純鹽酸HG/T 2778-2009》的相關(guān)要求，出廠成品高純鹽酸中一等品的鈣含量≤0.50 mg/L（以Ca計(jì)），鎂含量≤0.10 mg/L（以Mg計(jì)）。但是近期成品鹽酸儲(chǔ)罐中鹽酸的鈣含量和鎂含量頻繁超標(biāo)，且持續(xù)時(shí)間較長。

高純鹽酸自鹽酸工段由二合一合成爐合成，經(jīng)降膜吸收器吸收后進(jìn)入鹽酸中間罐中，鹽酸中間罐達(dá)到安全液位上限后，由鹽酸泵送至成品罐區(qū)，管線為DN80的PVC玻璃鋼增強(qiáng)管線。成品罐區(qū)有鹽酸儲(chǔ)罐7臺(tái)，其中4臺(tái)用于儲(chǔ)存高純鹽酸，材質(zhì)為玻璃鋼（內(nèi)蝕層為SW901樹脂），每臺(tái)罐連接有進(jìn)口管、出口管、回流管和放空管4條管線，每臺(tái)儲(chǔ)罐的放空管匯總并入總管，連到鹽酸尾氣吸收裝置，整個(gè)系統(tǒng)呈封閉狀態(tài)，不可能有雜質(zhì)進(jìn)入。初步分析，造成鹽酸鈣鎂上升的原因是由儲(chǔ)罐或管線引起。

2 鹽酸質(zhì)量指標(biāo)的數(shù)據(jù)分析情況

鹽酸鈣鎂化驗(yàn)以V904A為實(shí)驗(yàn)罐，自2016年10月12日至11月5日，共計(jì)24天。V904A在10月12日僅存有少量罐底料，自13日-29日，罐存逐步增加至約300 t，保持鹽酸不進(jìn)不出。V904D為參考實(shí)驗(yàn)用罐，期間鹽酸既有進(jìn)料，又有發(fā)貨，作為數(shù)據(jù)對(duì)比。

經(jīng)過3周的鈣鎂數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（見表1），分析V904A罐鈣鎂與庫存的變化關(guān)系如下。

（1）V904A期初鈣鎂5.5331 mg/L，主要受罐底料影響，隨著進(jìn)料，鈣鎂逐步降低的原因?yàn)樾录欲}酸稀釋作用。

（2）實(shí)驗(yàn)期間鈣鎂階段性上升情況。

a.10月19日-20日，罐存保持147.72 t，鈣鎂由2.6168mg/L上升至2.6248mg/L，上升了0.0080mg/L；

b.10月26日-27日，罐存保持261 t，鈣鎂由1.6453mg/L上升至2.1442mg/L，上升了0.4989mg/L；

c.10月29日-11月3日，罐存保持297.66 t，鈣鎂自1.5156 mg/L上升至1.9579 mg/L，上升了0.4423 mg/L；

d.11月4日-5日，鈣鎂自1.7762 mg/L上升至1.8119 mg/L，上升了 0.0357 mg/L。

3 原因查找和分析

3.1 鹽酸合成生產(chǎn)裝置的方面

經(jīng)多次抽樣檢查，鹽酸工段鹽酸中間罐V708AB的鹽酸樣品鈣中含量≤0.30×10-6，鎂含量≤0.07×10-6，中間罐鹽酸樣品鈣鎂含量未出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，這就說明成品鹽酸鈣鎂含量不合格現(xiàn)象出現(xiàn)在鹽酸工段后繼工序方面。

3.2 玻璃鋼儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)制造方面

儲(chǔ)罐均采用纏繞工藝低鈣鎂設(shè)計(jì)制作；設(shè)備內(nèi)襯樹脂選用SW901乙烯基樹脂，結(jié)構(gòu)層樹脂選用P65-901鄰苯樹脂；外保護(hù)層加入U(xiǎn)V-9型紫外線吸收劑。內(nèi)表層增強(qiáng)材料選用聚酯表面氈，結(jié)構(gòu)層增強(qiáng)材料選用無堿纏繞紗。內(nèi)表層是SW901樹脂和有機(jī)聚酯氈，2種材料其本質(zhì)均不含鈣鎂。設(shè)備層的結(jié)構(gòu)及樹脂含量要求見圖2。

圖2 設(shè)備層的結(jié)構(gòu)及樹脂含量

3.3 在罐存變化的過程中，鈣鎂量的變化分析

在實(shí)驗(yàn)期間，罐存由于受限于鹽酸產(chǎn)量和市場銷售原因，沒有及時(shí)達(dá)到鹽酸滿罐，物料不進(jìn)不出的理想狀態(tài)，庫存逐步升高，鈣鎂測試數(shù)據(jù)不斷降低，但通過實(shí)際經(jīng)過計(jì)算鈣鎂總量還是升高的。

從以上的分析可以排除偶然因素的影響，隨著鹽酸儲(chǔ)存的時(shí)間延長，鈣鎂總量是升高的。

（1）成品鹽酸罐每臺(tái)罐只有4根管線與處界交換物料，沒有直接通向大氣的敞口，可以認(rèn)為是一個(gè)密閉環(huán)境。

（2）V904A實(shí)驗(yàn)期間，物料只進(jìn)不出，更不可能遭受外界污染。

（3）成品罐區(qū)的鹽酸儲(chǔ)罐只起到儲(chǔ)存作用，操作人員不用到儲(chǔ)罐進(jìn)行任何操作，可以排除人為因素影響。

（4）泵抽鹽酸發(fā)貨時(shí)，儲(chǔ)罐頂部的放空口通過管道從噴淋吸收塔處帶進(jìn)了空氣中的含鈣懸浮顆粒（影響程度比較?。?/p>

（5）儲(chǔ)罐在建完初期投用時(shí)，用于儲(chǔ)存三氯乙烯副產(chǎn)鹽酸，可能副產(chǎn)鹽酸中的微量三氯乙烯造成了罐壁內(nèi)蝕層的侵蝕，內(nèi)蝕層樹脂出現(xiàn)針孔。之后，再用來儲(chǔ)存工業(yè)高純鹽酸，導(dǎo)致直接腐蝕加強(qiáng)層的玻璃纖維，從而使無堿玻璃纖維中的少量鈣鎂等溶解到鹽酸中。因?yàn)闊o堿玻璃纖維通常成分為SiO2：55%～57% 、Al2O3：10% ～17% 、CaO：12% ～25% 、MgO：0 ～8%，還含有微量 B2O3、Na2O、K2O、CaF。雖然SiO2占比較大，但其耐酸不耐堿，對(duì)鹽酸品質(zhì)沒有影響。

3.4 內(nèi)部檢查情況

（1）鹽酸罐內(nèi)打開時(shí)，罐底部有少量漿狀的雜質(zhì)沉淀，罐壁上輕微的流掛痕跡。

（2）11月15日辦理受限空間進(jìn)入證，進(jìn)入檢查發(fā)現(xiàn)，罐底部的反襯酚醛樹脂層較好，但SW901樹脂層內(nèi)壁上有很不明顯的少量綠色結(jié)晶小點(diǎn)，分析應(yīng)是滲進(jìn)罐壁的酸液形成的結(jié)晶鹽。V904ABCD都是一期項(xiàng)目時(shí)建造，曾儲(chǔ)存三氯乙烯副產(chǎn)鹽酸，可能情況相同。

（3）浮筒液位計(jì)的內(nèi)部插入管外表面顏色發(fā)白，似有輕微腐蝕，可能插入管的內(nèi)外層樹脂型號(hào)不同，外表加強(qiáng)層的玻璃纖維已接觸介質(zhì)鹽酸，并有微溶現(xiàn)象。

4 計(jì)劃應(yīng)對(duì)措施

（1）如有條件，將V904C罐清理干凈后，進(jìn)罐內(nèi)檢查對(duì)照罐壁的情況，進(jìn)一步確定貯罐的狀況（罐底殘存鹽酸的處理較困難）。

（2）酸霧的噴淋吸收塔連續(xù)運(yùn)行制，使儲(chǔ)罐吸入氣體經(jīng)過洗滌凈化。

（3）拆掉浮筒液位計(jì)的插入管，改用單法蘭液位計(jì)，與之前裝有的單法蘭液位計(jì)對(duì)比使用。

（4）對(duì)一期4臺(tái)鹽酸貯罐的內(nèi)蝕層進(jìn)行反襯，打磨后重新做低鈣鎂內(nèi)蝕層。

5 結(jié)語

通過一系列的原因查找和數(shù)據(jù)分析，儲(chǔ)罐內(nèi)蝕層的腐蝕穿針孔應(yīng)是最大的可能所在，若置之不理會(huì)導(dǎo)致外加強(qiáng)層的逐漸腐蝕及強(qiáng)度減弱的安全隱患，進(jìn)行重新反襯低鈣鎂內(nèi)蝕層應(yīng)是最妥善的措施方案。

［1］張耀明.玻璃纖維與礦物棉全書.化學(xué)工業(yè)出版社，2001：44.