廢次氯酸鈉的循環(huán)利用及其對(duì)乙炔裝置水耗的影響

席引尚，趙馳峰，田曉剛，張軍峰，惠玉春

(陜西金泰氯堿化工有限公司，陜西 榆林 718100)

陜西金泰氯堿化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱金泰氯堿)一線10萬t/a PVC裝置于2005年11月建成投產(chǎn)，二線15萬t/a PVC裝置于2014年2月建成投產(chǎn)。經(jīng)過擴(kuò)能改造后，目前金泰氯堿一線、二線的PVC總生產(chǎn)能力已達(dá)到30萬t/a。一線乙炔氣的平均流量約為6 000 m3/h，二線乙炔氣的平均流量約為8 500 m3/h。由于一次配制出的次氯酸鈉若在酸性溶液中會(huì)產(chǎn)生一定的游離氯，在二線乙炔生產(chǎn)裝置開車后，考慮到在二次配制次氯酸鈉時(shí)，若用含有乙炔氣的廢次氯酸鈉稀釋一次配制的次氯酸鈉時(shí)，會(huì)有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，且行業(yè)內(nèi)沒有相應(yīng)的操作規(guī)范可參照，因此次氯酸鈉的二次配制一直是使用生產(chǎn)水，沒有將清凈系統(tǒng)產(chǎn)生的廢次氯酸鈉在二次配制中進(jìn)行回收利用。經(jīng)過對(duì)影響回收利用廢次氯酸鈉進(jìn)行次氯酸鈉復(fù)配因素的全面分析，提出了改進(jìn)措施并經(jīng)過一系列相應(yīng)的改造。二線乙炔裝置于2016年12月實(shí)現(xiàn)了廢次氯酸鈉在二次配制中的回用(一次配制的方式不變)。在二次配制中，采用經(jīng)過閃蒸、曝氣后的廢次氯酸鈉代替生產(chǎn)水稀釋一次配制的次氯酸鈉。二線配制的稀次氯酸鈉同時(shí)供一、二線使用，循環(huán)利用二線的廢次氯酸鈉進(jìn)行二線次氯酸鈉的二次配制，只將一線的廢次氯酸鈉外排至電石渣庫(kù)，大幅減少了廢次氯酸鈉的外排量，更好地解決了冬季電石渣庫(kù)水量難平衡的問題。

1 廢次氯酸鈉回用前的運(yùn)行狀況及用水情況

一線清凈系統(tǒng)次氯酸鈉采用氯氣、稀堿液和水在一次文丘里反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行配制，配制好的稀次氯酸鈉依次經(jīng)過2#清凈塔、1#清凈塔、冷卻塔、水洗塔后進(jìn)入發(fā)生系統(tǒng)，進(jìn)入發(fā)生系統(tǒng)的廢次氯酸鈉用作發(fā)生器的遠(yuǎn)傳液位計(jì)沖洗水和水封加水，最終排入電石渣庫(kù)，滿負(fù)荷時(shí)次氯酸鈉的平均用量為20 m3/h。

二線清凈系統(tǒng)次氯酸鈉采用氯氣、稀堿液和水在一次文丘里反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行配制，配制出的次氯酸鈉再與生產(chǎn)水在二次文丘里反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行配制，二次配制好的稀次氯酸鈉依次經(jīng)過2#清凈塔、1#清凈塔、水洗組合塔利用后進(jìn)入廢次氯酸鈉閃蒸曝氣冷卻系統(tǒng)，再進(jìn)入發(fā)生系統(tǒng)，最終排入電石渣庫(kù)，滿負(fù)荷時(shí)稀次氯酸鈉的平均用量為35 m3/h。

2 影響次氯酸鈉復(fù)配開車存在的問題反及相應(yīng)改造

因閃蒸曝氣后的廢次氯酸鈉來自水洗塔底部的廢次氯酸鈉儲(chǔ)罐，廢次氯酸鈉在水洗塔中循環(huán)洗滌帶有氫氧化鈣的粗乙炔氣，廢次氯酸鈉中含有一定量的氫氧化鈣，在廢次氯酸鈉儲(chǔ)罐中連續(xù)補(bǔ)充少量的生產(chǎn)水，廢次氯酸鈉循環(huán)利用后，就會(huì)增加廢次氯酸鈉中的氫氧化鈣含量，易造成清凈系統(tǒng)設(shè)備、管線的結(jié)垢堵塞，不利于清凈系統(tǒng)的正常運(yùn)行。改造后，將由1#清凈塔出口至廢次氯酸鈉儲(chǔ)槽的廢次氯酸鈉管線改至廢次氯酸鈉輸送泵的進(jìn)口，將1#清凈塔出口的廢次氯酸鈉通過廢次氯酸鈉輸送泵直接送至閃蒸罐。正常生產(chǎn)時(shí)，水洗塔底的廢次氯酸鈉儲(chǔ)槽液位由生產(chǎn)水連續(xù)補(bǔ)充，為控制洗滌水中渣漿濃度，在水洗塔的循環(huán)泵出口與發(fā)生器水封主管新配1條連通管線，將廢次氯酸鈉儲(chǔ)槽中多余的洗滌廢水打至發(fā)生系統(tǒng)。

廢次氯酸鈉在不斷循環(huán)利用時(shí)，鹽含量會(huì)逐漸升高而造成清凈系統(tǒng)的阻力上升，須控制廢次氯酸鈉中的鹽含量。改造后，通過不斷給二線次氯酸鈉配制反應(yīng)器中補(bǔ)加一次水，并保持一線的廢次氯酸鈉外排至電石渣庫(kù)的方式來控制廢次氯酸鈉中的鹽含量不增高。

用廢次氯酸鈉進(jìn)行復(fù)配時(shí)，因次氯酸鈉中的游離氯及廢次氯酸鈉中的溶解乙炔氣均具有一定的揮發(fā)性，因此在稀次氯酸鈉中間槽的上部氣相空間中會(huì)有氯氣和乙炔氣聚集，存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。改造后，在稀次氯酸鈉中間儲(chǔ)槽增加了1條充氮管線，進(jìn)行連續(xù)置換，消除了安全風(fēng)險(xiǎn)。

廢次氯酸鈉閃蒸罐的負(fù)壓最高只能達(dá)到50 kPa，并且閃蒸罐液位波動(dòng)大，負(fù)壓不穩(wěn)定，廢次氯酸鈉中殘留的乙炔不能更好地脫除，影響次氯酸鈉復(fù)配系統(tǒng)的安全開車。改造后，在閃蒸罐底部的廢次氯酸鈉出口管線上增加了1個(gè)自調(diào)閥，并與閃蒸罐的液位進(jìn)行聯(lián)鎖，廢次氯酸鈉閃蒸罐的液位控制穩(wěn)定，且閃蒸負(fù)壓達(dá)到了65 kPa，廢次氯酸鈉殘留乙炔能更好地被有效脫除。改造前經(jīng)閃蒸、曝氣、冷卻的廢次氯酸鈉乙炔質(zhì)量分?jǐn)?shù)在(60～200)×10-6, 改造后經(jīng)閃蒸、曝氣、冷卻的廢次氯酸鈉乙炔質(zhì)量分?jǐn)?shù)在(2～50)×10-6。

廢次氯酸鈉循環(huán)利用工藝流程見圖1。

圖1 廢次氯酸鈉循環(huán)利用工藝流程

Fig.1 Process flow of cyclic utilization of waste sodium hypochlorite solution

3 廢次氯酸鈉回用后的節(jié)水效果

金泰氯堿通過廢次氯酸鈉在次氯酸鈉二次配制中的循環(huán)利用，大幅降低了廢次氯酸鈉的外排量，有效降低了電石渣漿中的氯根離子含量，電石渣漿中的氯根離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)由原來的0.3%左右降至0.1%左右，一、二線乙炔生產(chǎn)裝置的外排廢次氯酸鈉量由原來的55 m3/h降至20 m3/h，乙炔生產(chǎn)裝置的一次水用量減少35 m3/h，全年可減少一次水消耗28萬m3，工業(yè)水的成本按0.83元/t計(jì)，全年可節(jié)約生產(chǎn)成本約23萬元。同時(shí)，通過廢次氯酸鈉的循環(huán)利用，也更好地解決了冬季上清液蒸發(fā)量降低、電石渣庫(kù)水量難平衡的問題，大大減輕了電石渣庫(kù)的安全環(huán)保壓力。