75%片堿殘液堿工藝及部分節(jié)能改進(jìn)

王 宏，梁 劍，姜福軍

（河北盛華化工有限公司，河北 張家口 075000）

河北盛華化工有限公司現(xiàn)有離子膜法燒堿20萬(wàn)t/a、電石法聚氯乙烯樹脂20萬(wàn)t/a及自備熱電站，公司燒堿裝置蒸發(fā)工序采用張家港化工機(jī)械有限公司（現(xiàn)蘇州天沃科技股份有限公司）的三效逆流降膜蒸發(fā)裝置生產(chǎn)50%液堿，濃效降膜蒸發(fā)裝置及片堿裝置生產(chǎn)75%片堿。片堿生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題沒有可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，只能依靠公司自己的技術(shù)力量逐步攻克，目前公司片堿生產(chǎn)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，取得了節(jié)能降耗的可喜成就，其中75%堿殘液堿回收的改造與投運(yùn)，降低了片堿的蒸汽消耗，提高片堿的生產(chǎn)效率，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 75%片堿生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述

由32%離子膜堿生產(chǎn)為50%離子膜燒堿蒸發(fā)采用三效逆流降膜蒸發(fā)工藝，具體流程為，32%堿液從Ⅲ效蒸發(fā)器進(jìn)入，經(jīng)Ⅲ效濃縮后進(jìn)入Ⅱ效，經(jīng)Ⅱ效濃縮后再進(jìn)入Ⅰ效，經(jīng)Ⅰ效濃縮后即為50%離子膜燒堿。生蒸汽是從Ⅰ效進(jìn)入，Ⅰ效產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入Ⅱ效，Ⅱ效產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入Ⅲ效作為加熱蒸汽，Ⅲ效產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入Ⅲ效表面冷凝器后冷凝，各效加熱蒸汽冷凝后回收利用。

50%堿液一部分送到成品冷卻器，經(jīng)成品冷卻器換熱后即為成品50%堿液；另一部分送至濃效，堿液在濃效里濃縮后達(dá)到75%，由濃效堿泵送至片堿機(jī)，經(jīng)片堿機(jī)冷卻制片后得到最終產(chǎn)品75%片堿。濃效加熱蒸汽采用生蒸汽，濃效產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)入濃效表面冷凝器后冷凝。

2 改造前75%片堿殘液堿的回收流程

2.1 75%片堿殘液堿的產(chǎn)生

由濃效堿泵將75%的濃堿液送至片堿機(jī)的弧形堿鍋中，堿液粘附在轉(zhuǎn)鼓表面被迅速冷卻后，被刮刀片刮下并破碎為均勻的堿片進(jìn)入料倉(cāng)，包裝后即為成品片堿。在片堿機(jī)停機(jī)時(shí)，堿鍋中剩余部分75%的濃堿液，由于進(jìn)入堿鍋內(nèi)75%的濃堿液與片堿機(jī)轉(zhuǎn)鼓生產(chǎn)的片堿量不平衡時(shí)，造成堿鍋內(nèi)的濃堿液外溢。這兩部分濃堿液即為75%片堿生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的殘液堿。

2.2 改造前的回收流程

改造前75%片堿殘液堿回收的方法是，通過(guò)片堿機(jī)的殘液堿回收管道將殘液堿收集到殘液回收罐，再用泵打至原液堿罐（32%堿儲(chǔ)罐），原液堿罐中的液堿送至Ⅲ效蒸發(fā)器進(jìn)行堿液濃縮。由于濃堿進(jìn)入原液堿罐后，原液堿罐中32%堿的濃度發(fā)生變化，并且濃度不固定（由于殘液堿的回收量不定），影響50%堿蒸發(fā)工藝的平穩(wěn)運(yùn)行，蒸發(fā)過(guò)程50%堿濃度的控制受到影響；同時(shí)由于殘液堿濃度高、堿液溫度高，殘液堿泵（自吸式不銹鋼泵）打堿經(jīng)常出現(xiàn)故障造成堿液外溢，嚴(yán)重腐蝕廠房地面；由于濃堿的比重大、溫度高，自吸泵使用一段時(shí)間后自吸能力差，需增加一部分水進(jìn)行稀釋、降溫才能送入原液堿罐進(jìn)行回收，造成蒸汽消耗的增加。改造前殘液堿的回收流程見圖1。

圖1 改造前殘液堿的回收流程圖

3 改造后75%片堿殘液堿的回收流程

為了穩(wěn)定50%堿的蒸發(fā)工藝，提高片堿的生產(chǎn)效率和降低能源消耗，改善75%片堿的生產(chǎn)環(huán)境。將原片堿殘液堿回收工藝進(jìn)行改造，在裝置界區(qū)內(nèi)增加一臺(tái)殘液堿罐（鎳質(zhì)），將片堿機(jī)的殘液堿回收至該殘液堿罐中，同時(shí)將Ⅰ效的部分50%堿液加入該殘液堿罐中（由于75%液堿的結(jié)晶點(diǎn)低，雖然有保溫和伴熱也可能造成回收殘液堿系統(tǒng)的結(jié)晶，同時(shí)由于殘液堿的回收量不定，若殘液堿的回收量少且不加入50%液堿時(shí)，殘液堿泵出口氣動(dòng)閥門關(guān)閉，極有可能造成管道、泵、閥門的結(jié)晶以及殘液堿罐的結(jié)晶），由殘液堿泵后氣動(dòng)閥控制殘液堿罐的液位，將堿液送到濃效蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮，濃縮成75%液堿后送至片堿機(jī)系統(tǒng)，工藝流程見圖2。

圖2 殘液堿回收流程圖

該工藝需調(diào)節(jié)進(jìn)入殘液堿罐的50%堿閥門開度，使進(jìn)入殘液堿罐中的50%堿液流量少于進(jìn)入濃效的堿液流量，當(dāng)濃效降量或停車時(shí)需及時(shí)關(guān)閉進(jìn)入殘液堿罐的50%堿閥門，生產(chǎn)的自動(dòng)化程度受到限制。

4 改造后的運(yùn)行效果

（1）殘液堿回收系統(tǒng)改造并投入運(yùn)行后，回收的殘液堿不再進(jìn)入原液堿罐，避免了進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)32%堿的濃度變化，使50%堿蒸發(fā)工藝操作控制更平穩(wěn)，50%堿的產(chǎn)品質(zhì)量更易控制，減少了50%堿質(zhì)量事故的發(fā)生。

（2）避免了由于原自吸式不銹鋼泵殘液泵自吸能力不足需加水稀釋，濃堿被稀釋成稀堿，造成蒸發(fā)用蒸汽的消耗增加，減少了能源的浪費(fèi)，提高了片堿生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）避免了原自吸式不銹鋼泵殘液泵的腐蝕，節(jié)省了泵的維修費(fèi)用，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（4）避免了由于原自吸式不銹鋼泵殘液泵送不出物料造成的堿液外溢，造成的環(huán)境污染和對(duì)廠房地面的腐蝕。

（5）殘液堿回收系統(tǒng)改造并投入運(yùn)行后，片堿產(chǎn)量增產(chǎn)10%，節(jié)約蒸汽約0.1t/t片堿，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

5 殘液堿回收改進(jìn)建議

（1）殘液堿回收罐作為濃效進(jìn)料中間緩沖罐，并將殘液堿回收到此罐中，即50%液堿經(jīng)過(guò)Ⅰ效堿泵，一部分去成品冷卻器，換熱后為50%堿成品，另一部分送至濃效進(jìn)料中間緩沖罐再送至濃效濃縮，取消由Ⅰ效堿泵直接送至濃效的堿管道。

（2）濃效進(jìn)料中間緩沖罐的殘液堿泵更換為濃效堿泵（流量需增加），重新配制工藝管道，進(jìn)料量由濃效蒸發(fā)器液位控制，建議改進(jìn)的流程圖見圖3。

改進(jìn)后濃效進(jìn)料、運(yùn)行會(huì)更平穩(wěn)，工藝自動(dòng)化程度提高，當(dāng)濃效生產(chǎn)負(fù)荷變化時(shí)可遠(yuǎn)程操控，操作更方便。

圖3 殘液堿回收建議改進(jìn)的流程圖