氯化亞砜生產(chǎn)中氣相循環(huán)工藝裝置及方法的改進(jìn)

潘英曙

（江西世龍實(shí)業(yè)股份有限公司，江西 樂平333311）

氯化亞砜又名亞硫酰氯，學(xué)名二氯亞砜，作氯化劑，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料工業(yè)及有機(jī)合成工業(yè)。 氯化亞砜生產(chǎn)過程中，氣相循環(huán)（氯化亞砜生產(chǎn)過程存在兩大循環(huán)： 液相循環(huán)及氣相循環(huán)） 十分重要，不但關(guān)系到氯化亞砜的產(chǎn)品產(chǎn)量，對(duì)整個(gè)氯化亞砜生產(chǎn)中原料和能源消耗有舉足輕重的影響。

1 原氣相循環(huán)工藝及存在問題

1.1 氯化亞砜原氣相循環(huán)工藝流程簡述

氯化亞砜反應(yīng)器出來的高溫多元組分氣相經(jīng)粗品冷凝器冷凝成粗品氯化亞砜及部分混合不凝氣體，經(jīng)氣液分離器分離后，粗品氯化亞砜流入粗品脫氣釜， 混合氣體經(jīng)氣動(dòng)隔膜泵加壓送回氣體混合器重新進(jìn)入反應(yīng)器合成氯化亞砜（氣相循環(huán)一）；在一定溫度下， 粗品脫氣釜中的粗品氯化亞砜所溶解的氯氣、 二氧化硫等氣體進(jìn)一步分離， 進(jìn)入氣體混合器，重新進(jìn)入反應(yīng)器合成氯化亞砜（氣相循環(huán)二）。氯化亞砜原氣相循環(huán)工藝流程簡圖見圖1。

整個(gè)氣相循環(huán)過程中， 循環(huán)氣要經(jīng)兩步進(jìn)入氣體混合器混合，重新進(jìn)入反應(yīng)器合成氯化亞砜，從而完成氣相循環(huán)。

1.2 原氣相循環(huán)工藝存在的問題

（1）氣相循環(huán)步驟多，系統(tǒng)壓力波動(dòng)頻繁，操作相對(duì)繁雜；

（2）氣相循環(huán)量波動(dòng)頻繁，不利于生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行；

（3）氣相二步循環(huán)能耗較高；

圖1 氯化亞砜原氣相循環(huán)工藝流程簡圖

（4） 隔膜泵檢修頻繁， 檢修時(shí)循環(huán)氣量出現(xiàn)波動(dòng)，不利于生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行；

（5）隔膜泵維修成本較高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

2 水力噴射氣相循環(huán)工藝

水力噴射氣相循環(huán)工藝的特點(diǎn)是利用流體動(dòng)力學(xué)原理，通過流體的高速噴射作用，抽取粗品冷凝器冷凝后分離出的混合氣體， 混合氣體在粗品受槽內(nèi)與粗品氯化亞砜溶解的氣體一起霧化膨脹加壓，從而重新返回氣體混合器， 進(jìn)入氯化亞砜反應(yīng)器合成氯化亞砜。 水力噴射氣相循環(huán)工藝簡圖見圖2。

圖2 水力噴射氣相循環(huán)工藝簡圖

由原隔膜泵脫氣氣相循環(huán)改為水力噴射氣相循環(huán)，從以下3 方面著手改進(jìn)。

（1）工藝由繁到簡，簡化了工藝流程

原氣相循環(huán)工藝相對(duì)繁雜， 其氣相循環(huán)分兩步并列進(jìn)行，一步是冷凝后分離的氣體用隔膜泵輸送，一步是粗品氯化亞砜進(jìn)一步脫氣加壓輸送。 現(xiàn)循環(huán)工藝一步到位， 即粗品氯化亞砜脫出的氣體與冷凝器后分離的氣體均從粗品受槽加壓輸送至氣體混合器。

（2）操作由難入易，操作相對(duì)簡便，指標(biāo)易控制

原氣相循環(huán)工藝操作分兩步并列進(jìn)行， 操作壓力指標(biāo)不易控制， 其中任一步的指標(biāo)發(fā)生變化均會(huì)影響另一步操作， 即任一步壓力指標(biāo)出現(xiàn)狀況均會(huì)影響另一方壓力指標(biāo)， 進(jìn)而會(huì)影響整個(gè)流程及至生產(chǎn)進(jìn)程；現(xiàn)氣相循環(huán)工藝則不會(huì)出現(xiàn)此情況，其操作控制點(diǎn)只有一處，不存在相互影響和制約因素。

（3）系統(tǒng)壓力出現(xiàn)較大變化，即系統(tǒng)壓力大為降低，系統(tǒng)安全性大為增強(qiáng)，系統(tǒng)平穩(wěn)可靠

原氣相循環(huán)工藝生產(chǎn)系統(tǒng)壓力均在0.1MPa 以上，最高壓力達(dá)0.18 MPa 以上， 系統(tǒng)均壓約為0.14 MPa；系統(tǒng)安全性能較差，經(jīng)常泄漏。 現(xiàn)氣相循環(huán)工藝生產(chǎn)系統(tǒng)壓力均在0.1 MPa 以下， 系統(tǒng)均壓為0.05~0.08 MPa，系統(tǒng)安全性能大為提高，生產(chǎn)運(yùn)行平穩(wěn)可靠。

3 水力噴射氣相循環(huán)操作控制

3.1 粗品受槽內(nèi)液位及溫度控制

粗品受槽內(nèi)液位不得低于30%，該液位可保證水力噴射裝置正常工作； 且液位不得高于70%，該液位可保證抽吸的氣體具有一定的膨脹和釋放空間。 受槽溫度不得低于60 ℃，該溫度可保證粗品中的二氯化硫及氯氣等不凝性氣體正常分離， 從而使生產(chǎn)的粗品質(zhì)量得到有效保證。

3.2 水力噴射液體流量抽吸氣量控制

水力噴射氣相循環(huán)裝置的液體噴射流量不得小于100 m3/h（以水流量測算），氣體抽吸量不少于500 m3/h（以空氣流量測算），故液體循環(huán)泵及噴射器的選型非常重要。

4 水力噴射氣相循環(huán)的優(yōu)勢

（1）簡化了操作工藝和設(shè)備，氣相循環(huán)工作程序簡化。

（2）氣相循環(huán)控制點(diǎn)減少，便于系統(tǒng)調(diào)節(jié)，更利于穩(wěn)定操作。

（3）生產(chǎn)系統(tǒng)壓力較低。 且壓力較穩(wěn)定，壓力數(shù)值波動(dòng)小，從而物料進(jìn)出較平穩(wěn)，從而促進(jìn)了前汽化工序的穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的安全性。

（4）水力噴射氣相循環(huán)氣體循環(huán)量大，氣體流量較穩(wěn)定 （原氣相循環(huán)隔膜泵故障時(shí)易出現(xiàn)較大波動(dòng)），增加了系統(tǒng)的物料流速，故增加了物料的反應(yīng)速度， 從而間接提高了單套氯化亞砜合成生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能。

（5）水力噴射氣相循環(huán)裝置運(yùn)行平穩(wěn)可靠，故障率極低，維修概率小，維修成本極低。 將江西世龍實(shí)業(yè)股份有限公司前后兩種氣相循環(huán)裝置比較： 原氣相循環(huán)裝置主要設(shè)備為進(jìn)口氣動(dòng)隔膜泵， 每套合成裝置需要4 臺(tái)隔膜泵，年維修費(fèi)用近10 萬元；更改氣相循環(huán)裝置工藝后，年維修費(fèi)用不足1 萬元。

（6）水力噴射氣相循環(huán)裝置氣體循環(huán)量較穩(wěn)定，合成裝置系統(tǒng)壓力較平穩(wěn)， 故進(jìn)入系統(tǒng)的兩種物料氯氣和二氧化硫的配比也較穩(wěn)定， 從而粗品氯化亞砜的產(chǎn)品質(zhì)量也較穩(wěn)定， 對(duì)后續(xù)配硫中和工序具有參考性的指導(dǎo)意義。

5 結(jié)語

通過對(duì)改變氣相循環(huán)生產(chǎn)裝置實(shí)際情況對(duì)比，水力噴射氣相循環(huán)裝置不但簡化了氣相循環(huán)工藝路線，既減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又降低原料、動(dòng)力消耗，較大的降低了裝置的維修費(fèi)用和成本， 同時(shí)氯化亞砜粗品的質(zhì)量穩(wěn)定提高。水力噴射氣相循環(huán)裝置的應(yīng)用，單套氯化亞砜合成裝置的產(chǎn)能可從原15 t/d 提高到18 t/d 以上。