乙炔發(fā)生與電石儲(chǔ)存用氮?dú)庀到y(tǒng)優(yōu)化改造

李海燕，高 波，孫 靜

（山東魯泰化學(xué)有限公司，山東 濟(jì)寧272100）

氮?dú)獬Ｓ米罱?jīng)濟(jì)的變壓吸附（PSA）工藝制取，變壓吸附制氮是以空氣為原料， 用碳分子篩作吸附劑， 利用碳分子篩對(duì)空氣中的氧和氮選擇吸附的特性，運(yùn)用變壓吸附原理（加壓吸附，減壓解吸并使分子篩再生）使氧和氮分離制取氮?dú)狻?/p>

山東魯泰化學(xué)有限公司建有2 套氮?dú)馍a(chǎn)裝置，裝置均采用變壓吸附制氮工藝，一期氮?dú)馍a(chǎn)裝置有產(chǎn)氣量1 000 m3/h 制氮機(jī)組1 臺(tái)，產(chǎn)氣量180 m3/h制氮機(jī)組1 臺(tái)；二期氮?dú)馍a(chǎn)裝置有產(chǎn)氣量1 000 m3/h制氮機(jī)組2 臺(tái)， 一二期2 套氮?dú)庋b置產(chǎn)氣能力共3 180 m3/h。一期氮?dú)庋b置單獨(dú)供一期燒堿和一期聚氯乙烯裝置使用， 二期氮?dú)庋b置供二期燒堿裝置和二期聚氯乙烯裝置使用。

乙炔發(fā)生裝置所用氮?dú)猓?氮?dú)夤芫€與二期燒堿及聚氯乙烯裝置共用一個(gè)氮?dú)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)， 存在生產(chǎn)物料串入氮?dú)夤芫€系統(tǒng)與乙炔氣接觸引發(fā)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，每年檢修期間生產(chǎn)系統(tǒng)裝置需要進(jìn)行管網(wǎng)氮?dú)庵脫Q，氮?dú)庥昧枯^大，造成整個(gè)氮?dú)庀到y(tǒng)壓力較低、純度低的現(xiàn)象。 對(duì)電石料倉(cāng)的氮?dú)獗Ｗo(hù)和乙炔發(fā)生裝置的安全生產(chǎn)造成風(fēng)險(xiǎn)。 為了保證電石料倉(cāng)和乙炔發(fā)生裝置的用氮?dú)獍踩?，新增? 臺(tái)產(chǎn)氣量1 000 m3/h 的制氮機(jī)組， 并將電石料倉(cāng)和乙炔發(fā)生裝置用氮?dú)夤芫W(wǎng)分離為單獨(dú)的氮?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行使用。

1 工藝現(xiàn)狀

1.1 一期氮?dú)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)工藝流程

一期空壓站制氮裝置所用原料氣由二期空壓制氮裝置供氣，裝有1 臺(tái)處理氣量4 200 m3/h 干燥塔，1 臺(tái)產(chǎn)氣量1 000 m3/h 制氮機(jī)、1 臺(tái)產(chǎn)氣量180 m3/h制氮機(jī)，產(chǎn)出的氮?dú)膺M(jìn)入50 m3氮?dú)鈨?chǔ)罐。 產(chǎn)出的純度≥98%氮?dú)饨?jīng)50 m3氮?dú)鈨?chǔ)罐至氮?dú)夥峙渑_(tái)后，向一期氮?dú)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)的一期燒堿裝置和一期聚氯乙烯裝置提供氮?dú)狻?/p>

1.2 二期氮?dú)庀到y(tǒng)工藝流程

二期空壓站有產(chǎn)氣量3 600 m3/h 空壓機(jī)6 臺(tái)，4開(kāi)2 備，產(chǎn)出的空氣經(jīng)冷凍除濕后，再經(jīng)過(guò)處理氣量10 800 m3/h 干燥塔2 臺(tái)、2 臺(tái)產(chǎn)氣量1 000 m3/h 制氮機(jī)，產(chǎn)出的的氮?dú)膺M(jìn)入2 臺(tái)118 m3氮?dú)鈨?chǔ)罐。 產(chǎn)出的純度≥98%氮?dú)饨?jīng)氮?dú)鈨?chǔ)罐至二期氮?dú)夥峙渑_(tái)，向二期氮?dú)庀到y(tǒng)管網(wǎng)的二期燒堿裝置、二期聚氯乙烯裝置、 電石料倉(cāng)和乙炔發(fā)生裝置氮?dú)饩彌_罐供氮?dú)狻?/p>

1.3 乙炔緩沖罐供氣工藝流程

來(lái)自二期氮?dú)庀到y(tǒng)管網(wǎng)的DN125 氮?dú)夤艿肋M(jìn)入乙炔氮?dú)饩彌_罐， 進(jìn)罐管道裝有氧含量在線監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氮?dú)庋鹾?，氮?dú)饨?jīng)過(guò)緩沖罐穩(wěn)定壓力后， 分為兩路， 一路為供電石料倉(cāng)管線， 氮?dú)庥蒁N125 管道進(jìn)入電石料倉(cāng)；另一路為電石發(fā)生器置換管線，氮?dú)庥蒁N80 管道供10 臺(tái)發(fā)生器置換使用。

2 改造思路

為了防止生產(chǎn)物料串入氮?dú)夤芫€系統(tǒng)與乙炔接觸引起爆炸的風(fēng)險(xiǎn)， 保證乙炔發(fā)生裝置的用氮?dú)獍踩谝黄诳諌赫景惭b1 臺(tái)1 000 m3/h 制氮機(jī)組，單獨(dú)供電石料倉(cāng)和乙炔發(fā)生裝置使用， 將乙炔裝置用氮?dú)夥蛛x為單獨(dú)的氮?dú)庀到y(tǒng)。

氯氣與乙炔爆炸機(jī)理： 氯氣與乙炔相遇迅速發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二氯乙烷，由于氯氣和乙炔化學(xué)性質(zhì)都非?；顫姡呓Y(jié)合會(huì)劇烈反應(yīng)，放出大量的熱，在有限空間內(nèi)會(huì)發(fā)生爆炸。

2.1 一期空壓站改造

（1）在一期空壓站內(nèi)3#制氮機(jī)東側(cè)區(qū)域安裝1臺(tái)1 000 m3/h 制氮機(jī)組，制氮機(jī)進(jìn)口連接至干燥塔排氣管道， 產(chǎn)出的氮?dú)饨?jīng)過(guò)制氮機(jī)自帶的10 m3緩沖罐穩(wěn)壓后通過(guò)管道至供乙炔緩沖罐。

（2）制氮機(jī)排氣管道沿東墻向北延伸連接至供乙炔緩沖罐氮?dú)夤艿馈?原供乙炔緩沖罐氮?dú)忾y門關(guān)閉，由新制氮機(jī)對(duì)乙炔緩沖罐供氣。

2.2 乙炔氮?dú)饩彌_罐改造

（1）將一期空壓站新增制氮機(jī)氮?dú)夤艿澜又烈胰驳獨(dú)饩彌_罐并加裝閥門、 壓力表及1 套氧含量在線監(jiān)測(cè)儀。

（2）關(guān)閉乙炔氮?dú)饩彌_罐來(lái)自二期氮?dú)庀到y(tǒng)的閥門，由一期空壓站新增制氮機(jī)供氣。

（3）在DN125 供電石料倉(cāng)管線加裝閥門及單向閥，氮?dú)饨?jīng)管道進(jìn)入電石料倉(cāng)；在另一路DN80 電石發(fā)生器置換管線加裝閥門及單向閥， 氮?dú)饨?jīng)管道供至10 臺(tái)發(fā)生器加料斗置換使用。

3 實(shí)施效果評(píng)價(jià)

3.1 改造收益

通過(guò)新增制氮機(jī)組， 進(jìn)行了電石儲(chǔ)存和乙炔發(fā)生裝置用氮?dú)夤芫W(wǎng)分離為單獨(dú)氮?dú)庀到y(tǒng)的改造，保障了電石儲(chǔ)存和乙炔發(fā)生裝置用氮?dú)獾陌踩?。同時(shí)，解決了生產(chǎn)裝置檢修時(shí)置換氮?dú)獾挠昧繂?wèn)題， 滿足了生產(chǎn)裝置合格置換的要求， 節(jié)約了生產(chǎn)裝置的置換時(shí)間，為檢修開(kāi)車贏得寶貴時(shí)間，減少了因檢修影響的產(chǎn)品產(chǎn)量。

3.2 安全收益

通過(guò)氮?dú)庀到y(tǒng)分離改造， 消除了生產(chǎn)物料串入氮?dú)夤芫€系統(tǒng)與乙炔接觸引起爆炸的風(fēng)險(xiǎn)， 保證了乙炔發(fā)生裝置和電石料倉(cāng)用氮?dú)獾膲毫图兌?，提高了安全生產(chǎn)系數(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述對(duì)乙炔發(fā)生和電石儲(chǔ)存同其他生產(chǎn)裝置共用氮?dú)夤芫W(wǎng)分離的優(yōu)化改造， 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行， 達(dá)到了乙炔發(fā)生和電石儲(chǔ)存氮?dú)庀到y(tǒng)分離優(yōu)化改造的目的， 并驗(yàn)證了氮?dú)夤芫W(wǎng)優(yōu)化改造方案的可行性。