氯堿裝置生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及處理方法

范東輝

(黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033)

黑龍江昊華化工有限公司(以下簡稱“黑龍江昊華”)氯堿裝置生產(chǎn)產(chǎn)品有32%燒堿、高純鹽酸、次氯酸鈉、液氯、元明粉等多種產(chǎn)品。裝置產(chǎn)能為25萬t/a離子膜燒堿，裝置于2009年開始投建，2010年11月4日初始開車投產(chǎn)。整個(gè)氯堿裝置現(xiàn)生產(chǎn)工藝分5個(gè)生產(chǎn)工序：一次鹽水精制工序；二次鹽水精制與電解工序；氯氣處理與事故氯工序；氫氣處理與氯化氫合成工序；液氯與包裝工序。5個(gè)工序由前到后緊密銜接構(gòu)成整個(gè)氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)?，F(xiàn)將黑龍江昊華氯堿裝置的生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)中出現(xiàn)和可能出現(xiàn)的問題及處理方法作以介紹，供行業(yè)內(nèi)兄弟企業(yè)借鑒。

1 氯堿裝置工藝流程簡述

氯堿生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

圖1 氯堿生產(chǎn)工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of chlor-alkali production

2 氯堿裝置生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題及處理方法

2.1 凱膜過濾器酸洗過程跑酸水

處理方法：當(dāng)酸洗過濾器時(shí)，發(fā)現(xiàn)有異常氯氣味，應(yīng)立即停鹽酸泵及中間槽泵。查看運(yùn)行過濾器內(nèi)是否進(jìn)酸水。如果沒有酸水，在中間槽泵出口接臨時(shí)管線，將中間槽內(nèi)的酸水排至鹽泥槽；如果過濾器內(nèi)有酸水，停凱膜過濾器，把過濾器至化鹽水貯槽閥門打開，同時(shí)啟動(dòng)2臺過濾器，進(jìn)行鹽水置換。降低鹽水流量約80 m3/h。關(guān)閉一次鹽水貯槽A或一次鹽水貯槽B進(jìn)出口閥門，僅運(yùn)行一臺貯槽，加快鹽水置換，同時(shí)取樣分析。在切換下來貯槽的排放口連接臨時(shí)管線，將不合格鹽水經(jīng)軸封水池送至化鹽水貯槽，重新精制。在中間槽泵出口接臨時(shí)管線，將中間槽內(nèi)酸水排至鹽泥槽。

2.2 一次鹽水晃電跳閘

處理方法：氯堿系統(tǒng)因晃電跳閘停車，一次鹽水所有機(jī)泵也跳停。先將預(yù)處理器氣動(dòng)閥FV-5103關(guān)閉，各精制劑氣動(dòng)閥關(guān)閉，同時(shí)將加壓溶氣罐入口風(fēng)閥關(guān)閉，將過濾器停機(jī)，關(guān)閉進(jìn)液手動(dòng)閥門。當(dāng)電力恢復(fù)正常后，按開車操作啟動(dòng)各機(jī)泵及攪拌器，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)通知調(diào)度聯(lián)系電器人員維修，送電正常后，將鹽水系統(tǒng)開車。如果電解后部工序不能開車，鹽水系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部循環(huán)，鹽水流量控制約100 m3/h，精制劑適當(dāng)加入，各崗位正常操作。 將總進(jìn)水自動(dòng)閥關(guān)閉，使返回淡鹽水回到化鹽水貯槽V-401B，直到余氯指標(biāo)穩(wěn)定后，才能進(jìn)入膜脫硝工序。

2.3 電解旭硝子離子膜被酸化

處理方法：將電解槽陽極出口淡鹽水濃度由200～215 g/L降至190 g/L；陰極燒堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)由32%～32.5%降至31%運(yùn)行5天。降低陽極出口淡鹽水濃度方法有3種。①降低進(jìn)槽鹽水循環(huán)量。②將電解槽正常運(yùn)行的FICZA-231與開車電解槽充液FICA-241連鎖摘除，將進(jìn)、出槽鹽水濃度用ZV-241和FCV-242共同控制。③降低電解槽運(yùn)行負(fù)荷，低電流運(yùn)行。陰極液降低濃度方法有：若無其他電解槽運(yùn)行可直接增大電解槽總管FICA-221的純水加入量；若有其他電解槽在正常運(yùn)行，為保障其他電解槽堿液濃度正常，則須將電解槽陰極循環(huán)量FIA-232量提高(提量多少依據(jù)化驗(yàn)分析陰極液濃度定)。降低陰極液濃度另外也可通過降低被酸化電解槽運(yùn)行負(fù)荷，使其在低電流密度運(yùn)行。

2.4 鹽水中Ca2+、Mg2+離子超標(biāo)致使離子膜污染

鹽水中鈣、鎂離子嚴(yán)重超標(biāo)(原鹽鈣、鎂離子超標(biāo))致使氯堿電解出槽淡鹽水pH-264值快速大幅上漲超出正?？刂浦笜?biāo)范圍，電解槽電壓快速上漲。經(jīng)系列排查ICP分析鹽水中鈣、鎂離子嚴(yán)重超標(biāo)(原鹽鈣、鎂離子超標(biāo))污染離子膜。

處理方法：確定電解槽電壓上漲原因是鹽水中鈣、鎂離子嚴(yán)重超標(biāo)所致后，氯堿電解崗位立即對電解槽進(jìn)行了緊急停車處理，并對電解槽進(jìn)行水溫在40 ℃以內(nèi)的2遍純水洗槽處理。若純水溫度過高，會(huì)使離子膜受熱膨漲，使電流效率下降；或因膜的皺紋發(fā)生針孔。開車后，槽電壓有所下降但電流效率即膜效率由95%下降至92%。因膜效率下降，黑龍江昊華將電解槽槽溫由87.0 ℃降低至85 ℃，將燒堿質(zhì)量分?jǐn)?shù)由32.0%～32.5%提升至33%。槽溫及燒堿濃度均在1天內(nèi)呈梯度均勻調(diào)控，在新指標(biāo)運(yùn)行1周后電解槽電壓恢復(fù)至未污染前，電流效率恢復(fù)至94.85%較污染前僅下降0.15%。

2.5 電解槽陰極液進(jìn)口軟管堵塞斷流打火

2016年1月9日，4號電解槽陰極液進(jìn)口軟管堵塞造成斷流出現(xiàn)火花。

處理方法：發(fā)現(xiàn)電解槽軟管流量異常，立即檢查是電解槽進(jìn)口堵塞還是出口堵塞(依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，多數(shù)是電解槽進(jìn)口堵塞造成斷流。因?yàn)槌隹谲浌芸讖酱?，進(jìn)口軟管比較細(xì)且有濾網(wǎng)，所以進(jìn)口軟管堵塞的概率更高)。確定是電解槽進(jìn)口堵塞后，及時(shí)聯(lián)系調(diào)度，進(jìn)行停車處理。

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)電解槽軟管出現(xiàn)火花，首先應(yīng)檢查軟管內(nèi)液體的流量是否異常。流量減量一般會(huì)有個(gè)過程，而不是突然斷流，因此，按時(shí)巡檢電解槽軟管流動(dòng)狀態(tài)尤其是軟管流量是預(yù)防事故發(fā)生的有效途徑。不能立即停車處理時(shí)應(yīng)加強(qiáng)巡檢，確保出口軟管液體不斷流，以免斷流對電解槽、離子膜造成更大損害。

2.6 外網(wǎng)電壓低致使電解槽晃電

2017年11月8日，由于外網(wǎng)電壓低波動(dòng)晃電，導(dǎo)致電解槽電流不等直降，電解槽電流瞬間下降，致使系統(tǒng)氣體壓力波動(dòng)。處理方法：電解主控人員發(fā)現(xiàn)電流自降后，立即向生產(chǎn)調(diào)度及動(dòng)力整流匯報(bào)，并通知相關(guān)崗位。主控室人員立即根據(jù)氣體壓力規(guī)定值，快速調(diào)節(jié)氣體壓力，保證電解槽內(nèi)部壓差在控制指標(biāo)范圍。自動(dòng)調(diào)節(jié)不過來，立即采取手動(dòng)調(diào)節(jié)氣體壓力規(guī)定值，保障氣體壓差在規(guī)定范圍內(nèi)。電解主控室人員解除EDIA聯(lián)鎖；電解看槽人員將電解槽鎖定螺母打開，電流恢復(fù)過程中操作人員密切關(guān)注并及時(shí)調(diào)節(jié)電解槽氣體壓差，保障了氣體壓差在控制指標(biāo)范圍，避免了電解槽跳閘停車。

2.7 電解槽電壓異常

電解槽電壓異常主要有4個(gè)方面：電解槽中控指標(biāo)、設(shè)備因素、離子膜因素、電解槽運(yùn)行狀態(tài)。

(1)若出現(xiàn)電解槽電壓異常應(yīng)馬上進(jìn)行中控指標(biāo)分析，包括對進(jìn)槽鹽水濃度、進(jìn)槽鹽水流量，尤其是進(jìn)槽鹽水質(zhì)量、槽溫、燒堿濃度、進(jìn)出槽酸度，出槽鹽水含鹽，電流密度等進(jìn)行分析排查。

(2)若排除各項(xiàng)中控指標(biāo)因素及運(yùn)行狀態(tài)的軟管堵塞、斷流原因，則應(yīng)判斷為離子膜出現(xiàn)針孔或膜分層、膜被污染。離子膜出現(xiàn)針孔，燒堿會(huì)進(jìn)入陽極，腐蝕陽極網(wǎng)涂層；含游離氯的淡鹽水會(huì)進(jìn)入陰極，也會(huì)造成陰極網(wǎng)涂層脫落，電解槽電壓異常。判斷為離子膜問題時(shí)，應(yīng)盡快停車，對離子膜進(jìn)行更換處理。

2.8 電解工序跳停，氯壓機(jī)正常運(yùn)行

處理方法：當(dāng)電解工序跳停，氯壓機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，主控人員立即通知現(xiàn)場人員開氯壓機(jī)入口氮?dú)忾y門,往氯壓機(jī)組中充氮?dú)夂笳{(diào)整PICA-5304設(shè)定值，保證負(fù)壓在-2KPa左右，控制流量，防止喘振。關(guān)閉鈦管冷卻器5 ℃水閥門、泡罩塔加酸閥門;鈦風(fēng)機(jī)頻率調(diào)至30%～50%?，F(xiàn)場人員及時(shí)開啟二級堿液循環(huán)泵,戴好面具檢查風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況。如果風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，立即重新開啟。

2.9 干燥塔底硫酸泄漏

處理方法：干燥塔底硫酸泄漏，現(xiàn)場干燥塔處報(bào)警器將報(bào)警。首先現(xiàn)場人員戴好面具、乳膠手套、防酸服、防酸靴子去現(xiàn)場進(jìn)行確認(rèn)具體泄漏位置。確認(rèn)泄漏發(fā)生后，現(xiàn)場人員應(yīng)當(dāng)向車間負(fù)責(zé)人及調(diào)度報(bào)告，撤離泄漏區(qū)人員至安全區(qū),并對泄漏區(qū)域進(jìn)行隔離, 應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器,穿防酸堿工作服，將事故塔內(nèi)的硫酸倒至下一級干燥塔，切斷泄漏源。操作中盡可能不要直接接觸泄漏物。避免水流沖擊硫酸使其遇水放熱發(fā)生噴濺灼傷皮膚。

2.10 合成爐大量進(jìn)水

處理方法：如若夾套水大量漏入合成爐內(nèi)，該爐爐壓升高并且大幅度波動(dòng)，火焰顏色發(fā)紅甚至熄滅，進(jìn)爐氯氫壓差值顯示負(fù)數(shù)，氫氣加不進(jìn)爐，大量過氯，其他運(yùn)行爐氯氫壓差值增加。立即給轉(zhuǎn)化崗位發(fā)緊急停車信號(若該爐產(chǎn)酸，則不用發(fā)信號)。先將故障爐停送氯化氫，改做產(chǎn)酸，緊急滅爐(一定要做到先斷氯、后斷氫，或同時(shí)切斷氣源)。停送其他爐氯化氫改做產(chǎn)酸，加大其他爐進(jìn)爐量，保證不過氯，氫氣排空自動(dòng)閥開度不低于20%。通知調(diào)度往事故氯泄氯氣并緊急停爐后，用氮?dú)鈴臍錃庵Ч艽党趶?qiáng)制置換，同時(shí)從爐底排冷凝酸口排爐內(nèi)水。滅爐后，打開蒸汽泄壓閥泄壓，關(guān)閉該爐去蒸汽分配臺的閥門，關(guān)閉進(jìn)爐純水自動(dòng)閥前后手動(dòng)閥(若氯氣總管壓力高，持續(xù)往事故氯排氯氣，可與調(diào)度聯(lián)系降電流)。

2.11 單臺合成爐流量計(jì)顯示失靈

處理方法： 正常生產(chǎn)中若單臺合成爐流量計(jì)顯示失靈,應(yīng)立即通知VCM崗位降流量，對流量計(jì)顯示失靈的合成爐停送氯化氫并改做產(chǎn)酸同時(shí)逐漸降低該爐氯化氫純度至85%～88%， 并對該爐氯化氫純度加強(qiáng)分析。在調(diào)整氯化氫純度過程中，該臺爐應(yīng)由操作水平高、有經(jīng)驗(yàn)的操作工根據(jù)火焰顏色及氯氣、氫氣壓力進(jìn)行操作，避免氯氣和氫氣系統(tǒng)壓力出現(xiàn)大的波動(dòng)而影響其他爐的正常運(yùn)行和出現(xiàn)過氯現(xiàn)象。在改做產(chǎn)酸時(shí)必須先開吸收水閥和下酸閥，后關(guān)送氯化氫閥和打開產(chǎn)酸閥，避免出現(xiàn)尾氣塔排空口冒氯化氫現(xiàn)象。該臺爐如氯氣、氫氣流量高于500 m3/h應(yīng)采取如下措施。

(1)適當(dāng)降低氯化氫純度，調(diào)節(jié)時(shí)必須只作微量調(diào)整，禁止大幅度調(diào)整閥門，保證氯氣、氫氣系統(tǒng)壓力不出現(xiàn)大的波動(dòng)，防止過氯。

(2)通知儀表工盡快校表，校表時(shí)操作人員勤分析爐樣，保證合成爐不過氯。校表期間如氯氣、氫氣壓力沒有大幅度波動(dòng),一般不允許調(diào)節(jié)該爐閥門。

2.12 液氯鋼瓶泄漏

處理方法：如鋼瓶正在充裝過程中出現(xiàn)泄漏，可按下相應(yīng)包裝臺急停按鈕，關(guān)閉液氯充裝閥，再進(jìn)行以下處理。

(1)鋼瓶關(guān)閉不嚴(yán)或無法關(guān)閉時(shí)，先用扳手或管鉗用力關(guān)閉。仍無法關(guān)閉時(shí)，用鋼瓶閥專用堵漏卡子將泄漏的鋼瓶閥堵上；待瓶閥無泄漏時(shí)，將鋼瓶吊至包裝臺，把瓶內(nèi)氯氣倒回液氯貯槽，然后抽空處理。

(2)鋼瓶閥或絲錐螺紋外泄時(shí)，將鋼瓶垂直放正，把上部閥門打開抽空排壓，待壓力降至常壓時(shí)緊固螺紋；如螺紋無法緊固，應(yīng)迅速將瓶內(nèi)液氯倒入貯槽，然后抽空處理。

(3)鋼瓶帶合金堵的合金堵泄漏時(shí)，可以先用竹簽或鉛條塞堵，將瓶內(nèi)液氯倒入貯槽，然后抽真空處理。

(4)只要鋼瓶閥體發(fā)生泄漏，都應(yīng)迅速將瓶內(nèi)液氯倒入貯槽，然后抽真空處理。

(5)液氯鋼瓶瓶體泄漏時(shí)，應(yīng)迅速將鋼瓶吊起，上緊上好鋼瓶瓶體泄漏處理專用工具；將瓶內(nèi)液氯倒入貯槽，然后抽真空處理。

(6)如泄漏點(diǎn)在兩側(cè)封頭，可先用竹簽堵漏，再將瓶內(nèi)液氯倒入貯槽，然后抽真空處理。

3 結(jié)語

以上是黑龍江昊華氯堿裝置運(yùn)行中出現(xiàn)過的問題及氯堿裝置有可能出現(xiàn)的問題。氯堿裝置在運(yùn)行問題出現(xiàn)后，應(yīng)立即處理并及時(shí)采取科學(xué)有效的應(yīng)對措施，以保障裝置能快速正常投運(yùn)，進(jìn)而減少企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失。