氯化氫合成裝置分兩線運(yùn)行總結(jié)

姚勝奇,宋旭東，高理玉，高磊

(內(nèi)蒙古鄂爾多斯電力冶金集團(tuán)股份有限公司PVC公司,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 016064)

內(nèi)蒙古鄂爾多斯集團(tuán)電力冶金股份有限公司PVC分公司(以下簡(jiǎn)稱“電冶PVC公司”)燒堿產(chǎn)能為30萬(wàn)t/a、PVC產(chǎn)能為40萬(wàn)t/a。氯化氫合成裝置是一條生產(chǎn)線，采用了8臺(tái)南通星球副產(chǎn)低壓蒸汽二合一石墨合成爐，合成爐型號(hào)SSL-G-160。單臺(tái)爐日產(chǎn)100%氯化氫135 t，副產(chǎn)蒸汽壓力≥0.3 MPa蒸汽側(cè)表壓)，生產(chǎn)1 t氯化氫氣體副產(chǎn)0.6 t蒸汽。合成爐滿足40萬(wàn)t/a PVC的生產(chǎn)需要。

1 氯化氫合成工序現(xiàn)狀

從電解槽出來(lái)的氫氣、氯氣溫度高，含有大量飽和水蒸氣，在氯氫處理工序，經(jīng)洗滌、冷卻、壓縮、脫水處理后送至氯化氫合成工序。在合成爐內(nèi)，氫氣與氯氣以(1.05～1.10)∶1的體積比燃燒生成氯化氫氣體。電解至氯氣壓縮和氫氣壓縮系統(tǒng)是兩條生產(chǎn)線，氯化氫合成裝置是一條生產(chǎn)線。改造前氯化氫合成系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

2 氯化氫合成系統(tǒng)分兩線運(yùn)行改造

2.1 原存在的問(wèn)題

電冶PVC公司氯化氫合成崗位滿負(fù)荷生產(chǎn)時(shí)8臺(tái)合成爐同時(shí)運(yùn)行，保證設(shè)備在熱備的最佳狀態(tài)。運(yùn)行時(shí)，如其中一條生產(chǎn)線的電解槽或氫、氯壓機(jī)出現(xiàn)異常情況，合成崗位將進(jìn)行全部滅爐或大規(guī)模切酸操作，運(yùn)行的所有合成爐均受到影響，造成全系統(tǒng)生產(chǎn)波動(dòng)，影響氯乙烯單體產(chǎn)量，也給生產(chǎn)帶來(lái)安全隱患。

圖1 原氯化氫合成工藝路線示意圖

2.2 改造

為避免上述問(wèn)題，電冶PVC公司對(duì)合成系統(tǒng)進(jìn)行了分線技術(shù)改造。將合成爐系統(tǒng)分成兩線，一線對(duì)應(yīng)0#、1#、2#、3#合成爐，二線對(duì)應(yīng)4#、5#、6#、7#爐。將一線電解系統(tǒng)生產(chǎn)的氯氣和氫氣分配至一線氯化氫合成系統(tǒng)，將二線電解系統(tǒng)生產(chǎn)的氯氣和氫氣分配至二線氯化氫合成系統(tǒng)。兩線合成的氯化氫分別進(jìn)入各自的氯化氫總管，經(jīng)冷卻后再送一線和二線轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。氯化氫合成裝置分兩線運(yùn)行流程如圖2所示。

圖2 氯化氫合成裝置分兩線運(yùn)行工藝流程示意圖

3 氯化氫合成分兩線運(yùn)行后開(kāi)車相關(guān)操作

3.1 開(kāi)車前系統(tǒng)置換操作

用氮?dú)庵脫Q氫氣(氯氣)系統(tǒng)：氮?dú)馔ㄟ^(guò)陰極側(cè)總管充氮?dú)忾y、總管壓差控制閥、氫(氯)壓機(jī)、氫氣(氯氣)分配臺(tái)、氯化氫合成氫氣(氯氣)緩沖罐、排空閥，排向大氣。置換約24 h，每間隔1 h在氫氣(氯氣)緩沖罐處取一次樣進(jìn)行分析，要求系統(tǒng)氮含氧體積分?jǐn)?shù)<0.5%。

3.2 系統(tǒng)升電流操作

根據(jù)電解升電流情況，在確定電解1#～4#槽升電流前保證2臺(tái)合成爐置換合格，分析室取樣分析爐內(nèi)含氫體積分?jǐn)?shù)≤0.067%，確定符合點(diǎn)爐要求。①一線開(kāi)車可以具備同時(shí)點(diǎn)2臺(tái)合成爐的條件，二線開(kāi)車4臺(tái)合成爐依次點(diǎn)爐。②兩條生產(chǎn)線同時(shí)開(kāi)車時(shí)，一線電流4 kA，合成一線可以點(diǎn)2臺(tái)爐，待運(yùn)行合成爐送氣或切換至事故吸收時(shí)，根據(jù)電流情況再點(diǎn)剩余2臺(tái)合成爐；二線電流4 kA，合成二線點(diǎn)1臺(tái)合成爐，待運(yùn)行合成爐送氣或切換至事故吸收時(shí)，再依次點(diǎn)其他3臺(tái)合成爐。

3.3 系統(tǒng)并氣操作

在1#～4#電流升至4 kA時(shí)，氯氫處理向氯氣分配臺(tái)并氯氣后氯化氫合成負(fù)責(zé)控制調(diào)節(jié)原料氣，首先利用廢氯閥門將氯氣緩沖罐的壓力控制在130～135 kPa，然后在液化機(jī)組帶量后，由氯氫主控按照分配臺(tái)的壓力情況，通知氯化氫主控緩慢關(guān)閉廢氯閥，盡量減少去廢氣吸收的量。電流升至4 kA時(shí)，合成主控通知分析室人員分析氫氣緩沖罐和氯氣緩沖罐的純度，要求氫氣緩沖罐氫氣體積分?jǐn)?shù)≥99.5%，O2體積分?jǐn)?shù)≤0.02%；氯氣緩沖罐氯氣體積分?jǐn)?shù)80%～90%時(shí)，準(zhǔn)備點(diǎn)爐。

3.4 點(diǎn)爐步驟

(1)打開(kāi)置換合格的合成爐各爐調(diào)節(jié)閥前后手動(dòng)閥。

(2)打開(kāi)氫氣切斷閥(HV-0808)、調(diào)節(jié)閥(FIC-0801)約10%，確定爐前大閥關(guān)閉，室內(nèi)點(diǎn)火手閥關(guān)閉，吸收系統(tǒng)正常下水。打開(kāi)氯氣切斷閥(HV-0809)及調(diào)節(jié)閥(FIC-0802)約20%，再稍開(kāi)氫氣點(diǎn)火小閥(DN50)，進(jìn)行點(diǎn)火操作。

(3)點(diǎn)火操作由2人進(jìn)行。1人配合，1人須戴好面罩，點(diǎn)燃?xì)錃廛浌?，避開(kāi)點(diǎn)火孔正面，將氫氣軟管插入合成爐燈頭氫氣進(jìn)口，并用鐵絲綁緊。點(diǎn)火時(shí)，操作人員應(yīng)站在上風(fēng)頭，切不可面對(duì)爐門。

(4)待氫氣燃燒正常后，再打開(kāi)氯氣管道短路閥(DN50)，緩慢調(diào)節(jié)，待爐內(nèi)火焰呈青白色后，關(guān)閉爐門。

(5)緩慢調(diào)節(jié)氯氫流量，控制氯氫配比在1∶(1.05～1.10)，使火焰燃燒正常(當(dāng)氫氣及氯氣管道短路調(diào)節(jié)閥DN50開(kāi)啟量達(dá)到60%以上后，根據(jù)支管壓力，改用DN200管道調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié))。

(6)隨時(shí)觀察合成爐石墨列管溫度、氯化氫出口溫度(不得高于40 ℃)，逐漸加大氯氣、氫氣流量，直到達(dá)到生產(chǎn)要求。

(7)點(diǎn)火時(shí)如爐內(nèi)發(fā)生爆鳴或一次點(diǎn)火不成功，使火熄滅時(shí)，迅速關(guān)閉氯氣及氫氣的切斷閥及調(diào)節(jié)閥，查明原因，并在抽負(fù)壓約20 min后，重新分析爐內(nèi)氫含量，分析合格后方可進(jìn)行二次點(diǎn)火。

(8)隨時(shí)觀察火焰顏色是否正常，切忌火焰發(fā)黃、發(fā)紅，控制各項(xiàng)工藝指標(biāo)符合生產(chǎn)控制要求。

(9)開(kāi)車之初，氯化氫去吸收系統(tǒng)，待合成爐氯氫配比穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)分析氯化氫純度，當(dāng)氯化氫體積分?jǐn)?shù)在90%～93%且無(wú)游離氯時(shí)，請(qǐng)示調(diào)度將氯化氫供給VCM生產(chǎn)系統(tǒng)。

4 生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及處理辦法

4.1 一條生產(chǎn)線跳停

(1)如果其中一條生產(chǎn)線上的電解槽或氯氣壓縮機(jī)或氫氣壓縮機(jī)突然跳停，則合成工序立即停運(yùn)對(duì)應(yīng)的4臺(tái)合成爐。

(2)應(yīng)關(guān)注另一條生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)，保證平穩(wěn)；立即通知VCM工序。

(3)將所滅合成爐解除聯(lián)鎖，復(fù)位，調(diào)節(jié)吸收水，并做好置換工作，等待送電。

(4)根據(jù)生產(chǎn)情況，可以打開(kāi)一、二線成品冷卻器進(jìn)口和出口連通閥，將另一條正常運(yùn)行的生產(chǎn)線的氯化氫同時(shí)送至轉(zhuǎn)化一、二線；操作過(guò)程中保證原料氣壓力大于90 kPa。

原則上,一條線的氯化氫也可以通過(guò)兩個(gè)成品冷卻器送至轉(zhuǎn)化一、二線。

4.2 兩條生產(chǎn)線跳停

(1)合成工序按照緊急停車處理。

(2)充氮置換，備爐。

4.3 1臺(tái)電解槽跳停

(1)立即通知VCM工序。

(2)如果1臺(tái)電解槽跳停，立即停止對(duì)應(yīng)生產(chǎn)線的1臺(tái)合成爐，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。

(3)將所滅合成爐解除聯(lián)鎖，復(fù)位，調(diào)節(jié)吸收水，并做好置換工作。

(4)若出現(xiàn)過(guò)氯現(xiàn)象，立即切換至制酸。

4.4 1臺(tái)成品冷卻器故障

(1)應(yīng)關(guān)注另一條生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)，保證平穩(wěn)；立即通知VCM工序。

(2)立即將該生產(chǎn)系統(tǒng)的氯化氫氣體切換至制酸，漏點(diǎn)處理完畢后進(jìn)行送氣操作。

(3)若漏點(diǎn)短時(shí)間無(wú)法處理，則根據(jù)生產(chǎn)情況申請(qǐng)降電流操作，或關(guān)閉故障側(cè)成品冷卻器進(jìn)口閥和出口閥，打開(kāi)一、二線成品冷卻器出口連通閥使正常運(yùn)行的生產(chǎn)線的氯化氫同時(shí)送至轉(zhuǎn)化一、二線；此時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)氯化氫總管壓力下降，打開(kāi)一、二線氯化氫成品冷卻器進(jìn)口連通閥，為故障生產(chǎn)線的合成爐送氣做準(zhǔn)備；制酸按照正常送氣操作，操作過(guò)程必須保證送氣爐壓力大于或接近等于正常系統(tǒng)總管壓力。

原則上,分線后兩條線氯化氫可以通過(guò)1臺(tái)成品冷卻器送至轉(zhuǎn)化一、二線。

4.5 VCM一條生產(chǎn)線故障

(1)若VCM一條生產(chǎn)線故障，應(yīng)立即將一條氯化氫生產(chǎn)線切換至制酸。

(2)立即通知氯氫裝置。

(3)應(yīng)關(guān)注另一條線的運(yùn)行狀態(tài)，保證平穩(wěn)。

(4)根據(jù)生產(chǎn)情況，若鹽酸庫(kù)存較高，申請(qǐng)降電流操作。

4.6 1臺(tái)合成爐故障

(1)發(fā)現(xiàn)1臺(tái)合成爐故障，應(yīng)立即通知VCM工序。

(2)將對(duì)應(yīng)電解生產(chǎn)系統(tǒng)電流降至14 kA。

(3)氯氫工序嚴(yán)格按照操作規(guī)程調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力，保證氯氫壓差穩(wěn)定，確保分配臺(tái)壓力穩(wěn)定。

(4)立即將故障合成爐停爐，并置換。

(5)密切關(guān)注該生產(chǎn)系統(tǒng)氯氣、氫氣配比，根據(jù)配比及時(shí)加減原料氣量，嚴(yán)禁過(guò)氯操作。

(6)根據(jù)電解降電流情況，調(diào)整合成爐氫氯配比。

5 結(jié)語(yǔ)

氯化氫合成裝置分兩線運(yùn)行順利實(shí)施后，其中一條生產(chǎn)線出現(xiàn)異常情況后，不會(huì)影響另一條生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，最大程度穩(wěn)定了系統(tǒng)，杜絕了生產(chǎn)安全隱患。