鹽酸正負壓解吸裝置運行總結

王 濤

（南通貝思特石墨科技有限公司，江蘇 南通226011）

現有鹽酸解吸制取氯化氫生產工藝中，以常規(guī)解吸工藝、鈣法深度解吸工藝、差壓法解吸工藝較為普遍?？紤]到化工企業(yè)副產鹽酸的循環(huán)利用，鹽酸深度解吸工藝被高度重視。目前，國內對副產鹽酸利用解吸工藝制取氯化氫有兩種方法，即鈣法深度解吸法和差壓法解吸。其中鈣法解吸因采用氯化鈣作為破沸劑，生產運行過程中設備容易堵塞，操作難度大。而差壓法解吸操作方便，對副產鹽酸中雜質的含量要求低。本文通過差壓法制取氯化氫生產運行經驗的積累，對現有正負壓解吸裝置中最為關鍵的設備在生產中如何進行日常維保，并在技術創(chuàng)新、工藝改進優(yōu)化等方面進行了技術剖析，從而使現有鹽酸正負壓解吸系統在確保安全生產的前提下，減少了生產能耗，降低了運行成本。

1 鹽酸正負壓解吸工作原理

1.1 正負壓解吸系統設備組成

鹽酸正負壓解吸系統分為原始酸預熱單元、鹽酸解吸單元、稀酸濃縮單元、氯化氫冷卻及真空系統。裝置主體設備由石墨再沸器、石墨加熱器、石墨冷卻器、石墨冷凝器、鹽酸解析塔、稀酸濃縮塔及真空噴射器等組成。設備采用模塊化設計，現場安裝靈活方便。

1.2 正負壓解吸系統工作原理

根據鹽酸的共沸濃度在不同壓力下具有差異性，在稀酸濃縮單元進行真空負壓脫水、鹽酸解吸單元進行正壓解吸出氯化氫，達到鹽酸解吸的目的。通過正、負壓循環(huán)操作在正壓塔內解吸出氯化氫氣體，在負壓濃縮塔內蒸發(fā)出酸性廢水，從而達到鹽酸中氯化氫氣體和水的分離。系統脫除的≤1%酸性水經“三廢”治理達標排放。鹽酸正負壓解吸工藝流程見圖1。

圖1 鹽酸正負壓解吸工藝流程圖

2 關鍵設備日常維保

（1）鹽酸解吸塔。鹽酸解吸塔主要由石墨塔節(jié)、液體分布器、填料支撐板、石墨填料、進液插管等部件組成。日常維保時，重點檢查石墨塔節(jié)塔體是否出現導致漏酸的缺陷、液體分布器是否安裝水平、進液分布膜頭是否完好、石墨填料支撐板是否堵塞、填料有無損壞等現象。

（2）稀酸濃縮塔。稀酸濃縮塔結構同鹽酸解吸塔結構大致相同，日常維保時按鹽酸解吸塔的維保方法進行。

（3）再沸器。石墨再沸器由石墨單元換熱塊、石墨上下封頭、密封件、鋼制結構件、緊固件及彈簧補償裝置組成。因其屬于飽和蒸汽加熱設備，在生產運行過程中受急冷急熱因素導致的潛在故障風險率明顯高于其他同類設備，日常維保時重點檢查有無因石墨換熱塊損壞導致的漏酸現象。

3 生產過程中異常情況及安全預防處置措施

（1）蒸汽系統。因閥門故障，管道破裂，法蘭密封墊泄漏，保溫層破損外露導致蒸汽外泄等異常情況出現。預防措施：精心操作，勤于檢查，杜絕閥門關閉不嚴、破損閥門未及時更換等現象發(fā)生，一旦閥門故障，管道破裂，法蘭密封墊泄漏導致大量蒸汽泄漏時，要立即撤離危險區(qū)域，在確保人員安全的前提下關閉進系統蒸汽閥門，停止蒸汽供給。

（2）電氣系統。接觸裸露電源或電氣設備漏電造成安全事故的異常情況。預防措施：所有使用的電氣設備要進行安全防護和安全絕緣檢查，發(fā)現安全防護或安全絕緣等級降低，必須立即整改達標，嚴禁不安全電氣設備投入運行。嚴禁電氣設備使用臨時電源，檢查電氣設備防雨防漏是否密封，避雷和靜電接地是否安全可靠。

（3）機械系統。動力設備傳動皮帶異常，皮帶疲勞斷裂彈射傷人，重物掉落傷人。預防措施：保證防護罩固定安全完好，皮帶松緊一致，沒有皮帶帶病運行，檢查或更換皮帶時，切斷電源并有專人監(jiān)護控制按鈕、防止誤啟動。工作場所要清潔無雜物，螺栓螺母及工具要按規(guī)定存放在工具箱內。

（4）鹽酸泄漏。系統一旦發(fā)生大量鹽酸泄漏時，可以采用堿性物質如碳酸氫鈉、碳酸鈉、消石灰等中和，也可用大量清水沖洗。將沖洗的污水稀釋后治理達標排放。現場處置人員必須穿戴防毒面具及全身防護服。

4 現有生產工藝改進后的優(yōu)勢

（1）較原有差壓法解吸工藝比較，現有正負壓解吸生產工藝中增加了解吸酸預熱系統。改進前濃縮酸未經預熱直接送入解吸塔解吸，改進后增加的預熱系統是利用18%解吸鹽酸冷卻降溫放出的熱量預熱22%濃縮鹽酸，從塔釜溫度升溫到100℃以上，從解吸塔頂進塔解吸。降低了解吸塔再沸器飽和蒸汽消耗量。

（2）優(yōu)化了負壓濃縮系統的加熱工藝。改進前負壓濃縮塔僅采用飽和蒸汽加熱，蒸汽消耗大。改進后的負壓濃縮系統充分考慮了余熱利用，采用3種熱源循環(huán)加熱。a.利用解吸出氯化氫的水蒸氣凝結潛熱和氯化氫凝結液冷卻降溫放出的顯熱來循環(huán)加熱濃縮蒸發(fā)脫水。b.利用負壓濃縮耗用飽和水蒸氣強制循環(huán)加熱。c.利用濃縮和解吸耗用的飽和蒸汽凝結水常壓氣化產生二次水蒸氣，同時將飽和蒸汽凝結水冷卻降溫放出的顯熱組合強制循環(huán)加熱。濃縮系統充分利用解吸出氯化氫的水蒸氣和過飽和蒸汽凝結水余熱，從而降低了鹽酸濃縮蒸汽耗用量，充分利用解吸氯化氫和過飽和蒸汽凝結水的余熱，從而減少了要冷卻氯化氫和過飽和蒸汽凝結水，節(jié)約了循環(huán)冷卻水量，有效地降低了鹽酸解吸運行成本。

（3）解吸系統的改進。改進前正壓解吸再沸自然循環(huán)加熱，正常運行時耗用飽和水蒸氣，解吸出塔頂的氯化氫直接進入氯化氫兩級冷卻器進行冷卻。改進后將解吸出塔頂的氯化氫作為濃縮塔塔釜自然循環(huán)加熱的再生熱源，發(fā)生的水蒸氣凝結潛熱和氯化氫凝結液冷卻降溫放出的顯熱來循環(huán)加熱濃縮蒸發(fā)脫水。

（4）工藝改進前后能耗對比：以31%鹽酸處理量1 m3/h為例，采用鹽酸正負壓解吸工藝進行全解吸。改進前系統主要耗用0.6 MPaG飽和蒸汽量為2200 kg/h；-20～-5℃冷凍鹽水量3.5 m3/h，壓力0.4 MPaG。32～38℃循環(huán)冷卻水量350 m3/h，壓力0.4 MPaG；改進后系統主要能耗：0.6 MPaG飽和蒸汽氣量為1955 kg/h；-20～-5℃冷凍鹽水量2 m3/h，壓力0.4 MPaG；32～38℃循環(huán)冷卻水量292 m3/h，壓力0.4 MPaG。

通過生產能耗對比，說明改進后的工藝明顯優(yōu)于前者。

5 環(huán)境保護

裝置鹽酸在正壓解吸塔、負壓濃縮塔中往復循環(huán)，實現副產酸零排放。原材料消耗低、工藝路線先進、成熟可靠、低污染，把污染物消除在生產工藝過程中，從根本上減少了污染。對生產過程中不可避免產生的廢氣、廢水設置相應的環(huán)保治理工藝，優(yōu)先考慮循環(huán)回用或綜合利用，充分利用各種原料和能量。嚴格控制經過治理或未經治理而直接排出的廢水或廢氣濃度和數量，使其達到國家和地方排放標準的要求，最大限度地減少污染物排放。

6 運行小結

典型工藝參數：進料酸濃度31%，濃縮塔底酸濃度≥22%，解析塔底酸濃度18%，酸性水中氯化氫濃度≤1%。按回收1 t氯化氫計，耗用蒸汽：5.5 t（0.6 MPaG），循環(huán)冷卻水668 m3（Δt=6℃、0.4 MPaG）。

7 結語

化工生產的特點是高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、有害、易腐蝕、生產連續(xù)性強、工藝要求嚴格。鹽酸正負壓解吸裝置在制取無水氯化氫生產過程中，在保養(yǎng)及檢維合理的情況下使用性能較好，運行安全可靠。在結合現場工況及負荷情況做針對性的選型設計時，既要考慮運行成本、可操作性、智能化操作，后期維保等，又要考慮未來整個生產控制環(huán)節(jié)以及后期的生產擴容。