孫龍彬，杜 燕

（陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林719319）

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司（以下簡稱“北元化工”）一期50 萬t/a 聚氯乙烯，40 萬t/a 燒堿裝置于2010 年7 月開車投運(yùn)，氯氫處理工段氯化氫吸收系統(tǒng)采用的是降膜吸收器，設(shè)備參數(shù)一覽表見表1。

表1 降膜吸收系統(tǒng)主要設(shè)備參數(shù)一覽表

1 生產(chǎn)工藝

氯氣來自氯處理工序，進(jìn)入氯氣緩沖罐緩沖后，至石墨合成爐。氫氣來自氫處理工序，通過氫氣管道阻火器至石墨合成爐。氯氣與氫氣在爐內(nèi)混合燃燒生成氯化氫氣體，反應(yīng)熱由夾套中的冷卻純水帶走。氯化氫氣體在經(jīng)過爐頂冷卻器冷卻，冷卻器夾套中的循環(huán)水使其溫度降至45 ℃以下，出氯化氫合成爐以后，先進(jìn)入一級降膜吸收器的頂部與來自二級降膜吸收器的稀鹽酸進(jìn)行吸收，其吸收時放出的熱量由夾套內(nèi)的循環(huán)冷卻水帶走，生成大于31%的鹽酸進(jìn)入高純鹽酸中間罐，濃度不合格的鹽酸進(jìn)入鹽酸調(diào)整罐。未被吸收的氯化氫氣體進(jìn)入二級降膜吸收器頂部與來自尾氣吸收塔的稀鹽酸進(jìn)行吸收，二級降膜吸收器中未被吸收的少量氯化氫氣體，進(jìn)入尾氣吸收塔與來自稀鹽酸循環(huán)罐經(jīng)鹽酸吸收泵加壓后的稀鹽酸噴淋吸收生成稀酸進(jìn)入二級降膜吸收器，與來自一級降膜吸收器的氯化氫氣體吸收后，再進(jìn)入一級降膜吸收器，與來自合成爐的氯化氫氣體吸收，最終成為31%的合格鹽酸。尾氣吸收塔未被吸收的微量氯化氫氣體及惰性氣體，通過尾氣放空排空。自一級降膜吸收器流出的合格鹽酸進(jìn)入高純鹽酸中間罐經(jīng)過高純鹽酸泵送至電解工序或罐區(qū)，工藝流程簡圖見圖1。

1.1 氯氫配比

圖1 工藝流程簡圖

為保證生產(chǎn)穩(wěn)定，該裝置設(shè)計要求氯氫體積比為1∶1.05～1∶1.30，同時要求氯化氫游離氯為零，氯化氫純度93%～95%。由于在實際生產(chǎn)運(yùn)行過程中氯、氫壓力和送氣壓力不穩(wěn)定，為了防止過氯產(chǎn)生采用手動調(diào)節(jié)。

1.2 單套降膜能力

根據(jù)設(shè)備能力及安全環(huán)保指標(biāo)要求，規(guī)定單套降膜出酸流量不大于2 000 Nm3/h。

2 合成爐吸收水閥門開度和出酸比重及酸溫之間的關(guān)系

2.1 統(tǒng)計數(shù)據(jù)

采集數(shù)據(jù)說明：吸收水閥門開度為尾氣吸收塔進(jìn)純水閥門DN65 襯塑截止閥開度（由于吸收水流量計在吸收水閥門微調(diào)情況下變化不明顯，故此處用吸收水閥門開度表示吸收水流量），下酸比重為在一級降膜吸收器取樣口處人工打比重數(shù)據(jù)（比重計量程1.10～1.20）。下酸溫度為一級降膜吸收器底部排酸管線上安裝現(xiàn)場溫度表讀取數(shù)據(jù)。

通過對5 套降膜出酸系統(tǒng)進(jìn)行研究，記錄下一定出酸流量時，吸收水閥門開度、下酸溫度和鹽酸比重數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，均得出相同參數(shù)曲線，現(xiàn)列舉一組數(shù)據(jù)圖表和曲線進(jìn)行分析說明，數(shù)據(jù)統(tǒng)計表見表2。

2.2 統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析

B2酸流量為1 300 Nm3/h 時吸收水閥門開度、下酸溫度和下酸比重趨勢圖見圖2。

由圖2 可知，當(dāng)出酸流量一定時，隨著吸收水閥門從無限大（開度為100%）逐漸關(guān)小過程中，鹽酸比重逐漸增大（當(dāng)吸收水閥門開度小到一定程度時，不能完全吸收氯化氫氣體，造成尾氣跑冒），下酸溫度由?。ㄩ_始時趨近于吸收水溫度）增大又逐漸減小成拋物線形狀。

2.3 統(tǒng)計數(shù)據(jù)生產(chǎn)中的應(yīng)用

（1）經(jīng)過對每一套降膜系統(tǒng)及不同出酸流量情況下吸收水閥門開度、下酸比重和下酸溫度的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，都得到了圖2 相似曲線，則在實際生產(chǎn)中可以根據(jù)下酸溫度趨勢大致判斷下酸比重，以最快的速度將吸收水閥門切換到趨近于合格的狀態(tài)，當(dāng)下酸溫度為60 ℃左右時，在對吸收水閥門進(jìn)行微調(diào)，結(jié)合打比重數(shù)據(jù)，將鹽酸比重迅速控制合格。從而可以降低現(xiàn)場人員勞動強(qiáng)度（根據(jù)經(jīng)驗總結(jié)減少打比重次數(shù)），減少不合格（此處指濃度不合格）鹽酸產(chǎn)生。

表2 生產(chǎn)過程中部分降膜數(shù)據(jù)統(tǒng)計表

圖2 吸收水閥門開度、下酸溫度和下酸比重趨勢圖

（2）可以判斷單套降膜系統(tǒng)換熱能力好壞。根據(jù)分析曲線可得知，當(dāng)出酸流量一定時，降膜下酸溫度為固定值，日常觀察當(dāng)同樣出酸流量，同種情況下，同一套降膜出酸系統(tǒng)，溫度偏高時，則可得知該套降膜系統(tǒng)換熱能力出現(xiàn)問題，進(jìn)一步檢查可能為循環(huán)水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，發(fā)生堵塞，換熱能力下降等，需要及時調(diào)整。

（3）不同降膜系統(tǒng)之間換熱能力比較。同種出酸流量，下酸比重相同情況下，理論上一級降膜處下酸溫度應(yīng)該相同，當(dāng)降膜下酸溫度較高時則可認(rèn)為2 套降膜系統(tǒng)相比，溫度較高降膜換熱能力較差，當(dāng)單套降膜出酸時，優(yōu)先選用降膜換熱效果好的系統(tǒng)出酸。

（4）可作為降膜系統(tǒng)循環(huán)水是否內(nèi)漏的判斷依據(jù)。當(dāng)出酸流量一定時，吸收水閥門開度、下酸溫度和下酸比重為固定值，此時可能出現(xiàn)下酸比重不合格現(xiàn)象，當(dāng)檢查其他情況無誤時，可初步判定降膜系統(tǒng)循環(huán)水內(nèi)漏，需停止產(chǎn)酸，停吸收水檢查確定。

（5）判斷其他潛在故障和隱患。例如，當(dāng)出酸流量一定時，理論上3 個數(shù)值（出酸流量、下酸溫度和下酸比重）是一一對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)下酸溫度變化或者下酸比重（此2 項數(shù)據(jù)為現(xiàn)場讀?。┳兓瘯r，需要檢查出酸調(diào)節(jié)閥和吸收水調(diào)節(jié)閥狀態(tài)，避免出酸調(diào)節(jié)閥開大或者吸收水調(diào)節(jié)閥關(guān)小而導(dǎo)致的尾氣跑冒事故發(fā)生。

3 結(jié)語

氯化氫合成工序出酸系統(tǒng)中出酸閥門和吸收水閥門為自動調(diào)節(jié)閥，打比重和酸溫均為現(xiàn)場觀察操作，需要DCS 和現(xiàn)場默契的配合，否則極易導(dǎo)致下酸比重不合格或者氯化氫氣體跑冒。因此崗位操作人員應(yīng)該注意觀察生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵點，不斷總結(jié)，不斷提高自身業(yè)務(wù)技能水平，從而以最快速度調(diào)節(jié)合格，減少廢酸產(chǎn)生，杜絕尾氣跑冒。