田玉英,王奮斗,路松角,席引尚
(陜西金泰氯堿化工有限公司,陜西榆林718100)
陜西金泰氯堿化工有限公司(簡稱“金泰氯堿”)現(xiàn)有2 套燒堿生產裝置,一線裝置于2005 年10 月開車;二線裝置于2013 年12 月開車。離子膜電解槽均采用日本旭化成高電流密度零極距電解槽,2 套裝置二次鹽水樹脂塔均采用3 塔流程,正常時2 塔在線串聯(lián)運行,另1 塔下線再生。二線裝置設計時,在一二線二次鹽水樹脂塔后將一二線二次鹽水串在一起,并用閥門隔斷,正常運行時,一二線二次鹽水獨立運行,但當任意1 套樹脂塔出現(xiàn)異常,二次鹽水無法供應電解槽時,可打開聯(lián)通管線閥門,實現(xiàn)二次鹽水互為備用,確保裝置穩(wěn)定運行。
由一次鹽水工序送來的一次精制鹽水經(jīng)過鹽水加熱器加熱至(60±5)℃后,進入樹脂塔進行離子交換,鹽水中的Ca2+、Mg2+等雜質離子被除去。從樹脂塔出來的二次精制鹽水進入精鹽水儲槽,然后通過泵分為2 路送出,正常生產時,全部送入鹽水高位槽后被送往離子膜電解槽;出現(xiàn)異常時,打開連通閥門,同時向一線二次鹽水供應部分鹽水。鹽水精制工藝流程示意圖見圖1。
2017 年7 月14 日,二線樹脂塔B—C 運行,DCS 監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)二次精制鹽水儲槽液位有下降趨勢,立即通知巡檢現(xiàn)場檢查,發(fā)現(xiàn)樹脂過濾器前壓力由正常的0.11 MPa 上漲至0.38 MPa,樹脂過濾器后壓力為0.10 MPa 保持不變,從壓差上判斷,樹脂塔C 可能出現(xiàn)泄漏,于是立即打開樹脂過濾器排氣閥檢查,發(fā)現(xiàn)有大量樹脂排出,進一步確定了樹脂塔C 塔底網(wǎng)泄漏。為防止由于樹脂大量泄漏,造成裝置緊急停車,立即采取一二線電解緊急降負荷,同時通過一二線二次鹽水聯(lián)通管線,用一線二次鹽水向二線供應,停二線二次鹽水,確保系統(tǒng)連續(xù)、安全運行。
圖1 鹽水精制工藝流程示意圖
(1)過濾網(wǎng)局部受力疲勞
樹脂塔過濾底網(wǎng)采用紗綸網(wǎng),是由偏二氯乙烯與氯乙烯共聚物(PVDC)拉絲編織而成,具有較好的機械強度和化學穩(wěn)定性,但因其被安裝在上下花板之間,在工作運行和再生反洗過程中,過濾紗綸網(wǎng)墊片的邊緣處反復承受上下交變剪切力,過濾網(wǎng)邊緣因疲勞而損壞。
(2)過濾網(wǎng)老化破損
由于正常運行和下線再生時,介質溫度頻繁的變化,過濾網(wǎng)不斷的膨脹收縮,同時,電解升降負荷時,鹽水流量不斷變化,過濾網(wǎng)受到壓力也不斷變化,最終導致過濾網(wǎng)邊緣老化而損壞。
由于紗綸過濾網(wǎng)采用進口產品,在過濾網(wǎng)出現(xiàn)破損后,暫無備件,C 塔一時無法恢復正常運行,如果采購進口的過濾網(wǎng),周期較長。樹脂塔采用3 塔流程運行模式,第一塔作為運行塔,第二塔為保護塔,正常情況下,第一塔出口的鹽水質量完全可以滿足離子膜要求,但為了確保離子膜安全運行,通過技術人員反復討論和計算,最終確定在C 塔恢復正常前,決定先將C 塔樹脂掏出,沖洗干凈樹脂塔,然后封閉C 塔人孔,采取單塔運行。
由于該次為C 塔樹脂塔底網(wǎng)泄漏,采取C→A運行時,C 塔為空塔,實際只有A 塔運行,運行24 h后,切換至A→B 運行;切換至B→C 運行時,C 塔為空塔,實際只有B 塔運行,運行24 h 后,再切換至C→A 運行。1 個運行周期中,始終有2 個塔處于單塔運行。
C→A 運行時,C 塔充當了第一塔,塔內充滿的是一次鹽水,所以在C 塔下線后,需排凈塔內鹽水,然后用純水注滿、排放各2 次,最后通過鹽水注入方式循環(huán)4 h,分析C 塔二次鹽水Ca2+、Mg2+合格后切換至B→C 運行。B→C 運行時,C 塔充當了第二塔,塔內充滿的是二次鹽水,所以不用置換。
由于B→C 和C→A 運行,都處于單塔運行,尤其是B→C 運行風險更大,因為B 塔在線運行時間較長,為了盡量縮短單塔運行時間,確保鹽水質量,在A、B 塔作為再生塔時,將待機時間由60 min 改為5 min。
表1 樹脂塔單塔運行二次鹽水質量分析10-9
在單塔運行期間,每天在樹脂塔出口取樣分析,期間二次鹽水質量全部合格,未出現(xiàn)超標。樹脂塔單塔運行二次鹽水質量分析見表1。
加強鹽水二次精制運行的管理,確保進電解槽二次鹽水質量合格,鹽水質量是離子膜電解槽穩(wěn)定運行的根本要求,除了管理好樹脂塔日常操作、運行外,對樹脂塔內部件要定期更換,紗綸網(wǎng)使用壽命一般為6 年,但實際壽命一般為3~5 年,如果到期不及時更換,運行過程中漏、跑樹脂的風險便會增大。