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)蒙古鄂爾多斯集團電力冶金股份有限公司PVC分公司(以下簡稱“電冶PVC公司”)燒堿產(chǎn)能為30萬t/a、PVC產(chǎn)能為40萬t/a。氯化氫合成裝置是一條生產(chǎn)線，采用了8臺南通星球副產(chǎn)低壓蒸汽二合一石墨合成爐，合成爐型號SSL-G-160。單臺爐日產(chǎn)100%氯化氫135 t，副產(chǎn)蒸汽壓力≥0.3 MPa蒸汽側表壓)，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)分兩線運行改造

2.1 原存在的問題

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

圖1 原氯化氫合成工藝路線示意圖

2.2 改造

為避免上述問題，電冶PVC公司對合成系統(tǒng)進行了分線技術改造。將合成爐系統(tǒng)分成兩線，一線對應0#、1#、2#、3#合成爐，二線對應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行流程如圖2所示。

圖2 氯化氫合成裝置分兩線運行工藝流程示意圖

3 氯化氫合成分兩線運行后開車相關操作

3.1 開車前系統(tǒng)置換操作

用氮氣置換氫氣(氯氣)系統(tǒng)：氮氣通過陰極側總管充氮氣閥、總管壓差控制閥、氫(氯)壓機、氫氣(氯氣)分配臺、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行分析，要求系統(tǒng)氮含氧體積分數(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臺合成爐置換合格，分析室取樣分析爐內(nèi)含氫體積分數(shù)≤0.067%，確定符合點爐要求。①一線開車可以具備同時點2臺合成爐的條件，二線開車4臺合成爐依次點爐。②兩條生產(chǎn)線同時開車時，一線電流4 kA，合成一線可以點2臺爐，待運行合成爐送氣或切換至事故吸收時，根據(jù)電流情況再點剩余2臺合成爐；二線電流4 kA，合成二線點1臺合成爐，待運行合成爐送氣或切換至事故吸收時，再依次點其他3臺合成爐。

3.3 系統(tǒng)并氣操作

在1#～4#電流升至4 kA時，氯氫處理向氯氣分配臺并氯氣后氯化氫合成負責控制調(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，然后在液化機組帶量后，由氯氫主控按照分配臺的壓力情況，通知氯化氫主控緩慢關閉廢氯閥，盡量減少去廢氣吸收的量。電流升至4 kA時，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數(shù)≥99.5%，O2體積分數(shù)≤0.02%；氯氣緩沖罐氯氣體積分數(shù)80%～90%時，準備點爐。

3.4 點爐步驟

(1)打開置換合格的合成爐各爐調(diào)節(jié)閥前后手動閥。

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

(3)點火操作由2人進行。1人配合，1人須戴好面罩，點燃氫氣軟管，避開點火孔正面，將氫氣軟管插入合成爐燈頭氫氣進口，并用鐵絲綁緊。點火時，操作人員應站在上風頭，切不可面對爐門。

(4)待氫氣燃燒正常后，再打開氯氣管道短路閥(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(當氫氣及氯氣管道短路調(diào)節(jié)閥DN50開啟量達到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，直到達到生產(chǎn)要求。

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

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

(9)開車之初，氯化氫去吸收系統(tǒng)，待合成爐氯氫配比穩(wěn)定，應及時分析氯化氫純度，當氯化氫體積分數(shù)在90%～93%且無游離氯時，請示調(diào)度將氯化氫供給VCM生產(chǎn)系統(tǒng)。

4 生產(chǎn)過程中遇到的問題及處理辦法

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或氫氣壓縮機突然跳停，則合成工序立即停運對應的4臺合成爐。

(2)應關注另一條生產(chǎn)線的運行狀態(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，可以打開一、二線成品冷卻器進口和出口連通閥，將另一條正常運行的生產(chǎn)線的氯化氫同時送至轉(zhuǎn)化一、二線；操作過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兩個成品冷卻器送至轉(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臺電解槽跳停

(1)立即通知VCM工序。

(2)如果1臺電解槽跳停，立即停止對應生產(chǎn)線的1臺合成爐，保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。

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

(4)若出現(xiàn)過氯現(xiàn)象，立即切換至制酸。

4.4 1臺成品冷卻器故障

(1)應關注另一條生產(chǎn)線的運行狀態(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，漏點處理完畢后進行送氣操作。

(3)若漏點短時間無法處理，則根據(jù)生產(chǎn)情況申請降電流操作，或關閉故障側成品冷卻器進口閥和出口閥，打開一、二線成品冷卻器出口連通閥使正常運行的生產(chǎn)線的氯化氫同時送至轉(zhuǎn)化一、二線；此時運行系統(tǒng)氯化氫總管壓力下降，打開一、二線氯化氫成品冷卻器進口連通閥，為故障生產(chǎn)線的合成爐送氣做準備；制酸按照正常送氣操作，操作過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1臺成品冷卻器送至轉(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)應關注另一條線的運行狀態(tài)，保證平穩(wěn)。

(4)根據(jù)生產(chǎn)情況，若鹽酸庫存較高，申請降電流操作。

4.6 1臺合成爐故障

(1)發(fā)現(xiàn)1臺合成爐故障，應立即通知VCM工序。

(2)將對應電解生產(chǎn)系統(tǒng)電流降至14 kA。

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

(4)立即將故障合成爐停爐，并置換。

(5)密切關注該生產(chǎn)系統(tǒng)氯氣、氫氣配比，根據(jù)配比及時加減原料氣量，嚴禁過氯操作。

(6)根據(jù)電解降電流情況，調(diào)整合成爐氫氯配比。

5 結語

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