(中平能化集團(tuán)新鄉(xiāng)神馬正華化工有限公司，河南新鄉(xiāng) 453011)

在電石法生產(chǎn)聚氯乙烯工藝中，由于原料氣不純及部分未反應(yīng)的乙炔存在等原因，使氯乙烯在加壓精餾過(guò)程中有不凝氣體連續(xù)從系統(tǒng)中排出，尾氣中所含的氯乙烯(VCM)、乙炔(C2H2)直接排入大氣，不僅造成了浪費(fèi)，還對(duì)環(huán)境造成了污染。采用先進(jìn)技術(shù)，回收尾氣中所含的氯乙烯單體、乙炔氣體，降低生產(chǎn)成本，控制環(huán)境污染，就成為企業(yè)的重要任務(wù)。

新型環(huán)保的變壓吸附法回收氯乙烯和乙炔工藝，是針對(duì)聚氯乙烯行業(yè)開(kāi)發(fā)的一種精餾尾氣回收技術(shù)，具有技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益好的優(yōu)點(diǎn)。新鄉(xiāng)神馬正華化工有限公司電石法年產(chǎn)3萬(wàn)t PVC樹(shù)脂項(xiàng)目，采用了四川開(kāi)元科技有限公司的變壓吸附(PSA)四塔吸附技術(shù)回收氯乙烯精餾尾氣。

1 工藝流程簡(jiǎn)述

工藝流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。原料氣在0.5 MPa、－5℃左右的初始狀態(tài)下進(jìn)入本裝置。首先將原料氣加熱到10～35℃，再經(jīng)進(jìn)口閥進(jìn)入4個(gè)吸附塔組成的PSA吸附裝置，吸附結(jié)束后，吸附塔逆放排出的氣體和抽真空得到的氣體，經(jīng)由緩沖罐充分混合穩(wěn)壓后，作為產(chǎn)品氣直接送入到轉(zhuǎn)化工序回回收利用。得到凈化的凈化氣穩(wěn)壓后輸出到界區(qū)外排空。

圖1 PSA法回收氯乙烯和乙炔工藝流程簡(jiǎn)圖

2 吸附裝置工藝調(diào)整

通過(guò)尾氣回收，使氯乙烯體積分?jǐn)?shù)達(dá)到國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)(≤36×10－6)，同時(shí)，氯乙烯回收率達(dá)到≥99.9%，乙炔回收率≥99.0%［1］。

2.1 吸附原理

變壓吸附凈化回收氯乙烯尾氣中氯乙烯和乙炔技術(shù)，利用具有豐富孔結(jié)構(gòu)和吸附選擇性的固體吸附劑，在較高的吸附壓力條件下選擇性吸附氯乙烯尾氣中的氯乙烯和乙炔，從非吸附相獲得低氯乙烯和乙炔含量符合環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)的氣體放空。降低壓力和利用真空泵對(duì)吸附床進(jìn)行抽空使吸附在吸附劑上的氯乙烯和乙炔脫附，從吸附劑解吸氣體中獲得的氯乙烯和乙炔產(chǎn)品氣回氯乙烯生產(chǎn)裝置回收利用，同時(shí)吸附劑得到再生。通過(guò)吸附床壓力的升、降實(shí)現(xiàn)吸附劑對(duì)氯乙烯和乙炔的吸附、解吸過(guò)程的循環(huán)，達(dá)到凈化回收氯乙烯尾氣中氯乙烯和乙炔的目的。變壓吸附氣體提純工藝過(guò)程之所以得以實(shí)現(xiàn)是由于變壓吸附法利用吸附劑對(duì)吸附質(zhì)在不同的分壓下具有不同的吸附容量、吸附速度和吸附力，并且在一定壓力下對(duì)被分離的氣體混合物的各組分有選擇吸附的特性，加壓吸附除去原料氣中的雜質(zhì)組分，減壓脫附這些雜質(zhì)而使吸附劑獲得再生。變壓吸附的循環(huán)周期短，吸附劑利用率高，吸附劑用量相對(duì)較少，因此，被廣泛用于大量多組分氣體的分離與純化。變壓吸附一般包括以下三個(gè)基本過(guò)程:吸附、解吸再生、升壓［1，2］。

2.2 原設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

在開(kāi)車(chē)初期，因本廠生產(chǎn)規(guī)模小(年產(chǎn)3萬(wàn)t PVC)，尾氣流量達(dá)不到設(shè)計(jì)院要求的最低流量，造成吸附效果不明顯，而且由于尾氣流量不穩(wěn)定，波動(dòng)較大，操作不便。尾氣吸附裝置未能發(fā)揮應(yīng)有的作用。后來(lái)經(jīng)調(diào)整精餾部分工藝控制指標(biāo)后，流量基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，而且凈化氣的排放完全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 尾氣吸附系統(tǒng)的調(diào)整

因公司生產(chǎn)任務(wù)有所變動(dòng)，為了配合生產(chǎn)需要，經(jīng)過(guò)和設(shè)計(jì)院聯(lián)系，并結(jié)合前段時(shí)間生產(chǎn)運(yùn)行情況，2009年5月底至6月初，公司對(duì)尾氣吸附系統(tǒng)重新進(jìn)行了調(diào)試。此次調(diào)試主要對(duì)一些設(shè)備以及一些參數(shù)設(shè)定值進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后，解決了長(zhǎng)期以來(lái)由于尾氣流量波動(dòng)大對(duì)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)壓力的影響，抽空壓力高對(duì)真空泵的沖擊，以及產(chǎn)品氣對(duì)轉(zhuǎn)化壓力波動(dòng)的影響，產(chǎn)品氣中氯乙烯的濃縮比也有所提高，而且根據(jù)生產(chǎn)的變化制定了相應(yīng)的新的簡(jiǎn)易操作規(guī)程，使工人操作起來(lái)更為方便，并加深了工人對(duì)整個(gè)裝置核心內(nèi)容的理解，使吸附裝置真正發(fā)揮了作用。①降低了吸附壓力，通過(guò)調(diào)整解決了尾氣流量波動(dòng)大、吸附時(shí)間不定的缺點(diǎn)，使吸附系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定，減緩了產(chǎn)品氣對(duì)轉(zhuǎn)化壓力波動(dòng)的影響，產(chǎn)品氣中氯乙烯的濃縮比有所提高。②通過(guò)對(duì)真空泵的閥門(mén)調(diào)節(jié)以及抽空時(shí)間的調(diào)整，解決了抽空壓力高對(duì)真空泵的沖擊，使真空泵運(yùn)行穩(wěn)定，延長(zhǎng)了真空泵的使用壽命。

3 效益分析

經(jīng)濟(jì)效益分析如下:PVC生產(chǎn)能力按3萬(wàn)t/a計(jì)，氯乙烯尾排量平均約100 m3/h，其中氯乙烯含量平均約7%，乙炔含量平均約6%，年正常生產(chǎn)工作日按8 000 h計(jì)，則:每年可回收氯乙烯的量為134.4 t，如果每噸VCM 的價(jià)格按0.46萬(wàn)元計(jì)算，則每年可回收VCM的價(jià)值為61.82萬(wàn)元。

每年回收乙炔的量為48 000 m3，電石發(fā)氣量按280 m3/t計(jì)，則每年可回收電石170 t。如果每噸電石的價(jià)格按0.3萬(wàn)元計(jì)算，則每年回收電石的價(jià)值為51萬(wàn)元。通過(guò)氯乙烯尾氣吸附裝置每年回收的VCM和乙炔可為公司創(chuàng)效益112.82萬(wàn)元。

4 結(jié)束語(yǔ)

變壓吸附法回收氯乙烯分餾尾氣中的VCM、C2H2經(jīng)不斷的改進(jìn)和創(chuàng)新，技術(shù)已日益成熟，該工藝自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，能耗及操作費(fèi)用低，凈化率高，完全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，具有良好的社會(huì)效應(yīng)。每年回收的氣體量相當(dāng)可觀。尾氣吸附裝置的投運(yùn)，不僅減少了外排，降低了消耗，而且凈化了環(huán)境，使氯乙烯精餾真正實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。

［1］王 平.氯乙烯尾氣回收裝置變壓吸附改造［J］.中國(guó)氯堿，2009(5):30－32.

［2］趙 穎，齊文兵，孟國(guó)平，等.PSA法回收聚氯乙烯精餾尾氣技術(shù)的發(fā)展［J］.河南化工，2009(2):48－49.