王 鋒，秦國強，毋婭娟

(昊華宇航化工有限責任公司，河南焦作 454591)

昊華宇航化工有限責任公司目前PVC生產(chǎn)能力達到50萬t/a，其中焦作廠區(qū)生產(chǎn)能力10萬t/a，沁陽廠區(qū)一期系統(tǒng)生產(chǎn)能力20萬t/a，采用70 m3聚合釜生產(chǎn)線，沁陽廠區(qū)二期系統(tǒng)生產(chǎn)能力20萬t/a，采用108 m3聚合釜生產(chǎn)線。可生產(chǎn)SG1～SG8通用型樹脂，和聚合度為 1800、2000、2500、3000 的高聚合度樹脂，以及聚合度為1000的薄膜專用樹脂、型材專用樹脂和消光樹脂。公司于2012年新增了一套鹽酸深度解吸裝置，現(xiàn)將該裝置在我公司PVC系統(tǒng)的應用情況介紹如下。

1 鹽酸深度解吸的原理

鹽酸常規(guī)解吸將轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的濃度為31%的鹽酸經(jīng)蒸發(fā)分離，使鹽酸濃度降為21%，進入泡沫塔循環(huán)，解吸產(chǎn)生的氯化氫氣體進入轉(zhuǎn)化混脫氯化氫氣體總管回用。將濃鹽酸在0.1 MPa下加熱蒸發(fā)，可得到濃度為20.24%的恒沸點鹽酸，因此，無法用普通蒸發(fā)分離的方法將鹽酸中的氯化氫解吸出來。需要用特殊的深度解吸方法，目前工業(yè)上應用的深度解吸方法有差壓法和破共沸劑法兩種工藝。差壓法由于運行成本較高，且對原料要求較高，未能實現(xiàn)規(guī)模應用。破共沸劑法與差壓法相比運行成本和消耗較低，較宜操作和控制，在濃硫酸、氯化鈣和氯化鎂等破共沸劑中，氯化鈣有無毒、價格低廉等優(yōu)點，因此目前鹽酸深度解吸裝置采用氯化鈣作為破共沸劑。在稀鹽酸中加入氯化鈣后打破了氯化氫和水的二元平衡，可將稀鹽酸中氯化氫氣體解吸出來，產(chǎn)生氯化氫濃度小于1%的廢水。

2 鹽酸深度解吸處理流程

濃度約21%的稀鹽酸與氯化鈣溶液用噴射混合器混合后進入解吸塔，在向下流動過程中通過填料和內(nèi)件發(fā)生傳質(zhì)過程，溶液通過再沸器加熱，氯化氫氣體從混合溶液中汽提并從塔頂排出，經(jīng)一級冷卻器(循環(huán)冷卻水)及二級冷卻器(7℃水)冷卻后，送轉(zhuǎn)化混脫氯化氫總管。塔底稀氯化鈣溶液進入提濃塔，提濃后進入解吸塔循環(huán)使用，蒸發(fā)出的水蒸氣經(jīng)冷凝后進入冷凝液罐內(nèi)，返回到轉(zhuǎn)化水洗塔內(nèi)。工藝流程見圖1。

3 鹽酸深度解吸在我公司的應用

我公司沁陽廠區(qū)PVC轉(zhuǎn)化每小時產(chǎn)廢酸量3～4 m3/h，為減輕轉(zhuǎn)化廢酸銷售壓力，實現(xiàn)閉路循環(huán)和稀酸回用，同時為含汞廢酸的后續(xù)處置打好基礎。我公司在二期系統(tǒng)新增了一套鹽酸深度解吸裝置，21%稀鹽酸處理能力為5 m3/h。將一期和二期常規(guī)解吸產(chǎn)生的21%稀酸送至深度解吸裝置，該裝置解吸出的氯化氫氣體送至轉(zhuǎn)化混脫，解吸后的廢水分別返回兩套系統(tǒng)轉(zhuǎn)化水洗塔補水，兩套系統(tǒng)的稀酸送出和廢水返回均設置流量計和調(diào)節(jié)閥，控制廢水返回系統(tǒng)的流量與送出的稀酸量保持一致，實現(xiàn)了稀酸的閉路循環(huán)和零排放。

4 鹽酸深度解吸應用中應注意的問題

4.1 管道材質(zhì)

由于該裝置內(nèi)鹽酸和氯化鈣腐蝕性較強，裝置內(nèi)高溫酸管和氯化鈣管道較易泄漏，在系統(tǒng)停車檢修期間，襯里管道隨著溫度變化易發(fā)生扭曲變形進而堵塞管道。經(jīng)與裝置供貨廠家結(jié)合，深度解吸裝置內(nèi)所有腐蝕性管道均使用鋼襯四氟管道，管道襯里要求采用模壓工藝制作，DN80以下管道襯里厚度為10 mm，DN80以上管道襯里厚度為12～15 mm。較厚的襯里層保證了強度和密封性，為裝置長期運行打好基礎。界區(qū)外送酸管道采用鋼骨架復合PE管道，采用電熔連接，密封性和耐腐蝕性比較可靠。

圖1 鹽酸深度解吸工藝流程簡圖

4.2 氯化鈣原料

由于酸法生產(chǎn)的無水氯化鈣中含絮凝劑FeCl3，易造成氯化鈣結(jié)晶，因此鹽酸深度解吸必須使用堿法生產(chǎn)的氯化鈣，純度應大于95%。

4.3 主要控制指標

我公司深解吸裝置運行控制的主要工藝指標如下，濃度:進解吸塔濃氯化鈣濃度48% ～50%，出解吸塔稀氯化鈣濃度38% ～40%;流量:控制進塔稀鹽酸和氯化鈣溶液的流量，以1 m3/h 21%稀鹽酸計，需加50%氯化鈣約2.5 m3/h，實際操作中應控制稀鹽酸和氯化鈣的體積比1∶3左右。溫度:解吸塔再沸器出口溫度控制范圍135～140℃，提濃再沸器出口溫度133～135℃。液位:解吸塔釜和提濃塔釜液位控制范圍60%～70%?？刂坪靡陨现笜藢τ诒ＷC深度解吸正常運行至關重要。

4.4 應急處置

在解吸塔至解吸再沸器管道和提濃塔至提濃再沸器管道上設置排液閥門，當裝置運行異常需緊急停車時可根據(jù)情況打開排液閥門進行排液。我公司在裝置附近設置了解吸廢液收集池，池子內(nèi)壁做酸堿防腐處理，當系統(tǒng)異常時可將廢液排至收集池，經(jīng)酸堿中和后用泵送入轉(zhuǎn)化污水池集中處置。

5 操作注意事項

5.1 裝置開車

向提濃塔送入氯化鈣溶液時，應控制提濃塔釜液位在60%左右，然后向解吸塔泵入氯化鈣溶液，同時開氮氣閥門，當解吸塔頂壓力達到0.03 MPa時，關閉氮氣閥門，控制解吸塔釜液位60%左右。對稀氯化鈣提濃時，初始蒸汽閥開度2%，打開蒸汽閃發(fā)罐底閥，10 min后蒸汽閥開度至15%，當蒸汽閃發(fā)罐底閥出來的是汽液混合物時，關閉底閥。提濃塔釜溫度125℃時，對應氯化鈣濃度為45%，此時打開稀鹽酸進料泵，控制稀鹽酸和氯化鈣流量比為1∶3左右。

5.2 異常停車

當裝置出現(xiàn)異常情況如設備或管道泄漏并且短時間內(nèi)無法修復時，應先關閉鹽酸進料閥及氯化鈣進料閥，停止向系統(tǒng)內(nèi)進料，同時關閉解吸再沸器和提濃再沸器的蒸汽閥門。用軟管將提濃塔和解吸塔內(nèi)物料卸放至氯化鈣儲罐內(nèi)。卸料時應注意將塔頂出口管路上的充氮閥打開，并注意卸料速度，防止設備內(nèi)形成負壓。卸料結(jié)束后向氯化鈣儲罐內(nèi)加入熱水，開啟攪拌，控制濃度30%左右。

6 異常問題及工藝改進

6.1 氯化氫輸送管道設置液封

該裝置剛開始試車時，氯化氫輸送管道有震動和響聲，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)管道自界區(qū)出來至混脫氯化氫總管的管道上未設置排液管道，導致酸霧冷凝后在管道中積存，管道中形成沖擊和震動。發(fā)現(xiàn)問題后，及時在深解吸裝置附近增設了U形彎，出口引至稀鹽酸緩沖罐，解決了積液問題。

6.2 取消混合罐

為減少漏點，經(jīng)與廠家結(jié)合，取消了稀鹽酸和氯化鈣溶液的混合罐，直接利用噴射混合器混合后進入解吸塔。

7 結(jié)語

鹽酸深度解吸裝置在PVC生產(chǎn)企業(yè)應用后，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)化稀酸回用，實現(xiàn)了含汞廢酸的零排放，避免了廢酸外售，節(jié)約了成本。如果能在防止氯化鈣結(jié)晶和減少蒸汽消耗方面有所改進，相信該裝置會在行業(yè)中有更廣泛的應用。