孫 壘，劉曉培，張德順

（河南神馬氯堿發(fā)展有限責任公司，河南 平頂山 467242）

河南神馬氯堿發(fā)展有限責任公司（以下簡稱氯堿發(fā)展公司）以生產燒堿及聚氯乙烯樹脂（PVC）等為主，生產能力為離子膜燒堿（折100%）30萬t/a，PVC 30萬t/a，鹽酸10萬t/a，液氯10萬t/a。

該公司采用濕式發(fā)生工藝生產乙炔，共有9臺?3 200 mm 發(fā)生器，發(fā)生器溢流出來的渣漿匯集到溢流槽后，流至沉降池進行后續(xù)處理。由于反應后的電石渣漿殘存大量的乙炔氣，如果不加處理，既造成了乙炔氣流失又污染了環(huán)境，又會帶來安全隱患。為了有效回收電石渣漿中的乙炔氣，該公司于2012年引進了30萬t/a PVC 電石渣漿回收乙炔氣裝置。

在傳統(tǒng)的濕法工藝生產乙炔過程中，電石水解產生的電石渣漿往往殘存著大量的乙炔氣。公司最初采用的做法是將渣漿引入濃縮池，利用板框壓濾回收上清液，這樣處理，既可以降低水耗，也可以回收水中的部分乙炔氣。但在渣漿處理中隨著渣漿溫度逐漸下降，上清液里的乙炔氣體絕大部分被釋放到空氣中，沒有有效地回收利用，造成乙炔的揮發(fā)流失。不僅造成極大的資源浪費，由于乙炔氣體易燃、易爆，也存在一定的安全隱患。

1 乙炔氣回收的原理及工藝流程

1.1 回收原理

回收乙炔氣時，根據(jù)乙炔氣的溶解度隨溫度升高、壓力降低而減小的原理，即亨利定律，采用組合式脫析塔和負壓閃蒸工藝。該工序對濕式乙炔發(fā)生器溢流出的電石漿液進行脫除乙炔氣處理。并將脫出的乙炔氣輸往乙炔氣氣柜該裝置的生產能力為能配套脫除乙炔生產裝置所產生的全部電石漿液中的乙炔氣。

1.2 工藝流程

工藝流程見圖1。

從濕式乙炔發(fā)生器溢流出來的電石渣漿經溢流管進入渣漿緩沖罐中進行緩沖活化，活化后的電石漿料經渣漿泵送入脫析塔中，進入脫析塔的電石漿料在負壓的狀態(tài)下進行閃蒸脫析，脫析出來的乙炔氣通過冷凝冷卻器降溫，脫除其中的水分，冷凝水排入安全水封。脫水后的乙炔氣經氣體輸送泵送入氣水分離器，一部分進入樣氣冷卻器冷卻后，進入含氧量在線分析儀進行含氧量實時監(jiān)測，當氧含量高于1%時，乙炔氣從切斷閥經阻火器排空，低于1%（含1%）時，乙炔氣從切斷閥經氣體緩沖罐，通過流量計依次進入乙炔氣總管和乙炔氣氣柜。脫析后的電石渣漿從脫析塔底部，經安全槽溢流到渣漿池。

1.3 主要工藝控制參數(shù)

主要工藝控制參數(shù)見表1。

2 系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的問題及解決辦法

該裝置于2012年9月順利試車成功并連續(xù)試運行，運行平穩(wěn)，但也出現(xiàn)了一些不足之處。

2.1 電石渣漿溫降較大，不利于乙炔氣的有效脫除

運行初期，脫析塔脫除后的渣漿仍含有大量乙炔氣，脫除效果不很理想。經過研究，發(fā)現(xiàn)乙炔發(fā)生器排出的電石渣漿溫度平均為八十五攝氏度左右，而渣漿緩沖罐溫度卻下降至七十攝氏度左右，相差15 ℃，根據(jù)亨利定律，乙炔氣在渣漿中的溶解度隨溫度的降低而增大，溫度較低時，不利于乙炔氣在脫析塔內脫除。因此，在進料管線、漿料緩沖罐上都增加了保溫層，渣漿的溫度下降可控制為六攝氏度左右，提高了脫析塔的乙炔氣脫除效率，提升了乙炔氣的回收率。

2.2 解析塔渣漿排放管上增加安全槽

原先的設計是解析塔下方的渣漿排放管直接采用液封槽。這樣設計的缺點是解析塔所排放的渣漿很容易堵塞液封槽，同時，由于脫析塔內呈負壓，整個系統(tǒng)容易混入氧氣而造成危險。因此，在解析塔渣漿排放管上加設了安全槽，并在安全槽的底部設排渣口，上部設溢流口，既起到了水封槽的作用，也有效地避免了氧氣的混入，提升了設備的安全性。此外，在解析塔運行中，控制好真空泵的壓力，防止電石渣漿及泡沫進入冷凝器造成堵塞，從而影響生產。

3 運行結果及效益

運行結果表明，流程設計合理，設備自動化程度高，回收乙炔氣效率高。該流程能充分回收電石渣漿中的乙炔氣，回收氣的純度可達95%以上，可在乙炔氣清凈工序處理后送至轉化崗位。該套設備能夠完成氯堿發(fā)展公司30萬t/a PVC 電石渣漿回收乙炔氣任務，且全部采用DCS 控制，不僅減輕了工人勞動強度，而且改善了勞動環(huán)境。

經測定，回收前，1 kg 電石渣漿中含乙炔氣400 mg，生產1 t PVC，全國平均值消耗電石1.5 t，氯堿發(fā)展公司為1.47 t，1 t 電石能夠產生10 t 含固質量分數(shù)約為百分之十五的電石渣漿，回收乙炔氣收率按95%，乙炔純度按96%計，則生產1 t PVC 回收乙炔氣為（400×10-6）×（1×1.5×10×l03）×95%×96%=5.47（kg）。

1 kg 電石發(fā)氣量為280 L，回收率為98%，電石分子量為26，則1 kg 電石能夠產生280×98%÷22.4×26=0.318 5（kg/L）乙炔氣。生產1 t PVC 相當于可節(jié)省電石：5.47÷0.3185=17.17（kg）。

氯堿發(fā)展公司PVC 生產能力為30萬t/a，則滿負荷運轉時，每年可節(jié)省電石：17.17×30×104=5 151（t）。電石價格按3 300元／t 計，則全年節(jié)省電石產生的經濟效益為：5 151×3 300=1 700萬元。每年運行費用為350萬元，則全年可節(jié)約成本1 700-350=1 350萬元。

該回收裝置投入運行后，充分回收了電石渣漿中夾帶的乙炔氣，而且減少了乙炔氣對大氣的污染，改善了環(huán)境。