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(開封東大化工(集團)有限公司，河南 開封 475099)

影響氯化亞砜產(chǎn)量提高的因素分析及對策

苗紅振，時蕊，杜彩萍，楊震

(開封東大化工(集團)有限公司，河南 開封 475099)

氯磺酸法生產(chǎn)氯化亞砜裝置存在工藝落后、污染大、腐蝕嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量差的問題。本文論述了其原因及解決措施，通過工藝路線改造；現(xiàn)裝置原料氯氣通入量及產(chǎn)量得到大幅度提高。

氯化亞砜；轉(zhuǎn)化罐；強制循環(huán)

0 前言

開封東大化工公司氯化亞砜分廠現(xiàn)有二氧化硫氣相連續(xù)法合成氯化亞砜裝置兩套。一套是2009年開車的新系統(tǒng)，年產(chǎn)1萬t。另一套是1992年開始用氯磺酸法生產(chǎn)氯化亞砜的裝置，但此方法工藝落后、污染大，腐蝕嚴(yán)重，且產(chǎn)品質(zhì)量較差。公司于1998年淘汰了此工藝，引進了當(dāng)時比較先進的二氧化硫氣相法合成氯化亞砜工藝。其工藝流程分為合成、精制、尾氣回收處理三個工序。其生產(chǎn)過程為：二氧化硫、氯氣、一氯化硫按比例通過合成反應(yīng)器，在一定溫度下合成氯化亞砜。 反應(yīng)方程式為：

經(jīng)合成反應(yīng)后的氣體，通過冷凝、分離下來的粗品，經(jīng)補硫后精制得到成品。生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 生產(chǎn)工藝流程

1 影響系統(tǒng)提產(chǎn)的主要原因

此次提產(chǎn)，工藝改造主要針對氯化亞砜老裝置。此裝置經(jīng)過幾次系統(tǒng)技術(shù)升級，雖然產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量均有大幅提升，已達3 600 t/a，但原料氯氣量只能達到280～300 kg/h。當(dāng)把原料氣中氯氣量提至320 kg/h甚至更高時，合成反應(yīng)器壓力則偏高，達0.1 MPa以上(正常生產(chǎn)應(yīng)該在0.08 MPa以下)，且粗品質(zhì)量不好、合成轉(zhuǎn)化率不高，只能達到60%左右，并且雖然原料量增高，產(chǎn)量并沒有明顯提高，單耗持續(xù)上升，一氯化硫持續(xù)偏多。生產(chǎn)平衡不了，系統(tǒng)很不穩(wěn)定，造成頻繁停車。經(jīng)過多次實驗、總結(jié)，仔細觀察生產(chǎn)中的現(xiàn)象，我們認為主要存在以下原因：

1.1進入合成反應(yīng)器物料配比失調(diào)

合成反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率是一個非常重要的指標(biāo)，直接影響氯化亞砜產(chǎn)量的提高，因此進入合成反應(yīng)器物料的配比十分關(guān)鍵。在試驗中我們發(fā)現(xiàn)：粗品中夾帶的一氯化硫太多，且合成壓力偏高，主要原因應(yīng)該是氯氣和二氧化硫直接反應(yīng)生成硫酰氯所致，此反應(yīng)導(dǎo)致造成大量的氯氣、二氧化硫氣體未參與反應(yīng)，在合成系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，造成合成壓力偏高，一氯化硫較多。造成這一現(xiàn)象的直接原因：二氯化硫進入合成反應(yīng)器的量明顯減少了。二氧化硫氣相法工藝的關(guān)鍵點就在一氯化硫(高沸物)經(jīng)過轉(zhuǎn)化罐轉(zhuǎn)化成二氯化硫(低沸物)氣體。隨著過量的氯氣和二氧化硫一起進入合成反應(yīng)器，在催化劑的作用下反應(yīng)，生成氯化亞砜粗品。二氯化硫生成后又十分不穩(wěn)定，很容易分解成一氯化硫和氯氣。理論上二氯化硫59 ℃時就可能分解成一氯化硫和氯氣。阻止二氯化硫分解就成為解決合成系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)鍵。使進入合成反應(yīng)器物料配比達到最佳效果，經(jīng)過仔細分析觀察試驗中的現(xiàn)象，我們認為現(xiàn)在的工藝路線(圖2所示)有問題。二氯化硫在進入合成反應(yīng)器前路程太長，還有一較長的U形彎，并且還要經(jīng)過一個雙管程預(yù)熱器，這就直接導(dǎo)致二氯化硫在進入合成反應(yīng)器前，在溫度和時間上都容易引起二氯化硫的分解。產(chǎn)量小的時候，由于未提高轉(zhuǎn)化罐的溫度，此因素未能直接反映出來。

圖2 原工藝流程

1.2沒移走的合成反應(yīng)熱較多

氯化亞砜老裝置經(jīng)過前幾次提質(zhì)、提產(chǎn)改造，已經(jīng)超過原有工藝的生產(chǎn)能力。現(xiàn)在我們再進行提產(chǎn)，顯然原有工藝已不太合適，除了1.1中所講的因素外，在實驗中我們還發(fā)現(xiàn)：提產(chǎn)過程中，合成反應(yīng)器中、上部溫度太高，有時達300 ℃，已接近導(dǎo)熱油沸點。由于氯化亞砜合成反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，提產(chǎn)后所產(chǎn)生的熱量必然較多。合成反應(yīng)器內(nèi)部氯化亞砜生成的最佳溫度應(yīng)該在250～260 ℃。溫度高也是影響合成反應(yīng)穩(wěn)定提產(chǎn)的一個重要因素。我們原有工藝是靠溫度升高導(dǎo)熱油自然循環(huán)，將熱量帶走，顯然已經(jīng)不太適合，新系統(tǒng)也存在同樣的因素。原有導(dǎo)熱油工藝如圖3所示。

圖3 原有導(dǎo)熱油工藝流程

2 解決措施

針對以上分析出的問題，我們又針對性地提出解決方案，并付諸實施，效果非常明顯，達到了生產(chǎn)預(yù)期。

2.1加裝轉(zhuǎn)化罐出口管路視鏡

將轉(zhuǎn)化罐出口位置加裝一臺管路視鏡，以觀察二氯化硫轉(zhuǎn)化情況，縮短二氯化硫進入合成反應(yīng)器的路程，并適當(dāng)提高轉(zhuǎn)化罐溫度，改造的管道用新型材料保溫且繞過預(yù)熱器直接進入合成反應(yīng)器，以減少二氯化硫的分解。改進后工藝流程見圖4。

圖4 改造后轉(zhuǎn)化罐出口工藝流程

2.2轉(zhuǎn)化罐加裝自動操作

轉(zhuǎn)化罐操作的好壞是二氯化硫穩(wěn)定、連續(xù)生成的關(guān)鍵。我們將轉(zhuǎn)化罐進料改為自動、穩(wěn)定加料，把液位顯示與進料量、溫度控制引進操作室，接聯(lián)鎖操作，減少人為操作的影響，以穩(wěn)定轉(zhuǎn)化罐的操作。

2.3導(dǎo)熱油自然循環(huán)改為強制循環(huán)，并加裝一臺列管式散熱器

怎樣把合成反應(yīng)過程中多余的熱量移走是穩(wěn)定合成反應(yīng)器的關(guān)鍵，因此，我們在油路上加裝一臺10 m2的列管式散熱器。通過油泵進行強制循環(huán)，把合成反應(yīng)器多余的熱量移走，以穩(wěn)定合成反應(yīng)器內(nèi)部的溫度。此次改造，新系統(tǒng)也加裝一臺17 m2的列管式換熱器。改造后工藝流程見圖5。

圖5 改變導(dǎo)熱油循環(huán)后工藝流程

3 改造后效果

經(jīng)過上述工藝路線的改造，現(xiàn)氯化亞砜老裝置原料氯氣通入量已達到340～360 kg/h，產(chǎn)量可以達到390 t/月，年產(chǎn)可達4 680 t/a，大幅度提高了老系統(tǒng)合成反應(yīng)器裝置的能力，為公司度難關(guān)做出了一定的貢獻。

2014-08-17

苗紅振(1976-)，男，工程師，從事氯化亞砜生產(chǎn)和技術(shù)管理工作，電話：13937839451。

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1003-3467(2014)11-0045-02