寧全崗

（山西榆社化工股份有限公司，山西 晉中 000000）

變壓吸附回收發(fā)生貯斗置換尾氣中乙炔技術(shù)

寧全崗

（山西榆社化工股份有限公司，山西 晉中 000000）

介紹了山西榆社化工有限公司采用變壓吸附法回收發(fā)生器貯斗尾氣中乙炔的技術(shù)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)性，并總結(jié)了該技術(shù)的運(yùn)行情況。

乙炔；變壓吸附；回收技術(shù)

以電石法制備氯乙烯單體技術(shù)路線(xiàn)是中國(guó)氯堿工業(yè)生產(chǎn)聚氯乙烯的主要方法。由于該工藝路線(xiàn)的乙炔發(fā)生器貯斗在加料前需大量氮?dú)庵脫Q，在置換貯斗過(guò)程中，置換后尾氣中有8%～20%的乙炔氣，既污染環(huán)境，又浪費(fèi)乙炔，造成了生產(chǎn)成本上升，這一問(wèn)題一直是困擾聚氯乙烯企業(yè)的難題。

通過(guò)對(duì)活性炭吸附、膜吸附、變溫吸附和變壓吸附的調(diào)研和小試，山西榆社化工股份有限公司選擇采用變壓吸附回收置換貯斗后尾氣的乙炔技術(shù)。

1 原料氣組成及產(chǎn)品氣要求

1.1 原料氣條件

（1）尾氣組成（見(jiàn)表1）；

表1 尾氣成分表

（2）尾氣輸入壓力：常壓，按0.01 MPa考慮；（3）尾氣溫度：常溫；

（4）尾氣流量：200 Nm3/h。

1.2 產(chǎn)品氣指標(biāo)

（1）產(chǎn)品氣中C2H2回收率≥99%；

（2）產(chǎn)品氣壓力：10～20 kPa；

（3）產(chǎn)品氣溫度：常溫。

2 流程簡(jiǎn)述

乙炔尾氣回收流程示意圖見(jiàn)圖1。

圖1 乙炔尾氣回收流程示意圖

裝置由緩沖罐、水洗塔、凈化塔及相關(guān)程控閥、調(diào)節(jié)閥通過(guò)管道連接而成，首先將6臺(tái)發(fā)生器貯斗不斷排出的氮?dú)庵脫Q后的尾氣匯集到原料氣緩沖罐，經(jīng)水洗后加壓約0.08 MPa，進(jìn)入尾氣回收裝置。在此，由入口端通入原料氣、乙炔等吸附能力較強(qiáng)的組分，被吸附后氮?dú)獾扰懦鰞艋?，作為放空氣放空，被吸附的乙炔等氣體在送放和抽空階段解吸出來(lái)，作為產(chǎn)品氣輸送到乙炔氣柜回收利用。

由于裝置氮?dú)饪赡芩查g氧含量偏高，在每個(gè)發(fā)生器氮?dú)獬隹谂渲醚鹾吭诰€(xiàn)分析儀，當(dāng)氧含量超過(guò)設(shè)定值后，自動(dòng)將部分置換氣放空處理，確?；厥諝怏w在較低的安全范圍內(nèi)。

3 裝置主要配置

3.1 非標(biāo)設(shè)備（見(jiàn)表2）

表2 非標(biāo)設(shè)備表

3.2 動(dòng)力設(shè)備（見(jiàn)表3）

表3 動(dòng)力設(shè)備表

3.3 吸附材料

采用以下各種專(zhuān)用吸附材料：KY1301、KY1302、KY1303、KY1305，見(jiàn)表4。

表4 吸附材料規(guī)格表

3.4 程序控制閥門(mén)

程控閥是變壓吸附裝置完成工藝過(guò)程的重要部件，亦是裝置實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、可靠工作的關(guān)鍵設(shè)備。由于變壓吸附裝置工藝的特殊性，需要大量的程控閥頻繁動(dòng)作，因此，程控閥的操作指標(biāo)和要求均較一般閥門(mén)高，除了應(yīng)具有良好的密閉性能、快速的啟閉速度和調(diào)節(jié)能力外，還必須能在頻繁動(dòng)作下長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

3.5 控制系統(tǒng)和儀器儀表

（1）概述

PSA裝置的特點(diǎn)是程序控制閥門(mén)多，程控閥門(mén)切換時(shí)間短、動(dòng)作頻繁，順序控制結(jié)合常規(guī)模擬控制。

（2）控制范圍

控制范圍是界區(qū)內(nèi)的所有程控閥的開(kāi)關(guān)、閥位檢測(cè)，及裝置的壓力、溫度、流量、調(diào)節(jié)等監(jiān)控回路，還包括動(dòng)力設(shè)備的開(kāi)停車(chē)狀態(tài)等。

（3）控制系統(tǒng)

a.順序控制系統(tǒng)。所有程控開(kāi)關(guān)閥按照事先給定的邏輯程序順序執(zhí)行；

b.常規(guī)PID控制系統(tǒng)。部分調(diào)節(jié)回路以壓力、流量或液位為控制對(duì)象實(shí)現(xiàn)常規(guī)PID控制；

c.順序控制結(jié)合曲線(xiàn)控制系統(tǒng)。這種控制方式目的是將某一個(gè)吸附塔的壓力；在一定的時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)地從一個(gè)壓力點(diǎn)升高或減低到另一個(gè)壓力點(diǎn)，來(lái)保證變壓吸附工況的穩(wěn)定；

d.聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。包括PSA裝置安全聯(lián)鎖、動(dòng)力設(shè)備開(kāi)停車(chē)聯(lián)鎖等；

e.故障自動(dòng)檢測(cè)切換系統(tǒng)。故障自動(dòng)檢測(cè)切換專(zhuān)家診斷系統(tǒng)完成的功能是在同一套PSA裝置中，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)吸附塔的任意組合和任意切換，即可在裝置出現(xiàn)故障時(shí)報(bào)警并自動(dòng)及時(shí)切換，保證產(chǎn)品質(zhì)量，重新組合，穩(wěn)定生產(chǎn)避免非計(jì)劃停車(chē)；又可在不停車(chē)的情況下，有計(jì)劃地進(jìn)行維修，確保PSA裝置的長(zhǎng)期、穩(wěn)定、安全運(yùn)行，同時(shí)大大提高裝置操作的靈活性；

f.自調(diào)整優(yōu)化控制系統(tǒng)。該智能控制系統(tǒng)可根據(jù)原料氣組成和壓力的變化、產(chǎn)品質(zhì)量或控制指標(biāo)等的變化，自動(dòng)對(duì)吸附時(shí)間、調(diào)節(jié)閥開(kāi)度等操作參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使裝置始終處于最佳的運(yùn)行狀況，避免了操作人員調(diào)整不及時(shí)或操作水平的不同而對(duì)裝置運(yùn)行效果的影響。

（4）現(xiàn)場(chǎng)儀表選型

a.充分考慮現(xiàn)場(chǎng)儀表先進(jìn)、可靠、穩(wěn)定和較好的性能；b.在動(dòng)作頻繁且對(duì)性能有特別要求的電磁閥、閥位檢測(cè)開(kāi)關(guān)，采用進(jìn)口儀表，現(xiàn)場(chǎng)儀表選型情況見(jiàn)表5。

表5 現(xiàn)場(chǎng)儀表選型表

4 裝置經(jīng)濟(jì)效益

以20萬(wàn)t/a聚氯乙烯計(jì)算，回收乙炔發(fā)生器貯斗用氮?dú)庵脫Q出來(lái)尾氣中的乙炔，按平均含量16%考慮，尾氣流量200 Nm3/h，該回收裝置對(duì)乙炔的回收率按99%考慮，每年（按8 000 h計(jì)算）可回收的量如下。

200×0.16×0.99×8 000 h=253 440（Nm3）

電石的平均發(fā)氣量按285 Nm3/t來(lái)考慮，每年回收的乙炔折電石量為889.3 t，電石按2 600元/t考慮，每年可創(chuàng)造效益231.218萬(wàn)元。

尾氣中回收的乙炔，不僅可以帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，也可以帶來(lái)顯著的環(huán)保效益和社會(huì)效益。

5 工藝及裝置的特點(diǎn)

（1）裝置從水洗、凈化、吸附工藝設(shè)計(jì)，合理、簡(jiǎn)潔，整個(gè)裝置DCS控制，整個(gè)回收過(guò)程精確自控。

（2）起關(guān)鍵作用吸附劑，吸附劑強(qiáng)度高、效率高、壽命長(zhǎng)、吸附劑選擇合理。

（3）整個(gè)系統(tǒng)安全性高，系統(tǒng)成套性強(qiáng)，保證了清凈、安全高效。

6 結(jié)束

為了讓企業(yè)實(shí)現(xiàn)更清凈的綠色發(fā)展，企業(yè)對(duì)所有尾氣進(jìn)行綜合治理，讓污染回歸資源，讓尾排變?yōu)榭諝?，為企業(yè)綠化發(fā)展、健康發(fā)展、科學(xué)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

PSA recovery ofacetylene technology ofsbustitation tailgas in storage tank ofgenerator

NING Quan-gang

（ShanxiYushe ChemicalCo.,Ltd.,Jinzhong 031800，China）

This paperintroduces the technicalcharacteristics and economy ofacetylene recovery from tailgas ofstorage tank ofgeneratorby PSA，and summarizes the operation ofthis technology.

acetylene；PSA；recovery technology

TQ325.3

B

1009－1785(2017)08-0019-02

2017-03-10