侯雄財(cái),陳樹培，牛東，李靜華

(陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司，陜西 榆林 719319)

陜西北元化工集團(tuán)股份有限公司化工分公司聚氯乙烯二分廠(以下簡稱北元集團(tuán)二分廠)主要采用電石法生產(chǎn)PVC。影響PVC生產(chǎn)成本最主要的因素就是電石單耗，筆者從電石風(fēng)化率、電石質(zhì)量、乙炔回收裝置3方面來分析電石消耗高的原因并介紹相應(yīng)的改造措施。

1 改造前電石單耗情況

2018年北元集團(tuán)二分廠電石計(jì)劃單耗為1.34 t(生產(chǎn)1 t PVC消耗的電石)。根據(jù)2018年1—7月電石單耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(見表1)，實(shí)際單耗高于計(jì)劃單耗，具體見表1。

表1 電石實(shí)際單耗情況Table 1 Practical unit consumption of calcium carbide

2 電石風(fēng)化率與電石發(fā)氣量關(guān)系[1]

電石風(fēng)化對電石單耗、粉塵治理影響均較大，風(fēng)化率越高，電石單耗越高。為了進(jìn)一步測定電石在不同體積下的風(fēng)化率，選擇發(fā)氣量在(290±5)L/kg的電石，制作成邊長分別為5、10、15 cm的正方體電石塊組，進(jìn)行風(fēng)化率的測定。在試驗(yàn)前，用毛刷將選好的電石塊表面粉塵清掃干凈(或用吸耳球?qū)⒈砻娲祾吒蓛?，然后將電石放置在電石庫固定位置，每隔4 h清掃稱重一次并記錄數(shù)據(jù)，總測量時(shí)長為24 h,結(jié)果見表2。

表2 電石風(fēng)化量試驗(yàn)數(shù)據(jù)Table 2 Experimental data of weathering amount of calcium carbide

風(fēng)化率=粉塵量÷原始樣品質(zhì)量，計(jì)算得到電石風(fēng)化率，結(jié)果見表3。

表3 電石風(fēng)化率計(jì)算結(jié)果Table 3 Calculation results of weathering rate of calcium carbide

由表3可見：電石顆粒越小，風(fēng)化率越高；放置時(shí)間越長，風(fēng)化率越高。電石風(fēng)化率越高，電石單耗就越高，因此在生產(chǎn)實(shí)際中不僅要加強(qiáng)電石庫管理，合理安排電石入庫，減少電石庫存量，還應(yīng)嚴(yán)格控制電石顆粒大小。

3 電石質(zhì)量

電石的主要成分是碳化鈣，此外還含有硫、磷、矽鐵等雜質(zhì)，北元集團(tuán)二分廠電石用量和雜質(zhì)含量情況見表4。

表4 電石用量及雜質(zhì)含量Table 4 Consumption of calcium carbide and impurity content t

①停車檢修。

從PVC生產(chǎn)的實(shí)際情況來看，使用高品質(zhì)電石更有利于降低電石單耗。一級電石的發(fā)氣量一般在280 L/kg以上，電石粒度適中，砂鐵等雜質(zhì)含量較少，可減少發(fā)生器排渣次數(shù)，從而能減少排渣過程中乙炔的損失，有利于降低電石消耗。因此，應(yīng)建立健全相應(yīng)的監(jiān)管機(jī)制，嚴(yán)格把好電石質(zhì)量關(guān)，及時(shí)處理生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的電石質(zhì)量問題。

4 乙炔回收裝置[2]

北元集團(tuán)二分廠乙炔生產(chǎn)采用濕法發(fā)生工藝,共有5臺發(fā)生器,發(fā)生器溢流出來的渣漿經(jīng)溢流槽流至渣漿池。電石渣漿中殘存大量的乙炔，乙炔揮發(fā)既污染了環(huán)境,造成浪費(fèi)，又存在安全隱患。為了回收電石渣漿中的乙炔,降低電石消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益, 北元集團(tuán)二分廠引進(jìn)了10萬t/a PVC電石渣漿回收乙炔裝置,采用真空脫吸技術(shù)回收發(fā)生器溢流渣漿中的乙炔。

(1)乙炔回收工藝。

從乙炔發(fā)生器溢流出來的電石渣漿含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)約20%，溫度在75 ℃左右，經(jīng)過密閉的管道進(jìn)入渣漿緩沖罐，壓力為1～3 kPa(發(fā)生器的壓力為3～9 kPa)，初步解壓脫吸后通過渣漿泵打入脫吸塔上部，在篩網(wǎng)的過濾下均勻地噴下，在真空狀態(tài)下，溶解、吸附在渣漿中的乙炔在脫吸塔內(nèi)被閃蒸、提取出來。在水環(huán)真空泵的抽吸下，脫吸塔內(nèi)壓力達(dá)到-60～-40 kPa，可充分脫除電石渣漿中溶解的乙炔。分離出的水進(jìn)入電石渣漿中，經(jīng)脫吸后的電石渣漿通過液位調(diào)節(jié)控制連續(xù)排入渣漿池。從脫吸塔出來的乙炔與水蒸氣的混合物經(jīng)列管換熱器換熱后送至乙炔氣柜，其中從水環(huán)真空泵分出一路乙炔，經(jīng)小冷卻器冷卻后送至在線測氧儀分析，分析結(jié)果與去乙炔氣柜的總管聯(lián)鎖，當(dāng)回收乙炔含氧體積分?jǐn)?shù)小于2%時(shí)送入氣柜，不合格時(shí)則自動(dòng)排空。

乙炔回收工藝流程見圖1。

圖1 電石渣漿中乙炔回收工藝流程Fig.1 Process flow of recovering acetylene from calcium carbide slurry

(2)經(jīng)濟(jì)效益。

電石渣漿乙炔回收裝置投用以來，每小時(shí)可回收乙炔40 m3，每年回收乙炔32萬m3，電石發(fā)氣量以290 L/kg計(jì)算，每年可節(jié)約電石320 000÷290=1 103(t)；電石價(jià)格按3 000元/t計(jì)算，每年可節(jié)約成本1 103×3 000=330.9萬(元)。

5 結(jié)語

電石單耗對PVC生產(chǎn)成本有很大的影響，有效降低電石單耗是PVC生產(chǎn)企業(yè)降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)市場競爭優(yōu)勢、實(shí)現(xiàn)利潤最大化的重要途徑。在實(shí)際生產(chǎn)中，影響電石單耗的因素很多，可通過加強(qiáng)電石庫管理、電石質(zhì)量管控及回收渣漿中乙炔等措施控制電石單耗，從而達(dá)到降本增效的目的。