孫電賓

(冀中能源邢臺(tái)礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 邢臺(tái) 054000)

冀中能源邢臺(tái)礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司金牛鉀堿分公司(以下簡(jiǎn)稱“金牛鉀堿”)是以氯化鉀為主要原材料，生產(chǎn)氫氧化鉀、液氯和高純鹽酸的氯堿企業(yè)。2009年，金牛鉀堿共有4套液化機(jī)組，3臺(tái)1萬t/a液氯產(chǎn)量的液化機(jī)組和1臺(tái)2萬t/a液氯產(chǎn)量的液化機(jī)組。氫氧化鉀產(chǎn)能由6.4萬t/a提升為8.2萬t/a后，液化裝置不能滿足生產(chǎn)需要了。在2010年7月大修期間，將2套液氯產(chǎn)量1萬t/a的液化機(jī)組更換為2.4萬t/a的液化機(jī)組。更換機(jī)組前，安全、環(huán)保地處理掉氯氣、氟利昂和冷凍機(jī)潤滑油，是工藝處理的關(guān)鍵，直接影響企業(yè)檢修過程的安全和速度。

1 液化機(jī)組的工藝流程

1.1 氯氣處理的工藝流程

氯氣處理工序送來的干燥氯氣經(jīng)捕集器和原氯分配臺(tái)進(jìn)入氯氣液化器管內(nèi)，與管間流過的-35 ℃的氟利昂換熱后，大部分冷凝成液態(tài)，再經(jīng)液氯氣液分離器進(jìn)行分離，分離出的液氯進(jìn)入液氯儲(chǔ)槽。氯氣液化器尾氯氣及氣液分離器分離出的不凝性氣體(少量未被液化的氯氣與其他雜質(zhì)氣體)與其他廢氯氣(如液氯儲(chǔ)槽進(jìn)液氯時(shí)排出的氯氣和排污槽排出的不凝氣)混合后送往鹽酸工序或廢氣處理工序。液化尾氯氣內(nèi)含氫不能超過2%，否則排放到廢氣處理工序。圖1為液氯工序工藝流程圖。

1.2 氟利昂的工藝流程

氟利昂自機(jī)組加氟閥進(jìn)入，經(jīng)過干燥過濾器和節(jié)流閥，除去水分。降低氟利昂溫度和壓力，進(jìn)入氯氣液化器(制冷循環(huán)中所謂的蒸發(fā)器)。在氯氣液化器中，低壓低溫的液態(tài)氟利昂經(jīng)過蒸發(fā)，變成低壓氟利昂氣體，然后進(jìn)入液化機(jī)組壓縮機(jī)，經(jīng)過吸氣、壓縮、排氣過程，低壓氟利昂氣體變成高壓氟利昂氣體，高壓氟利昂氣體和冷凍機(jī)潤滑油一起進(jìn)入油分離器。油分離器的作用是分離壓縮機(jī)排氣中攜帶的冷凍機(jī)潤滑油、降低排氣中的含油量，使進(jìn)入冷凝器的制冷劑氟利昂純凈，避免冷凍機(jī)潤滑油進(jìn)入冷凝器及其他設(shè)備。高壓氟利昂氣體在冷凝器被18～28 ℃的循環(huán)水冷凝成高壓氟利昂液體，然后進(jìn)入氟利昂儲(chǔ)液器，從儲(chǔ)液器出來液態(tài)的氟利昂，經(jīng)過干燥過濾器和節(jié)流閥，進(jìn)入氯氣液化器，形成一個(gè)循環(huán)。

圖2為氯氣液化裝置工藝流程圖。

圖1 液氯工序工藝流程圖Fig.1 Process flow diagram of liquid chlorine procedure

L—氟利昂液體；G—氟利昂氣體；Y—冷凍機(jī)潤滑油；其他字母為閥。圖2 氯氣液化工藝流程圖Fig.2 Process flow diagram of chlorine gas liquefaction

1.3 冷凍機(jī)潤滑油的工藝流程

冷凍機(jī)潤滑油自加油閥加入，經(jīng)油粗過濾器、油泵及單向閥進(jìn)入油冷卻器，油充滿油冷卻器后流入油分離器。在液化機(jī)組正常運(yùn)行過程中，從油分離器分離出來的冷凍機(jī)潤滑油進(jìn)入油冷卻器，因?yàn)槲漳Σ翢峒皻怏w的熱量而使冷凍機(jī)潤滑油溫度升高到接近排氣溫度，不能直接噴入壓縮機(jī)中，需冷卻達(dá)到壓縮機(jī)所需的黏度和溫度后才可重復(fù)使用，所以冷凍機(jī)潤滑油在油冷卻器中被循環(huán)水冷卻至滿足需要的條件，然后進(jìn)入油粗過濾器，除去循環(huán)系統(tǒng)中的焊渣、鐵削等雜質(zhì)，保護(hù)油泵及壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子不受雜質(zhì)侵害。從油粗過濾器出來后，一路直接進(jìn)入壓縮機(jī)，為壓縮機(jī)各個(gè)潤滑點(diǎn)提供所需的潤滑油。冷凍機(jī)潤滑油從壓縮機(jī)出來后直接進(jìn)入油分離器，經(jīng)油分離器分離出來的冷凍機(jī)潤滑油進(jìn)入油冷卻器，形成一個(gè)循環(huán)；另一路冷凍機(jī)潤滑油從油粗過濾器出來后，經(jīng)過油泵，直接回流至油冷卻器，形成一個(gè)循環(huán)；第三路經(jīng)過油泵，然后進(jìn)入油精過濾器(油精過濾器保護(hù)軸承不受雜質(zhì)侵害)，從油精過濾器出來后，再進(jìn)入壓縮機(jī)，為壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)滑閥以及內(nèi)容積比調(diào)節(jié)滑閥的增減載、軸承等提供所需的潤滑油，冷凍機(jī)潤滑油從壓縮機(jī)出來后直接進(jìn)入油分離器，經(jīng)油分離器分離出來的冷凍機(jī)潤滑油進(jìn)入油冷卻器，形成一個(gè)循環(huán)。

2 液化機(jī)組的工藝處理

2.1 氯氣的工藝處理

在停車前，先將1臺(tái)停用的液氯中間槽的液位，用液氯泵打至最低液位，提前用堿液—液氯中間槽吸收剩余的液氯，可在停車前處理完畢。停車后，將另一個(gè)液氯中間槽、液氯氣液分離器和液氯排污槽中的液氯排至堿液中，吸收處理。處理完系統(tǒng)中的液氯后，系統(tǒng)中只剩下氣態(tài)氯，對(duì)氯氣系統(tǒng)進(jìn)行氣體置換。氣體置換的操作過程是向氯氣系統(tǒng)加入干燥空氣，然后將氯氣和空氣混合氣體卸至廢氣處理系統(tǒng)。為了檢修安全和效率，氣體置換實(shí)行的是連續(xù)性置換和間歇性置換相結(jié)合的方法，保證了置換的徹底性和高效率，為液化機(jī)組的更換提供了安全和時(shí)間保障。在置換過程中，定期分析液氯系統(tǒng)中空氣含氯指標(biāo)，系統(tǒng)中空氣含氯體積分?jǐn)?shù)小于10-6時(shí)，置換即為合格，大概需要60 h[1]。

2.2 氟利昂的工藝處理

整個(gè)系統(tǒng)準(zhǔn)備停車過程是逐漸降低系統(tǒng)負(fù)荷，所以液化機(jī)組也是逐個(gè)停下運(yùn)行的機(jī)組，先停更換的機(jī)組，逐漸關(guān)閉氯氣液化器氯氣進(jìn)口閥門，直至閥門開少許，保證有少量氯氣進(jìn)入準(zhǔn)備停下的液化機(jī)組和氯氣液化器，關(guān)閉液化機(jī)組氟利昂儲(chǔ)液器后的氟利昂閥門D，氯氣液化器內(nèi)的液態(tài)氟利昂慢慢揮發(fā)成氣態(tài)氟利昂，氣態(tài)氟利昂經(jīng)過壓縮機(jī)、油分離器、冷凝器后，變成高壓氟利昂液體，儲(chǔ)存在氟利昂儲(chǔ)液器中，液化機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行，直至氯氣液化器內(nèi)的液態(tài)氟利昂揮發(fā)干凈，完全儲(chǔ)存在氟利昂儲(chǔ)液器為止。然后關(guān)閉氯氣液化器氯氣進(jìn)口閥門，停下液化機(jī)組，關(guān)閉機(jī)組氟利昂儲(chǔ)液器前的閥門A，將氟利昂液體封閉在氟利昂儲(chǔ)液器中。7月氣溫為28～35 ℃時(shí)，氟利昂的飽和蒸氣壓達(dá)1～1.2 MPa。

待整個(gè)系統(tǒng)完全停下后，再開啟不更換的備用液化機(jī)組或冷水機(jī)組，低負(fù)荷運(yùn)行，在保證氟利昂最低循環(huán)的條件下，備用液化機(jī)組干燥過濾器前的閥門B關(guān)到最小，此時(shí)機(jī)組加氟閥處的壓力接近吸氣壓力(0.1～0.2 MPa)。同時(shí)用帶銅接頭的高壓氧氣帶子，將兩個(gè)機(jī)組的加氟閥C連接起來，連接過程中注意排盡高壓氧氣帶中的空氣，打開兩個(gè)機(jī)組的加氟閥C，更換的液化機(jī)組氟利昂儲(chǔ)液器和備用的液化機(jī)組加氟閥間形成高壓差，更換的液化機(jī)組儲(chǔ)液器內(nèi)的氟利昂很快進(jìn)入備用液化機(jī)組。更換的液化機(jī)組儲(chǔ)液器內(nèi)的液態(tài)氟利昂排盡大概需要0.5 h。儲(chǔ)液器內(nèi)排完液態(tài)氟利昂后，切斷更換機(jī)組和備用機(jī)組，然后將更換的液化機(jī)組和氯氣液化器氟利昂系統(tǒng)的閥門全部打開，用抽氟機(jī)將更換的液化機(jī)組和氯氣液化器中的氟利昂氣體抽至其他備用機(jī)組中。抽取氣體相對(duì)比較簡(jiǎn)單省時(shí)，只需5 h。

2.3 冷凍機(jī)潤滑油的工藝處理

機(jī)組中氟利昂回收完畢后，將氮?dú)馄亢蜏?zhǔn)備更換的液化機(jī)組油分離器放空閥連接起來，關(guān)閉壓縮機(jī)吸氣閥和油分離器上的排氣閥，向油分離器內(nèi)加入氮?dú)?，將加油管一頭和加油閥連接起來，另一頭插入空油桶中，打開加油閥，利用油分離器中氮?dú)獾膲毫Γ瑢嚎s機(jī)、油分離器和油冷卻器內(nèi)的冷凍機(jī)潤滑油排出來，直至排盡為止，需要3 h。

3 結(jié)語

氯堿企業(yè)中的液氯危險(xiǎn)性較大，氟利昂的回收非常困難。金牛鉀堿通過采取以上工藝處理方法，安全處理液氯和氯氣，環(huán)保地回收氟利昂和冷凍機(jī)潤滑油，大大提高了氯氣液化裝置檢修的安全性，檢修過程未發(fā)生安全事故；也明顯縮短了工藝處理時(shí)間，只用了短短的60 h，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)計(jì)的1周時(shí)間，大大縮短了大修時(shí)間，減少了大修成本。在以后的生產(chǎn)過程中，將繼續(xù)探索生產(chǎn)中的新工藝、新方法，為液氯安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。