王 濤

（南通貝思特石墨科技有限公司，江蘇 南通226011）

現(xiàn)有鹽酸解吸制取氯化氫生產(chǎn)工藝中，以常規(guī)解吸工藝、鈣法深度解吸工藝、差壓法解吸工藝較為普遍。考慮到化工企業(yè)副產(chǎn)鹽酸的循環(huán)利用，鹽酸深度解吸工藝被高度重視。目前，國內(nèi)對副產(chǎn)鹽酸利用解吸工藝制取氯化氫有兩種方法，即鈣法深度解吸法和差壓法解吸。其中鈣法解吸因采用氯化鈣作為破沸劑，生產(chǎn)運行過程中設(shè)備容易堵塞，操作難度大。而差壓法解吸操作方便，對副產(chǎn)鹽酸中雜質(zhì)的含量要求低。本文通過差壓法制取氯化氫生產(chǎn)運行經(jīng)驗的積累，對現(xiàn)有正負壓解吸裝置中最為關(guān)鍵的設(shè)備在生產(chǎn)中如何進行日常維保，并在技術(shù)創(chuàng)新、工藝改進優(yōu)化等方面進行了技術(shù)剖析，從而使現(xiàn)有鹽酸正負壓解吸系統(tǒng)在確保安全生產(chǎn)的前提下，減少了生產(chǎn)能耗，降低了運行成本。

1 鹽酸正負壓解吸工作原理

1.1 正負壓解吸系統(tǒng)設(shè)備組成

鹽酸正負壓解吸系統(tǒng)分為原始酸預(yù)熱單元、鹽酸解吸單元、稀酸濃縮單元、氯化氫冷卻及真空系統(tǒng)。裝置主體設(shè)備由石墨再沸器、石墨加熱器、石墨冷卻器、石墨冷凝器、鹽酸解析塔、稀酸濃縮塔及真空噴射器等組成。設(shè)備采用模塊化設(shè)計，現(xiàn)場安裝靈活方便。

1.2 正負壓解吸系統(tǒng)工作原理

根據(jù)鹽酸的共沸濃度在不同壓力下具有差異性，在稀酸濃縮單元進行真空負壓脫水、鹽酸解吸單元進行正壓解吸出氯化氫，達到鹽酸解吸的目的。通過正、負壓循環(huán)操作在正壓塔內(nèi)解吸出氯化氫氣體，在負壓濃縮塔內(nèi)蒸發(fā)出酸性廢水，從而達到鹽酸中氯化氫氣體和水的分離。系統(tǒng)脫除的≤1%酸性水經(jīng)“三廢”治理達標排放。鹽酸正負壓解吸工藝流程見圖1。

圖1 鹽酸正負壓解吸工藝流程圖

2 關(guān)鍵設(shè)備日常維保

（1）鹽酸解吸塔。鹽酸解吸塔主要由石墨塔節(jié)、液體分布器、填料支撐板、石墨填料、進液插管等部件組成。日常維保時，重點檢查石墨塔節(jié)塔體是否出現(xiàn)導(dǎo)致漏酸的缺陷、液體分布器是否安裝水平、進液分布膜頭是否完好、石墨填料支撐板是否堵塞、填料有無損壞等現(xiàn)象。

（2）稀酸濃縮塔。稀酸濃縮塔結(jié)構(gòu)同鹽酸解吸塔結(jié)構(gòu)大致相同，日常維保時按鹽酸解吸塔的維保方法進行。

（3）再沸器。石墨再沸器由石墨單元換熱塊、石墨上下封頭、密封件、鋼制結(jié)構(gòu)件、緊固件及彈簧補償裝置組成。因其屬于飽和蒸汽加熱設(shè)備，在生產(chǎn)運行過程中受急冷急熱因素導(dǎo)致的潛在故障風險率明顯高于其他同類設(shè)備，日常維保時重點檢查有無因石墨換熱塊損壞導(dǎo)致的漏酸現(xiàn)象。

3 生產(chǎn)過程中異常情況及安全預(yù)防處置措施

（1）蒸汽系統(tǒng)。因閥門故障，管道破裂，法蘭密封墊泄漏，保溫層破損外露導(dǎo)致蒸汽外泄等異常情況出現(xiàn)。預(yù)防措施：精心操作，勤于檢查，杜絕閥門關(guān)閉不嚴、破損閥門未及時更換等現(xiàn)象發(fā)生，一旦閥門故障，管道破裂，法蘭密封墊泄漏導(dǎo)致大量蒸汽泄漏時，要立即撤離危險區(qū)域，在確保人員安全的前提下關(guān)閉進系統(tǒng)蒸汽閥門，停止蒸汽供給。

（2）電氣系統(tǒng)。接觸裸露電源或電氣設(shè)備漏電造成安全事故的異常情況。預(yù)防措施：所有使用的電氣設(shè)備要進行安全防護和安全絕緣檢查，發(fā)現(xiàn)安全防護或安全絕緣等級降低，必須立即整改達標，嚴禁不安全電氣設(shè)備投入運行。嚴禁電氣設(shè)備使用臨時電源，檢查電氣設(shè)備防雨防漏是否密封，避雷和靜電接地是否安全可靠。

（3）機械系統(tǒng)。動力設(shè)備傳動皮帶異常，皮帶疲勞斷裂彈射傷人，重物掉落傷人。預(yù)防措施：保證防護罩固定安全完好，皮帶松緊一致，沒有皮帶帶病運行，檢查或更換皮帶時，切斷電源并有專人監(jiān)護控制按鈕、防止誤啟動。工作場所要清潔無雜物，螺栓螺母及工具要按規(guī)定存放在工具箱內(nèi)。

（4）鹽酸泄漏。系統(tǒng)一旦發(fā)生大量鹽酸泄漏時，可以采用堿性物質(zhì)如碳酸氫鈉、碳酸鈉、消石灰等中和，也可用大量清水沖洗。將沖洗的污水稀釋后治理達標排放?，F(xiàn)場處置人員必須穿戴防毒面具及全身防護服。

4 現(xiàn)有生產(chǎn)工藝改進后的優(yōu)勢

（1）較原有差壓法解吸工藝比較，現(xiàn)有正負壓解吸生產(chǎn)工藝中增加了解吸酸預(yù)熱系統(tǒng)。改進前濃縮酸未經(jīng)預(yù)熱直接送入解吸塔解吸，改進后增加的預(yù)熱系統(tǒng)是利用18%解吸鹽酸冷卻降溫放出的熱量預(yù)熱22%濃縮鹽酸，從塔釜溫度升溫到100℃以上，從解吸塔頂進塔解吸。降低了解吸塔再沸器飽和蒸汽消耗量。

（2）優(yōu)化了負壓濃縮系統(tǒng)的加熱工藝。改進前負壓濃縮塔僅采用飽和蒸汽加熱，蒸汽消耗大。改進后的負壓濃縮系統(tǒng)充分考慮了余熱利用，采用3種熱源循環(huán)加熱。a.利用解吸出氯化氫的水蒸氣凝結(jié)潛熱和氯化氫凝結(jié)液冷卻降溫放出的顯熱來循環(huán)加熱濃縮蒸發(fā)脫水。b.利用負壓濃縮耗用飽和水蒸氣強制循環(huán)加熱。c.利用濃縮和解吸耗用的飽和蒸汽凝結(jié)水常壓氣化產(chǎn)生二次水蒸氣，同時將飽和蒸汽凝結(jié)水冷卻降溫放出的顯熱組合強制循環(huán)加熱。濃縮系統(tǒng)充分利用解吸出氯化氫的水蒸氣和過飽和蒸汽凝結(jié)水余熱，從而降低了鹽酸濃縮蒸汽耗用量，充分利用解吸氯化氫和過飽和蒸汽凝結(jié)水的余熱，從而減少了要冷卻氯化氫和過飽和蒸汽凝結(jié)水，節(jié)約了循環(huán)冷卻水量，有效地降低了鹽酸解吸運行成本。

（3）解吸系統(tǒng)的改進。改進前正壓解吸再沸自然循環(huán)加熱，正常運行時耗用飽和水蒸氣，解吸出塔頂?shù)穆然瘹渲苯舆M入氯化氫兩級冷卻器進行冷卻。改進后將解吸出塔頂?shù)穆然瘹渥鳛闈饪s塔塔釜自然循環(huán)加熱的再生熱源，發(fā)生的水蒸氣凝結(jié)潛熱和氯化氫凝結(jié)液冷卻降溫放出的顯熱來循環(huán)加熱濃縮蒸發(fā)脫水。

（4）工藝改進前后能耗對比：以31%鹽酸處理量1 m3/h為例，采用鹽酸正負壓解吸工藝進行全解吸。改進前系統(tǒng)主要耗用0.6 MPaG飽和蒸汽量為2200 kg/h；-20～-5℃冷凍鹽水量3.5 m3/h，壓力0.4 MPaG。32～38℃循環(huán)冷卻水量350 m3/h，壓力0.4 MPaG；改進后系統(tǒng)主要能耗：0.6 MPaG飽和蒸汽氣量為1955 kg/h；-20～-5℃冷凍鹽水量2 m3/h，壓力0.4 MPaG；32～38℃循環(huán)冷卻水量292 m3/h，壓力0.4 MPaG。

通過生產(chǎn)能耗對比，說明改進后的工藝明顯優(yōu)于前者。

5 環(huán)境保護

裝置鹽酸在正壓解吸塔、負壓濃縮塔中往復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)副產(chǎn)酸零排放。原材料消耗低、工藝路線先進、成熟可靠、低污染，把污染物消除在生產(chǎn)工藝過程中，從根本上減少了污染。對生產(chǎn)過程中不可避免產(chǎn)生的廢氣、廢水設(shè)置相應(yīng)的環(huán)保治理工藝，優(yōu)先考慮循環(huán)回用或綜合利用，充分利用各種原料和能量。嚴格控制經(jīng)過治理或未經(jīng)治理而直接排出的廢水或廢氣濃度和數(shù)量，使其達到國家和地方排放標準的要求，最大限度地減少污染物排放。

6 運行小結(jié)

典型工藝參數(shù)：進料酸濃度31%，濃縮塔底酸濃度≥22%，解析塔底酸濃度18%，酸性水中氯化氫濃度≤1%。按回收1 t氯化氫計，耗用蒸汽：5.5 t（0.6 MPaG），循環(huán)冷卻水668 m3（Δt=6℃、0.4 MPaG）。

7 結(jié)語

化工生產(chǎn)的特點是高溫、高壓、易燃、易爆、有毒、有害、易腐蝕、生產(chǎn)連續(xù)性強、工藝要求嚴格。鹽酸正負壓解吸裝置在制取無水氯化氫生產(chǎn)過程中，在保養(yǎng)及檢維合理的情況下使用性能較好，運行安全可靠。在結(jié)合現(xiàn)場工況及負荷情況做針對性的選型設(shè)計時，既要考慮運行成本、可操作性、智能化操作，后期維保等，又要考慮未來整個生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)以及后期的生產(chǎn)擴容。