氯气处理工序去除加压钛风机的改造总结

2014-11-22王茂喜

中国氯碱 2014年9期

王茂喜，胡平

（河北金牛股份有限公司，河北沧州 061000）

河北金牛化工股份有限公司位于沧州市渤海新区的化工产业园区，有国内第一套联合法聚氯乙烯生产线。联合法聚氯乙烯生产工艺主要原料二氯乙烷依赖进口，而国际市场二氯乙烷价格起伏很大，给公司正常生产经营带来较大困难。为扭转这种不利局面、使聚氯乙烯原料路线更加灵活，公司决定建设8万t/a 离子膜烧碱装置，增加联合法生产线纯电石法生产能力。2009年10月年产8万t/a 离子膜烧碱装置顺利开车，氯气处理工序是其重要工序。

1 原氯气处理工艺

由电解来的湿氯气经洗涤塔冷却、洗涤后，经钛风机加压进入钛管冷却器进一步冷却、脱水，然后依次进入水雾捕集器、填料塔、泡罩塔、酸雾捕集器，干氯气再经氯压机加压后送往各处用氯单元，工艺流程示意图见附图1。

2 存在的主要问题及原因分析

烧碱装置开车仅3个月，加压钛风机外壳就多次出现开裂，经焊接后，由于材质应力变化多次重复开裂，一直带病运转。一方面氯气由开裂处溢出造成环境污染；另一方面由于钛风机工作不能达到设计要求，直接影响到整套装置的满负荷运转，成为影响安全生产的重大隐患。分析问题产生的主要原因是：（1）钛风机安装在三楼平台上，基础单薄，钛风机电机功率大（90 kW），在运行过程中震动大，经检测，轴承处径向跳动为239 μm，远超震动允许值50 μm；（2）因钛风机是由公司前身沧州化学工业股份有限公司于2005年采购的，在正式投用前已整整放置了4年时间，不可避免地产生主轴的微量弯曲，这也是造成震动大的另一原因。

3 解决问题的方案

方案一：更换加压钛风机，加固基础平台。因加压钛风机（型号：FTB6Z--LHI）为日本原装进口产品，不仅价格昂贵（每台42万元），而且进货周期长，经咨询定购两台同型号的产品最少需要6个月的时间。采用国内钛风机进行替代，进出口管道、基础座需要停车20天进行重新制作。经研究该方案停车时间长、改造费用高，最终被放弃。

图1 原工艺流程示意图

方案二：去除钛风机，将氯处理系统由正压操作改为负压操作。

该方案的关键取决于2个条件。（1）氯气处理系统承受负压的能力，主要是填料塔和泡罩塔（材质为PVC+FRPP）承受负压的能力，经查这两台设备可承受-20 kPa 的压力，满足条件；（2）氯气压缩机的能力。该公司选用的氯压机为德国3K 公司生产的透平机，机组型号是：4VRZ151/405/04G。经与德方专家多次沟通，确认氯压机能力足够。

鉴于以上分析，认为第二方案节约费用、改造时间短，遗留问题少。最终决定采用第二方案进行改造。

4 项目具体实施方案

利用一天停车的时间去掉2台钛风机，湿氯气由洗涤塔直接进入钛冷却器。用PVC+FRPP 管材直接连接洗涤塔出口和钛冷却器进口，去除钛风机与系统连接的所有管道。

由电解来的湿氯气经洗涤塔冷却洗涤后，不经钛风机加压，直接进入钛冷却器，后续工序不变，全程由正压操作改为负压操作，改造后工艺流程示意图见图2。

图2 改造后的工艺流程示意图

5 改造前后的运行指标对比

（1）系统压力变化。满负荷生产条件下，钛冷进口由18 kPa 改为-1 kPa；水雾扑集器进口由17 kPa改为-2 kPa；填料塔进口由15 kPa 改为-4 kPa；泡罩塔进口由14 kPa 改为-5 kPa；酸雾扑集器进口由10 kPa 改为-9 kPa；氯压机进口由8 kPa 改为-10 kPa。

（2）氯气含水和氯气纯度。产品氯气含水基本无变化，维持在20×10-6（wt）左右；氯气纯度略有下降，由改造前的98.6%（wt）降为98.2%（wt），但仍然满足大于98%（wt）的工艺要求。

（3）氯压机运行指标变化：各处震动、温度指标基本无变化，电机电流增加1 A 左右；变化最大的是导叶阀开度，满负荷条件下，冬季生产导叶阀开度维持在70%左右，夏季生产维持在80%以上，甚至达到100%，这说明改造后，氯压机已达最大负荷。