氢气输送生产技术改造总结

廖寿生（福建省龙岩龙化化工有限公司，福建龙岩364000）



氢气输送生产技术改造总结

廖寿生
（福建省龙岩龙化化工有限公司，福建龙岩364000）

摘要：介绍了氯碱厂氢气输送的生产工艺和工艺改进。通过改进，节省了双氧水生产厂家普遍使用的氢柜，减少了危险源装置。同时，很好地调节了盐酸及双氧水的氢气生产平衡，确保了电解槽的生产安全。

关键词：氢气输送；无氢柜；H2的平衡；安全生产

1　概述

福建省龙岩龙化化工有限公司（以下简称龙化公司）异地扩改一期工程，有8万t/a离子膜烧碱、6万t/a盐酸、4万t/a 27.5%双氧水、1.5万t/a ADC发泡剂等生产装置。项目于2010年10月开工建设，2013年7月氯碱、盐酸及ADC发泡剂装置投产运行。因技术力量和资金不足等因素，双氧水项目于2015年3月才投入试生产。由于氯碱系统（含盐酸）与双氧水项目不同于设计单位，在没有氢柜贮氢的情况下，确保双氧水生产，同时不影响盐酸和氯碱离子膜电解槽的安全生产，对氢气输送工艺进行技术改造。

2　8万t/a烧碱的氢气处理装置及盐酸、双氧水供氢装置

龙化公司电解装置采用3套1拖1（2台串联）6台上海氯工程的离子膜电解槽，氢气总管与氯气总管压力串级控制压差后，温度85℃，压力300 mm H2O左右的氢气进入洗涤塔，在洗涤塔采用无离子水（冷却循环使用），喷淋降温至45℃以下，经过水环真空泵压缩后，进入水雾除雾器，再经氢气分配台到用户，见图1。

来自氢处理分配台的氢气以自动阀调节压力后进入缓冲罐，使缓冲罐的压力达到75 kPa，经氢气阻火器后与来自氯处理分配台经过自动调节压力达到115 kPa进入氯气缓冲罐的氯气，按比值调节控制氢气与氯气的流量比为1.25∶1～1.30∶1进入合成炉底部灯头进行燃烧，燃烧后产生的氯化氢气体经冷却至35℃左右氯化氢经后工序三级吸收，生产31.2% ～31.5%的盐酸，见图2。

从氢处理氢气分配台来的氢气经除雾器后进入氢气缓冲罐，再经成套设备氢气压缩机加压至0.3～0.4 MPa，经过止回阀后，进入缓冲罐，再去双氧水氢化塔见图3。

当双氧水项目未生产时，分配台压力控制在85 kPa左右，盐酸一般情况下，都开2套生产，一旦哪个用氯岗位出现故障时，盐酸可在3～10 min内，把负荷调到最高，电解槽不降负荷氯气能平衡生产，氢气仍有余量，氢气分配台的小自动排空阀一直有排空，保证了整个电解槽系统，氢气出口总管的压力，稳定了电解槽安全运行。

图1　氢气处理流程图

图2　盐酸供氢系统流程图

3　双氧水试车时遇到的问题

（1）氢处理氢气分配台采用手动截止阀送H2至双氧水氢气系统中，为了使双氧水氢压机进口压力低一些，把氢处理的分配台压力降至45 kPa运行，盐酸缓冲罐的压力调至35 kPa，同时，氯气缓冲罐的压力调至75 kPa，能满足盐酸生产。可是氢压机运行几分钟后，氢压机一级出口压力达到0.225 MPa极限值也跳机。

（2）一旦氢压机跳机，由于电动阀关阀有个滞后时间，造成双氧水氢系统除雾器、缓冲罐压力上升，从而影响氢处理分配台的压力，威胁盐酸及氢压机运行的安全。

4　解决措施

（1）南京空缩机股份有限公司生产的LW-31.5/5型的氢压机，对一级压缩出口压力设定为（220±14）kPa，当氢压机进口压力高达20 kPa时，一级出口压力很快就达到220 kPa，造成跳机。为此，连夜赶制1个氢气水封，见图3虚柜线部分。即使水封破掉，双氧水系统V901、V902压力仍能达到11kPa，刚启动氢压机时，通过氢压机自身的回流阀逐渐关小，直至关死后，然后通过系统中回流与放空阀调节，即可正常生产。

（2）改造氢处理分配台、利用氢气分配台原来预留Dg80的口安装了1台自动调节阀Dg80（图1虚柜线内的部分）。为保证盐酸的稳定生产，氢处理分配台压力保持在45 kPa。则去双氧水手动阀开1/3圈后，依靠新增的自动阀压力设限为45 kPa来调节去双氧水氢气量。当压力高于45 kPa时，自动阀逐渐开大，此时，分配台小排空自动阀设限为46 kPa时，大排空自动阀设限为48 kPa。这样，确保了氢气不排空，又保证了去双氧水氢气的压力平稳和盐酸缓冲罐内氢气的压力，从而保证了氯碱系统的生产。

图3　双氧水供氢系流程图

5　氢岗位突发事故引起岗位的安全生产情况

（1）盐酸更换吸收水B泵出口止回阀，因操作不当，引起合成炉瞬间断水，造成炉内HCl气体倒压出，2套合成炉底部冷凝酸管暴裂，盐酸岗位紧急停车。造成氢处理分配台大、小2个自动排空阀自动开起，不会影响电解槽的氢压和双氧水的正常生产。

（2）双氧水车间因开浓缩切换循环水泵时，造成氢压机冷却水压低，保护装置作用，氢压机跳闸，造成双氧水氢系统的水封破坏，氢气排空。氢处理分配台的压力没有波动，丝毫未影响盐酸和电解槽的氢压。

（3）A套透平机因振动值偏高，切换至B套透平机过程中，因未调节好氯气负压度引起电解工段整变跳闸，电解、氯、氢处理岗位及盐酸岗位操作人员在同一主控楼内，知道情况后，按紧急停车程序进行停车处理。而双氧水岗位的因氢压机进口压力低于3 kPa，联锁引起氢压机跳闸，氢压机不会继续抽负管道，不存在对电解系统产生安全隐患。

（4）该公司每天实行调荷避峰工作，每台电解槽的电流相差3 kA，盐酸的操作工根据氢处理分配台的氢压，进行盐酸产量的调整，也从未造成双氧水氢系统压力的波动。

（5）近期双氧水产品销售较好，为了充分利用好氢气，盐酸岗位定期分析氯化氢中的纯度及含氢量，从而调节进合成炉的氯氢比，节省氢气，让多余的氢气送至双氧水岗位。两三个月来，氢处理及双氧水的自动排空阀均未启动排空，电解槽产出的氢气利用率高达99.5%，保证了该公司的经济效益。

6　结语

离子膜电解产生的氢气经氢处理后，由分配台直接输送至各用氢岗位，不需建立氢柜，避免了氢柜危险源，节约了厂区的用地，同时节约投资成本，只要盐酸、双氧水等岗位的氢系统改造设计合理，就可确保电解槽的安全生产。

参考文献：

［1］谢保阳.离子膜烧碱配套蒽醌法双氧水生产的连锁设计与应用，中国氯碱，2014，（8）；35－36．

Summary of production technique innovation in hydrogen transportation

LIAO Shou-sheng
（Fujian Longyan Longhua Chemical Co. Ltd.，Longyan 364000，China）

Abstract：The article introduces the production process and the technique innovation of hydrogen transportation in the chlor-alkali plant. The new technique can save the hydrogen tank which is common use in the hydrogen peroxide plant，reduce a risk device. Meanwhile，it can also adjust the equilibrium of hydrogen using in the production of hydrochloric acid and hydrogen peroxide，ensure the safety of electrolytic tank in production.

Key words：transportation of hydrogen；non -hydrogen tank；production equilibrium of hydrogen；safety production

中图分类号：TQ086.3

文献标识码：B

文章编号：1009-1785（2016）01-0030-03

收稿日期：2015-12-16