干法乙炔装置运行总结

宁春波，杨 美，马润霞

（陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司，陕西 榆林 719319）

干法乙炔装置运行总结

宁春波，杨 美，马润霞

（陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司，陕西 榆林 719319）

对干法乙炔生产工艺进行介绍，并对生产过程存在的工艺问题进行优化，改造后，系统运行更加稳定，产能提升“壁垒”终被突破。

干法乙炔；工艺优化；改进措施

干法乙炔工艺节水、安全、利用率高、所产生电石渣为干渣等优点备受化工企业青睐。但干法乙炔装置自投产以来，也给生产带来了诸多新问题，如设备检修频繁、发生器效率低及操作劳动强度大等因素困扰着企业，系统稳定运行、产能稳步提升、工艺技术创新刻不容缓。陕西北元化工集团有限公司化工分公司设计为年产100万t聚氯乙烯，分为两种乙炔生产工艺，其中一期乙炔生产工艺为湿法发生，可生产50万t/a聚氯乙烯，设计乙炔流量为25 000 Nm3/h；二期乙炔生产工艺为干法发生，可生产50万t/a聚氯乙烯，设计乙炔流量为25 000 Nm3/h。其中有干法乙炔装置16套，经过两年的建设于2012年12月一次性开车成功，开车2年多以来，化工分公司组织技术人员逐步对干法乙炔装置进行了优化改造，优化后效果明显，产能得到进一步提升。

1 工艺介绍

干法乙炔与湿法乙炔生产均为电石法生产乙炔，生产原理是电石与水反应生成乙炔气和氢氧化钙，并发出大量热量。干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷在电石粉上使之水解，产生的电石渣为含水量6.0%～10%的电石干渣；粗乙炔中水蒸气分压约为0.078 MPa；反应温度气相为85～95℃，固相温度为90～110℃；水与电石的比例约为1.2∶1；反应热由水气化带走；电石的水解率大于99.5%。

2 存在问题及改进措施

（1）干法乙炔由于电石粒度为≤3 mm，因此，产生的乙炔气带有大量的电石干渣，在通过气相洗涤管时遇水形成渣浆，原来气相洗涤管共有8个注水器，注水器与气相管洗涤液的连接管道为DN25的金属软管，喷头为1/2寸，夹角为45°。由于注水器及喷头喷射角度小，洗涤面积不能覆盖整个管壁，洗涤效果较差，导致气相刮刀处电石渣极易结块，造成洗涤泵进口管道堵塞，发生器使用周期仅为一周左右。

改进措施：经过讨论，将注水器角度由45°改为90°，数量增加为12个，注水器采用法兰和管道自制注水，喷头由1/2寸更改为1寸，操作简单方便且易清理。同时在气相刮刀顶部增加了一个注水器，使用生产水为水源，与气相管洗涤液的连接管道也由原来的口径DN25改为DN50碳钢管。改造后，单台发生器的进电石量达到7.0～8.0 t，使用周期由原来的7天延长至30天，气相洗涤管堵塞问题基本解决。

（2）洗涤冷却塔的换热段作用是对乙炔气进行冷却降温。洗涤冷却塔换热段是由1 300根直径为32 mm的列管组成，换热段列管运行3个月就要清理一次，清理时间为3～5天，严重影响生产系统的稳定运行。

改进措施：经过运行观察发现，列管管径过小，乙炔与冷却水的接触面积增大，列管结垢现象严重。于是将换热段的列管直径由32 mm改为45 mm，并且将洗涤冷却塔的塔顶喷水由生产水改为上清液，实现连续喷水，用来冲洗乙炔气带出的粉尘，不但降低了生产水的消耗，而且解决了洗涤冷却塔列管堵塞所带来的问题。

（3）干法发生器的料位检测设计是通过料位开关来判断，但是操作人员只能通过监测干法发生器的搅拌电流来判断料位的高低，当电流显示不准或人员操作不精心时，大量乙炔气就会进入干渣输送系统，给生产带来重大安全隐患。

改进措施：在电石渣输送机中部增加了3处充氮管道，均为DN25的管道，干渣斗提机机尾增加了DN50的充氮管道，在氮气管道上增加转子流量计，岗位人员在巡检时查看充入输送机的氮气量，并根据乙炔含量进行及时调节氮气阀门的开度，可以有效杜绝在出现乙炔气泄漏时输送机及干渣仓含乙炔严重超标的现象，保证操作人员和设备的安全。

（4）发生器排出的电石干渣中生电石含量增多，造成电石消耗定额上升，输送至水泥有限公司的电石干渣筒仓含乙炔超标，可能会造成储存干渣的筒仓发生爆炸。

改进措施：将发生器中电石干渣的含水指标由3%～6%变更为6%～10%，提高电石干渣的含水量。将发生器的搅拌电流控制在22～27 A，延长发生器中电石与水的反应时间，每小时取样分析一次发生器排出的电石干渣的含水情况，并将分析结果反馈至DCS操作人员，操作人员根据分析结果及时调整发生器的水比。每班对储存电石干渣的筒仓含乙炔情况分析一次，保证筒仓的乙炔浓度在控制范围之内。

（5）干法发生干渣仓内储存的干渣含水在6%～10%，长时间会粘在干渣仓内壁上，随着时间的推移结块会越来越大，达到一定重力后会掉落，造成干渣卸料机器堵塞，需停车进行清理。

改进措施：通过在每台干渣仓底部分3层增加了8台氮气炮，通过附属的氮气增压机将氮气压力增加至0.5 MPa，并在瞬间将氮气储罐储存的氮气通过氮气炮释放用来，将干渣仓内壁上所粘的电石渣吹散，可以设定时间进行定期吹气或每班岗位人员进行操作。可以有效防止电石渣结块堵塞干渣卸料机。

（6）干法发生器进料机温度上升，发生器中的乙炔上串至缓冲料仓中，导致缓冲料仓含乙炔超标。

改进措施：为了杜绝发生器中乙炔气上串至缓冲料仓，将缓冲料仓至螺旋进料机之间的管道法兰螺栓螺母进行锁定，防止运行过程中因振动造成螺母松动；将发生器的螺旋进料机向下移动1 m，加长进料机与缓冲料仓之间的电石管道，增加管道中电石的密封性，电石之间的缝隙减少，乙炔气被密封在电石底部。在缓冲料仓顶部增加充氮管道及转子流量机，每2 h取样分析一次缓冲料仓含乙炔。

（7）电石中铁块较多，锤头式破碎机锤头磨损严重，锤式破碎机故障率较高，维修费增加，生产能力不能达到设计要求，影响干法发生器电石的供给。

改进措施：保证进入电石库的电石发气量在260 mg/L以上，电石库岗位人员在卸车时加大对电石车辆的检查力度，发现有硅铁或杂物及时进行扣除。通过在输送至发生粗料仓的皮带上增加两道除铁器，改变原有除铁器的位置来提高除铁效果。在滚筒筛至破碎机的回料管处增加除铁滤网，岗位人员每小时清理一次铁块，进而提高锤头式破碎机的生产能力。

（8）干法发生器加水流量计显示不准，导致进入发生器中的电石和水的比例失调，发生器排出的电石干渣含水过高或过低，影响发生器的连续稳定运行。

改进措施：原有发生器的加水调节阀和流量计为一组，可以通过增加调节阀和流量计的数量解决，在流量计或调节阀出现故障时切换至备用仪表继续运行，对故障流量计和调节阀进行维修，可以实现发生器用水的分组调节和控制。

3 干法乙炔仍需解决的问题

（1）由于现在的发生器料位是通过射频导纳开关控制，只能通过发生器的搅拌电流估计发生器的料位，而料位开关表面容易被电石渣覆盖，造成料位开关不准，搅拌电流也只能估计，当发生器中的料位被排完后，乙炔气就会通过干渣下料器排出，可能会造成爆炸。 （2）在电石的质量发生波动时，电石干渣的含水量需要人工进行调节，目前通过操作人员手动输入水比进行控制。干法发生器的电石发气量、进料量、加水量、搅拌电流和干渣下料器的自动连锁才是理想状态，需要大量的实践数据来修改程序。

（3）由于干法乙炔产生的电石渣为粉末状干渣，含有一定量的乙炔和水蒸气等，电石渣温度较高，这也使电石渣随着乙炔气和水蒸气的散发而弥漫到环境中，并进一步降落的地面和设备上，造成生产环境的污染。

4 结语

干法乙炔虽属于节能、环保新工艺，具有湿法不可替代的方面，但是干法乙炔工艺及设备也需要优化和改进，新工艺只有在不断的创新中才能逐步成熟，更加完善。

Operation summary of the dry acetylene device

NING Chun-bo， YANG Mei， MA Run-xia

（Shaanxi Beiyuan Chemical Group Co.,Ltd.Chemical Branch，Yulin，719319，China）

s：Introduced the NSP acetylene production technology，optimize the process problems of the production process，put forward the measures to solve the problem of production bottleneck，after modification， system operation is more stable， the production capacityquot;barriersquot;eventually be breakthrough.

dry acetylene；process optimization；improvement measures

TQ221.24+2

B

1009-1785(2017)11-0022-02

2017-10-16