氯化氢合成炉点炉防爆膜爆破分析总结

贺小明，郝建兵，乔礼友，胡海龙，张 柱

（陕西北元化工集团化工分公司，榆林 锦界 719319）

氯化氢合成炉点炉防爆膜爆破分析总结

贺小明，郝建兵，乔礼友，胡海龙，张 柱

（陕西北元化工集团化工分公司，榆林 锦界 719319）

介绍了二合一氯化氢副产蒸汽合成炉开车过程、合成炉防爆膜爆破的原因及解决办法。

合成炉；合成炉防爆膜；降膜吸收器；尾气吸收塔；水力喷射泵

在氯碱工业中，氯化氢是主要耗氯产品之一，也是平衡氯气的重要手段，氯化氢合成炉是制造氯化氢气体的关键设备，对氯化氢的安全生产和质量、产量的提高以及能耗的下降有着重要影响。在用氯氢合成高纯氯化氢的过程中，各企业尤为重视的就是在点炉过程操作中会造成合成炉防爆膜爆破，这不仅影响工艺系统的稳定性，而且给企业的安全生产也带来很大的隐患。

1 氯化氢副产蒸汽合成炉工作原理及性能。

利用石墨的耐烧性，经过干燥的氢气和氯气通过石英灯头在炉内燃烧生成氯化氢气体，通过夹套的纯水冷却使石墨炉胆不被长期高温烧坏；在炉子的顶部又利用石墨换热副产蒸汽。

氯化氢合成炉夹套采用锅炉给水移热，尽可能将氯化氢气体合成热吸收，副产0.3～0.6 MPa的低压蒸汽，以单炉日产140 t氯化氢为例，每吨HCl副产0.6 MPa的蒸汽0.7 t以上，蒸汽产量为4.1 t/h。

2 合成炉点炉操作步骤总结

2.1 合成炉点炉前准备工作

（1）合成炉夹套补纯水及闪蒸罐65%～80%，合成炉炉顶冷却器循环水通水正常；

（2）检查吸收水系统是否正常，确保吸收水浓度偏低，防止点炉时由于吸收水浓度偏高跑尾气，造成环境污染事故；

（3）调试炉前氢气、氯气调节阀和切断阀、出酸阀、送气阀，确保阀门开度灵活好用；

（4）合成炉冲氮置换合格，炉内含氢≤0.5%。

2.2 合成炉点炉操作

（1）合成炉利用水力喷射泵抽负压，负压不能过大，微负压即可。

（2）现场人员联系DCS开氢气调节阀开度20%，氯气调节阀开度15%（经验值）。

（3）现场调火人员缓慢开炉前氢气手动阀，置换炉前氢气软管及调试点火前氢气流量。

（4）点火，待火焰燃烧稳定将氢气软管插入合成炉，快速用螺栓连接，调火人员缓慢开炉前氯气手动阀，待合成炉灯头火焰变成青白色，关闭炉门，停水力喷射泵。

（5）尾气塔压力显示微正压缓慢开放空，在开放空的同时调火人员缓慢开炉前手动阀提流量，直至灯头处火焰喷起，询问尾气塔压力及氯氢流量情况是否正常。

（6）炉前手动阀全部打开，联系DCS调整流量，氢气、氯气总流量到700 m3/h左右即可。

（7）当闪蒸罐温度到达100℃以上可以缓慢提流量。

图1 点炉流程图

3 合成炉点炉防爆膜爆破原因分析

点炉前分析氢气纯度≥98%，氯氢纯度≥84%，合成炉通氮气置换30 min左右，置换炉内的氯化氢气体、氢气、氯气，然后利用水力喷射泵给合成炉抽负压，用空气置换合成炉和降膜吸收系统，最后在合成炉氯化氢出口分析炉内含氢≤0.5%，方可点炉操作。造成防爆膜爆破的原因有：

（1）氢气和氯气形成混合性气体爆炸，氢气点着后通氯气，防止过氯，氢气是过量的，氯气被完全燃烧，不可能形成混合性气体爆炸。

（2）防爆膜质量问题，现在每年更换一次防爆膜，点炉前每次都要打压试漏，如果质量有问题，在打压中防爆膜就会爆破。

（3）氢氧混合爆炸，在开车前合成炉先用氮气置换，然后再用水力喷射泵进行空气置换，合成炉及降膜吸收系统充满空气，点炉过程中氢气是过量的，过量的氢气将合成炉内的氧气几乎全部消耗完，而过量的氢气在水力喷射泵的作用下，与降膜吸收器内空气形成混合性爆炸气体，合成炉产生的氯化氢气体，在一二级降膜吸收器及尾气吸收塔内与吸收水接触，瞬间产生负压，氯化氢气体被水吸收产生盐酸，过剩氢气在系统内越积越多，尾气塔压力上涨，打开尾气手动放空，过剩氢被排除，系统内瞬间降为负压，空气从尾气放空处吸入，空气填补系统负压，氢氧混合性气体在合成炉顶部遇明火爆炸。

4 防止防爆膜爆破的措施

防止防爆膜爆破的关键点在于开尾气塔放空手阀的操作，每次炸防爆膜都是因为空气从尾气塔进入形成逆流 （混合性气体从尾气塔→降膜吸收器→合成炉顶部），因此，只要阻止空气从尾气放空处吸入，合成炉防爆膜就不会爆破。

措施一：为防止点炉空气从尾气塔吸入，该公司做了一个实验，在尾气放空阀前加了一个止回阀（如图一中红色标记），系统内部气体只能出，不能进。

在点炉时，为防止过氯，氢气是过量的，在降膜吸收系统内氯化氢气体被水吸收，过剩氢在系统内越积越多，使尾气塔压力上涨，过剩氢气顶开止回阀放空，系统内一直保持3～6 kPa的正压，效果非常好。但是也有一个缺点，就是在合成炉出酸时，水与氯化氢接触瞬间产生负压，止回阀阻止空气进入降膜吸收系统，尾气塔压力下降很快，此时打开降膜吸收器排酸阀，空气从排酸阀进入，尾气塔压力缓慢上涨恢复正常。最后经过技改，在远传压力表处增加一个DN25的球阀，点炉成功后把DN25的球阀打开，实验2年运行稳定，未有过炸防爆膜事故的发生。

措施二：点火，氢气插入合成炉，开氯气炉前手阀，火焰变成苍白色，关炉门，停水力喷射泵，尾气塔压力开始上涨，当尾气塔压力上涨到（5～10 kPa），缓慢开尾气塔放空阀，此时调火人员缓慢给合成炉提流量，直到氢气、氯气有流量显示（通常氯气控制在300 m3/h左右、氢气控制在400 m3/h即可），此操作的关键点在于，开尾气塔手动放空时，调火人员要同步的给合成炉提流量，确保合成炉内的过剩氢气不断的从合成炉→一级降膜吸收器→二级降膜吸收器→尾气吸收塔放空，用过剩氢置换降膜吸收系统内的氢氧混合性气体，用此法方点炉效果较好，从未有过炸防爆膜事故的发生。

措施三：合成炉点着后，不开尾气放空阀，炉内的过剩氢气通过降膜吸收器顶破水封放空，（降膜吸收系统内的氢氧混合气体不断的被过剩氢排出系统），待点炉成功后再开尾气塔放空，此方法效果较好。

5 结语

采用负压点炉法容易使合成炉防爆膜爆破，通过上述一系列防范措施，从本质上杜绝了防爆膜爆破事件的发生，给企业的安全稳定生产提供了有力保障。

Analysis and summary of explosion proof membrane in point furnace of hydrogen chloride synthesis furnace

HE Xiao-ming，HAO Jian-bing，QIAO Li-you，HU Hai-long，ZHANG Zhu

（Shaanxi Beiyuan Chemical Group Chemical Branch，Yulin Jinjie 719319）

The hydrochloric acid by－product steam drive process synthesis furnace，cause synthesis furnace blasting explosion－proof membrane and solution were introduced.

synthesis furnace；furnace explosion－proof membrane；falling film absorber；gas absorber；water injection pump

TQ124.2

B

1009－1785(2017)03－0013－02

2016－10－16