乙炔冷却清净过程的技改及对电石消耗的影响

邓建民，张延岗，胡 萍，杨国强

（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 石嘴山 753202）

乙炔冷却清净过程的技改及对电石消耗的影响

邓建民，张延岗，胡 萍，杨国强

（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 石嘴山 753202）

通过在水洗塔前增加冷却器，降低水洗塔喷淋水温度，控制乙炔气体进压缩机温度达到指标要求，降低单位体积乙炔压缩耗电量；通过将冷却塔下水用作水洗塔喷淋用水，达到回收废次氯酸钠中溶解乙炔的目的。

乙炔进压缩温度指标；废次氯酸钠；回收溶解乙炔气体；渣浆含固量

宁夏英力特化工股份有限公司现有2套电石法氯乙烯生产装置，其中A装置产能原设计为12万t/a，于2004年投产，后经技改规模达到15万t/a；B装置产能设计为12万t/a，于2008年投产。

1 现状介绍

A装置原有4台乙炔发生器，采用四塔冷却清净流程。出发生器的乙炔气体依次经冷却塔、压缩机（气柜）、1#清净塔、2#清净塔、中和塔后送去氯乙烯合成，清净液经2#清净塔、1#清净塔、冷却塔后进入浓缩池再经循环冷却后加入发生器，后进行产能技改，增加1台发生器，氯乙烯产能达到15万t/a，但乙炔冷却清净设施没有做大的改动，仍然延用四塔冷却清净流程。B装置采用五塔净化流程，出发生器的乙炔气体依次经过水洗塔、冷却塔、压缩机 （气柜）、1#清净塔、2#清净塔、中和塔后送去氯乙烯合成，清净液经2#清净塔、1#清净塔、冷却塔后去浓缩池，水洗塔喷淋用水为上清液或工业水，下水送入发生器，后经技改，将水洗塔喷淋水用出冷却塔的废次氯酸钠溶液代替。

2 存在问题

2.1 对乙炔压缩作功的影响

A装置由于没有设置水洗塔，乙炔气体没能得到有效的冷却，出冷却塔的乙炔气体温度夏季维持在62℃左右，冬季在50℃左右；B装置原出冷却塔乙炔温度在夏季维持在45℃左右，将出冷却塔的废次氯酸钠溶液用作水洗塔喷淋水后，出冷却塔乙炔温度秋冬季节在47℃左右。一般要求进水环压缩机的乙炔温度≤45℃，A装置由于进入压缩机的温度较高，压缩机对乙炔的作功减少，在62℃时，水饱和蒸汽压20 kPa，总管压力110 kPa，总管中乙炔与水体积比为4.5∶1，在45℃时，水饱和蒸汽压10 kPa，乙炔与水体积比约为10∶1，在乙炔体积相同条件下，实际温度与要求控制温度相比，水体积含量增加一倍多，在压缩同等乙炔体积情况下，压缩机多作功10%；另外，进水环压缩机乙炔气体温度过高，导致压缩机内压缩液介质挥发，降低泵内吸入压力。

2.2 使溶解在废水中的乙炔损失

A装置冷却塔出水返回浓缩池经循环冷却，造成该部分废水中所溶解的乙炔挥发损失。15万t/aA装置中，乙炔流量约为5600m3/h，树脂产量18.75t/h。在98kPa、50℃时乙炔在水中的溶解度为0.845g/kg[1]，清净次氯酸钠用量为32 m3/h，所含乙炔为27 kg。标况下乙炔密度为1.17 kg/L，折合电石为77 kg。如减少此部分损失，树脂耗电石可降低4.1 kg/t。

2.3 加水温度过高对发生装置的影响

B装置由于在水洗塔中采用上清液或工业水对乙炔气进行喷淋洗涤，下水加入发生器，冷却塔出水返回浓缩池循环冷却，造成该部分废水中所溶解的乙炔损失，后进行技改，将出冷却塔的废次氯酸钠溶液作为水洗塔喷淋用水，虽然回收了该部分废水中所溶解的乙炔，但由于废次氯酸钠溶液在五塔冷却净化流程中，始终与乙炔气体逆向接触，属于升温过程，导致水洗塔喷淋水温过高，对乙炔气体的降温不足，即使在秋冬低温季节，进压缩机的乙炔温度经常超过45℃的指标要求。并且由于该部分水温度≥45℃，导致从发生器中移出电石水解反应热量时需加入的水量增多，产生的渣浆浓度低，渣浆量增多，乙炔溶解损失量增大。1台发生器溢流量约为70 m3/h，水温每升高1℃需向发生器多加水1.75 m3/h[2]，导致发生器约增加排放渣浆量约2 m3/h，虽然渣浆经过汽提处理，但汽提后的渣浆仍然含有少量的乙炔，渣浆最终将排出界区，造成溶解在渣浆中的乙炔损失；另外在发生器用水量较大时，渣浆的澄清效果差，导致上清液夹带有少量的电石渣浆，由于水洗塔为填料塔，杂质含量高的上清液容易造成塔内填料结垢，阻力增大，乙炔发生总管压力升高现象，在2016年上半年已出现2次，使生产停车，对水洗塔进行清洗。

3 解决措施

针对2套装置乙炔冷却清净流程存在的问题，制定标准流程，2套装置同时参照标准流程进行技改。新增水洗塔和冷却器，对水洗塔的喷淋冷却水进行闭路循环，采用冷却水对水洗塔喷淋水降温以移出乙炔气带出的热量，在水洗塔中增加喷头增大喷淋水量，喷淋水量不足时补充上清液或工业水，冷却塔下水经冷却降温后重新加入水洗塔。控制加入水洗塔温度来确保进入压缩机的乙炔气体温度指标，废水储槽液位升高时多余水量通过循环泵送至发生器。针对原水洗塔循环过程乙炔气夹带渣浆造成钙离子增加，产生结垢堵塞现象，对冷却水喷淋用水补充冷却塔产生的酸性清净废液，以对循环冷却系统进行清洗，乙炔水洗塔及冷却塔技改标准流程示意图见图1。

图1 乙炔水洗塔及冷却塔技改标准流程示意图

4 结语

经过此改造后，减少加入发生器的水量，渣浆含固量得以升高，产生的电石渣浆减少，溶解在电石渣浆的的乙炔损失量也减少；回收废次氯酸钠中的乙炔；将废次氯酸钠中的有效氯含量得到充分利用；降低乙炔进压缩机的温度，降低压缩机对单位乙炔气体的耗电量；减轻了水洗塔采用上清液造成的结垢现象。

冷却设备由于废次氯酸钠溶液中含有微量游离氯，会对设备造成腐蚀，因此，应选用耐腐蚀设备；由于废次氯酸钠溶液中含有氯离子，在采用电石渣制水泥时，由于水泥生产过程对氯离子要求严格，将废次氯酸钠溶液加入发生器的工艺将不适用；由于在冷却塔中采用酸性废次氯酸钠溶液对乙炔进行喷淋洗涤降温，导致乙炔气体夹带有酸性物质，对后系统如气柜、压缩机等会产生腐蚀，因此要考虑在气柜和水环式压缩机中添加碱性物质以调节pH值。

［1］严福英．聚氯乙烯工艺学．北京：化学工业出版社，1990，408－409．

［2］李 强．乙炔发生单元降低电石单耗浅析．2011年聚氯乙烯年会论文集，24－25．

Technical transformation of cooling process of acetylene and its effect on consumption of calcium carbide

DENG Jian-min，ZHANG Yan-gang，HU Ping，YANG Guo-qiang

（Ningxia Yinglite Chemical Co.,Ltd.,Shizuishan 753202，China）

Through increases the chiller in front of the laundering tower，reduces the laundering tower to spray the water temperature，the control acetylene gas enters the compressor temperature to achieve the target request，reduces the unit volume acetylene compression power consumption；Through serves as the cooling tower sewer the laundering tower to spray the water used，achieved in the recycling unusable sodium chlorate dissolves the acetylene the goal.

acetylene enters compression temperature target；unusable sodium chlorate；recycling dissolution acetylene gas；dregs thick liquid contains the solid quantity

TQ221.24+2

B

1009－1785(2017)03-0039-02

2016-12-25