异常情况下树脂塔运行方式的探讨

田玉英，王奋斗，路松角，席引尚

（陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西榆林718100）

陕西金泰氯碱化工有限公司（简称“金泰氯碱”）现有2 套烧碱生产装置，一线装置于2005 年10 月开车；二线装置于2013 年12 月开车。离子膜电解槽均采用日本旭化成高电流密度零极距电解槽，2 套装置二次盐水树脂塔均采用3 塔流程，正常时2 塔在线串联运行，另1 塔下线再生。二线装置设计时，在一二线二次盐水树脂塔后将一二线二次盐水串在一起，并用阀门隔断，正常运行时，一二线二次盐水独立运行，但当任意1 套树脂塔出现异常，二次盐水无法供应电解槽时，可打开联通管线阀门，实现二次盐水互为备用，确保装置稳定运行。

1 流程介绍

由一次盐水工序送来的一次精制盐水经过盐水加热器加热至（60±5）℃后，进入树脂塔进行离子交换，盐水中的Ca2+、Mg2+等杂质离子被除去。从树脂塔出来的二次精制盐水进入精盐水储槽，然后通过泵分为2 路送出，正常生产时，全部送入盐水高位槽后被送往离子膜电解槽；出现异常时，打开连通阀门，同时向一线二次盐水供应部分盐水。盐水精制工艺流程示意图见图1。

2 运行中出现的问题分析及处理措施

2.1 运行情况

2017 年7 月14 日，二线树脂塔B—C 运行，DCS 监控人员发现二次精制盐水储槽液位有下降趋势，立即通知巡检现场检查，发现树脂过滤器前压力由正常的0.11 MPa 上涨至0.38 MPa，树脂过滤器后压力为0.10 MPa 保持不变，从压差上判断，树脂塔C 可能出现泄漏，于是立即打开树脂过滤器排气阀检查，发现有大量树脂排出，进一步确定了树脂塔C 塔底网泄漏。为防止由于树脂大量泄漏，造成装置紧急停车，立即采取一二线电解紧急降负荷，同时通过一二线二次盐水联通管线，用一线二次盐水向二线供应，停二线二次盐水，确保系统连续、安全运行。

图1 盐水精制工艺流程示意图

2.2 原因分析

（1）过滤网局部受力疲劳

树脂塔过滤底网采用纱纶网，是由偏二氯乙烯与氯乙烯共聚物（PVDC）拉丝编织而成，具有较好的机械强度和化学稳定性，但因其被安装在上下花板之间，在工作运行和再生反洗过程中，过滤纱纶网垫片的边缘处反复承受上下交变剪切力，过滤网边缘因疲劳而损坏。

（2）过滤网老化破损

由于正常运行和下线再生时，介质温度频繁的变化，过滤网不断的膨胀收缩，同时，电解升降负荷时，盐水流量不断变化，过滤网受到压力也不断变化，最终导致过滤网边缘老化而损坏。

3 应对措施

由于纱纶过滤网采用进口产品，在过滤网出现破损后，暂无备件，C 塔一时无法恢复正常运行，如果采购进口的过滤网，周期较长。树脂塔采用3 塔流程运行模式，第一塔作为运行塔，第二塔为保护塔，正常情况下，第一塔出口的盐水质量完全可以满足离子膜要求，但为了确保离子膜安全运行，通过技术人员反复讨论和计算，最终确定在C 塔恢复正常前，决定先将C 塔树脂掏出，冲洗干净树脂塔，然后封闭C 塔人孔，采取单塔运行。

3.1 单塔运行

由于该次为C 塔树脂塔底网泄漏，采取C→A运行时，C 塔为空塔，实际只有A 塔运行，运行24 h后，切换至A→B 运行；切换至B→C 运行时，C 塔为空塔，实际只有B 塔运行，运行24 h 后，再切换至C→A 运行。1 个运行周期中，始终有2 个塔处于单塔运行。

3.2 排放置换

C→A 运行时，C 塔充当了第一塔，塔内充满的是一次盐水，所以在C 塔下线后，需排净塔内盐水，然后用纯水注满、排放各2 次，最后通过盐水注入方式循环4 h，分析C 塔二次盐水Ca2+、Mg2+合格后切换至B→C 运行。B→C 运行时，C 塔充当了第二塔，塔内充满的是二次盐水，所以不用置换。

3.3 缩短运行时间

由于B→C 和C→A 运行，都处于单塔运行，尤其是B→C 运行风险更大，因为B 塔在线运行时间较长，为了尽量缩短单塔运行时间，确保盐水质量，在A、B 塔作为再生塔时，将待机时间由60 min 改为5 min。

表1 树脂塔单塔运行二次盐水质量分析10-9

在单塔运行期间，每天在树脂塔出口取样分析，期间二次盐水质量全部合格，未出现超标。树脂塔单塔运行二次盐水质量分析见表1。

4 结语

加强盐水二次精制运行的管理，确保进电解槽二次盐水质量合格，盐水质量是离子膜电解槽稳定运行的根本要求，除了管理好树脂塔日常操作、运行外，对树脂塔内部件要定期更换，纱纶网使用寿命一般为6 年，但实际寿命一般为3～5 年，如果到期不及时更换，运行过程中漏、跑树脂的风险便会增大。