盐酸脱析装置运行总结

田 野

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山063305）

唐山三友氯碱有限责任公司电石法PVC 生产装置经分期改造、扩建，生产规模已达到48 万t/a。在氯乙烯生产过程中会产生过量氯化氢，用盐酸组合塔吸收变成浓度约32%的盐酸进入盐酸脱析系统，经盐酸常规脱析系统后变为浓度约22%的稀盐酸（以下称为副产盐酸）。随着产能的不断扩大，副产酸量也逐步增大，不仅造成氯化氢浪费，而且处理难度较大，环保风险较高。该公司原盐酸脱析系统处理能力为8 t/h，已不能满足系统生产需求，同时，该系统自2006 年开车以来已运行10 年，设备管道老化，泄漏严重，检修周期日益频繁，综合考虑以上因素，该公司2018 年引入南通星球石墨25 t/h盐酸常规脱析项目，同时为彻底解决副产盐酸处理问题，配套增加4 t/h 盐酸深脱析项目，经处理后的酸性废水浓度达到1%，可全部回用于盐酸组合吸收塔吸收过量氯化氢。

1 工艺流程

1.1 常规脱析工艺流程

浓度约32%的浓盐酸用泵经自动调节阀调节流量后，经浓酸预热器预热，打入解析塔顶部喷淋下来，与来自塔底再沸器内的蒸汽逆向接触，进行质量和热交换，温度逐渐升高。此时浓盐酸中的氯化氢气体便被解析出来，由塔顶出来的氯化氢饱和蒸汽进入氯化氢一冷器（循环水冷却），再进入氯化氢二冷器（冷冻水冷却）。经过二级冷却后的氯化氢气体用高效除雾器扑集酸雾后输送至氯乙烯合成工序。浓盐酸常规解析后的质量分数约为22%的稀盐酸，其中一部分回流至再沸器补充液面，另一部分进入浓酸预热器预热浓盐酸，然后用稀盐酸冷却器冷却至低温后，用泵输送到盐酸组合吸收塔作为吸收剂循环吸收氯化氢，多余部分送深度脱析装置进行深度解析，盐酸常规解析工艺流程示意图见图1。

图1 盐酸常规解析工艺流程示意图

1.2 深度脱析工艺流程

稀盐酸用盐酸泵加压后与氯化钙循环泵输送的氯化钙溶液用1 台喷射混合器混合后，进入解析塔顶部，在重力作用下向下流动；同时，溶液不断的通过热虹吸自然循环再沸器加热，这样，气体被蒸馏分离出并向上流动。在这个操作过程中，氯化氢气体从盐酸与氯化钙混合溶液中汽提并从塔顶排出。氯化钙溶液是作为共沸打破物，相对于氯化氢气体的分压来说抑制了水蒸气的分压。

由塔顶出来的氯化氢饱和蒸汽进入氯化氢一冷器（循环水冷却），再进入氯化氢二冷器（冷冻水冷却）。经过二级冷却后的氯化氢气体经高效除雾器补集酸雾后输送至氯乙烯合成工序。

而塔底得到含有微量HCl 的稀氯化钙溶液，进入氯化钙闪蒸浓缩部分。先进入氯化钙提浓塔，该提浓塔与热虹吸自然循环蒸发器相连。 在这个阶段，过量的水被闪蒸蒸发出去，经蒸汽冷凝器将水蒸气进行充分冷凝后收集到废水槽内，经废水冷却器冷却到低温后大部分回到酸吸收工序吸收VCM气中的氯化氢；多余部分去含汞废水处理单元，得到净化的水后回用。浓缩后的氯化钙溶液用氯化钙循环泵送回稀酸解析塔循环使用，盐酸深度脱析工艺流程示意图见图2。

图2 盐酸深度解析工艺流程示意图

2 开车过程存在的问题及解决措施

2.1 常规脱析

常规脱析技术较成熟，因此开车过程较顺利，经短期调整，各项指标基本稳定，运行较好。开车初期， 解析塔再沸器蒸汽冷凝水输送至烧碱盐水工序，因距离较长阻力大造成冷凝水罐液位偏高，塔釜温度难以稳定控制造成指标波动，后期对冷凝水管进行改造临时送至乙炔清净沉降池，降低冷凝水输送压力，保持冷凝水罐液位稳定。长远设计目标增加1 台蒸汽冷凝水缓冲罐和大扬程输送泵，将蒸汽冷凝液输送至烧碱车间盐水工序回收利用。

2.2 盐酸深度脱析

深脱析系统为首次开车缺少运行经验，因此初期未达到理想效果，但经过几个月的摸索总结，目前各项工艺指标运行稳定，均在控制范围内，自开车以来遇到以下几项问题。

（1）经处理后酸性水浓度不达标

装置投用初期氯化钙与稀酸加入比例为2.5∶1，产出酸性水浓度为6%～7%，未达到预期的1%的效果。针对此问题，氯化钙加入量调整比例至3∶1，酸性水浓度有所下降，但仍未达到理想效果。经与厂家交流，决定将稀酸解析塔塔釜温度上调7～8 ℃，控制在140 ℃，经调整后指标控制在理想范围内。具体数据见表1。

解析塔中加入的氯化钙浓度为50%，岗位人员采用比重计定期测量系统循环氯化钙比重，通过比重对照表判断氯化钙浓度，但随着运行时间延长，盐酸中的杂质融入到氯化钙溶液中导致比重表与实际浓度存在一定偏差， 影响对氯化钙浓度的判断，从而导致酸性水浓度增加。因此将氯化钙浓度列为日常分析指标，由分析室用指示滴定法进行氯化钙浓度分析，为生产提供准确数据，及时根据氯化钙浓度调整提浓塔温度，保证氯化钙浓度达标。

表1 盐酸深度脱析运行数据

（2）自动调节阀失灵

运行一段时间后，氯化钙调节阀PV-0709、FV-0702 出现了改变开度但流量不变的现象，停车拆下阀门检查发现阀杆与球阀阀芯连接键已被腐蚀，无法带动球阀阀芯转动调整流量。原阀杆为316 不锈钢材质，不能抵挡高温氯化钙与盐酸混合液体的强腐蚀性，将阀杆材质更换为哈B 后运行一段时间仍有腐蚀现象，后将阀杆更换为钽材质，目前运行无问题。

（3）塔釜温度波动大

解析塔与提浓塔再沸器温度均为自动调节阀，联锁控制分别见图3 和图4。因该公司所用蒸汽为三友集团热电公司供应，输送距离较长，压力波动大，从而引起再沸器温度调节阀频繁动作导致温度波动影响工艺指标。针对此现象，该公司将温度连锁调节改为压力联锁调节，保证再沸器蒸汽压力稳定，有效改善了指标波动情况。

图3 温度联锁控制

图4 压力联锁控制

解决了以上问题，目前常规脱析及深脱析系统运行稳定，实现了副产盐酸的综合处理利用。

3 结语

通过增加新的盐酸常规脱析和深脱析系统并配套含汞废水处理装置，该公司实现了聚氯乙烯生产中副产盐酸的循环回收利用，既达到了回收盐酸中氯化氢的经济效益，又解决了处理副产盐酸面临的环保问题，实现了环保效益最大化。