乙炔气柜液位控制及置换方法

易遵勇 秦宏伟

摘 要：介绍了电石湿法乙炔制造PVC工艺中，乙炔气柜的结构、工作原理，运行中存在的风险及气柜液位的控制，气柜高效置换方法等。

关键词：乙炔;气柜;风险;液位控制;置换方法

1 乙炔装置工艺概述

本公司为湿法乙炔生产PVC工艺，乙炔装置采用11.408×4.2m大型立式发生器制造乙炔气。将破碎至粒径小于80mm的电石通过皮带输送机输送至发生器小加料斗，再启动发生器一键加料程序，使电石依次通过上贮斗、下贮斗后进入发生器内与水充分接触反应产生粗乙炔气。粗乙炔气经过渣浆分离器，对乙炔气夹带的渣浆成分进行洗涤后，经过正水封、洗泥塔、冷却一塔对乙炔气进行充分降温，使温度降低到30℃左右。经过冷却后的乙炔气送入乙炔升压机进行加压输送至下游VCM装置，富余气体进入气柜贮存起来。

2 气柜的结构及作用原理

湿式单节低压气柜是最简单常见的一种气柜。它由水封槽和钟罩两部分组成。钟罩是无底面设计、可以上下活动的圆筒形容器。寒冷地区为防止冬季水封槽结冰，水槽内安装蒸汽加热管道。湿式单节气柜构造简单，主要由水槽、钟罩、塔节、水封、顶架、导轨立柱、导轮、配重及防真空装置等组成。

具有储存、缓冲、稳压、混合作用，用于平衡乙炔气体需用量的不均匀性以及气体成分不均匀性、生产负荷调整时以及紧急停车、局部设备检修时的物料回收、特定情况下的物料紧急回收作用，同时，平衡增压系统前的系统压力维持在稳定压力范围，有效缓解因压力波动而造成的生产装置不稳定运行因素。

气体管道穿过水槽底板或气柜外壁下部和水槽中的水进入钟罩，实现气体的输入或排出。当向气柜压送气体时钟罩上升，在输出气体时钟罩下降，钟罩依靠导轨和导轮保证升降平稳。

3 气柜运行的风险及工艺控制

乙炔法生产聚氯乙烯的过程中，将发生器产生的乙炔气贮存在气柜内。气柜的高低直接关系着聚氯乙烯的安全生产，如气柜过高，则造成乙炔气体外溢，不仅造成浪费，而且遇明火或雷电将发生火灾爆炸事故;气柜过低，则容易将气柜抽空抽瘪造成设备损坏和停车事故。乙炔气柜的高度一般工厂由工人手动控制，当气柜过高时，操作工手动减小乙炔发生器振动给料机的振幅，减少电石的投入量而使乙炔产生量减少，气柜高度随之下降;反之，加大电石投入量，使气柜高度上升。

4 气柜的安全保护措施

气柜运行过程中存在较大的安全隐患，为了避免人员误操作引起安全事故，给气柜增加安全保护措施。气柜液位设置高低报警值，当液位升至75%时开始高报警，降至45%时开始低报警，系统报警时人员采取措施对液位进行调整，若措施无效时将触发气柜安全运行的最后一道防线联锁系统。

联锁动作条件：①气柜进（出）口压力≤3.0kPa（2点），升压机入口总管压力≤2.0kPa（1点）;②乙炔气柜柜位过低≤20%（低低限）;③乙炔气柜柜位过高≥80%（高高限）。

联锁动作结果：①乙炔升压机停止运行，装置停车;②乙炔升压机停止运行，装置停车;③发生器振动给料机停止运行，发生器停止加料。

5 气柜置换方法

当气柜检修时需对柜内的气体进行置换;先用氮气排出乙炔气体，然后再用空气置换氮气，最终将气柜内置换为空气。

将气柜与系统进行隔离，保证置换的时效性。打开气柜顶部排空阀，将气柜液位放至0%保正压，关闭排空阀;打开气柜进（出）口充氮阀门，当气柜上升至30%～40%时，关闭充氮阀停止充氮气;打开气柜顶部排空阀，同时拆除阻火器（气柜阻火器一般较为精密，气流通过速率小，拆除后可以提高气流速率，保证置换的时效性），将液位排空至0%（关注气柜压力）;重复置换2～4次，直至排空管口处取样分析合格（含氧<3.00%），关闭排空阀门。

氮气置换合格后，需要对氣柜排水后进行空气置换。排水前必须完全打开气柜顶部放空阀，再打开气柜底部排水阀，必要时将气柜充氮阀门打开，对气柜进行排水，直至将水排尽。排水期间按照排空阀进气速度或充氮速度控制排水速度，防止气柜抽瘪。

打开气柜顶部和底部人孔，使用风机进行强制通风，对气柜进行空气置换，分析含氧19.5%≤O2≤21%后，停止空气置换。开排空阀时必须佩戴空气呼吸器避免人员窒息或中毒，空气置换过程中必须有相应措施防止人员进入气柜。

6 结语

为切实做好乙炔气柜的安全管理，防止乙炔气柜安全事故的发生，参考学习国内同行业关于乙炔气柜安全运行的先进理念，结合了国内氯碱行业的生产实践经验，旨在规范乙炔气柜运行过程中的相关要求，提高生产过程中乙炔气柜的本质安全，从源头上避免或减少安全事故的发生，保障乙炔气柜的安全运行。

参考文献：

[1]田琦，陈全.基于JHA-事故树分析法的乙炔气柜火灾爆炸风险分析[J].石油化工安全环保技术，2017，33（05）：16-20+49+1.

[2]杨婧.浓硫酸乙炔清净的模拟优化及废硫酸回收利用的研究[D].北京：北京化工大学，2017.