浅析氯乙烯转化器停运后气体回收的改进措施

赵娜　申德强　林伟　秦永胜　常晓磊

摘要：用新的回收方式回收停运转化器内部的气体。

关键词：转化器;VC气体;乙炔;着火爆炸

引言

当单台转化器停运时，需将其内部气体（其成分：VC气体、乙炔、氯化氢）泄压、置换合格后，方可更换触媒或进行检修。由于气相组分绝大部分为易燃易爆、易中毒的物质，直接排放到大气中，易发生环保、着火、爆炸等事故。

1生产原理

氯化氢、乙炔气体，在预热器内和热水加热后，进入一、二段转化器，在触媒的催化作用下进行加成反应，反应后的生成物：VC气体及少量未反应的乙炔、氯化氢气体，由总管送至净化工序[1]，如图1。

2物料特性

（1）VC气体的特性。常温常压下为无色、有乙醚香味的气体，易燃易爆、有毒，爆炸范围：3.6～31%（体积比）。中毒后，使人出现麻醉、头晕、神志不清、呼吸困难等现象。（2）乙炔气体的特性。常温常压下比空气略轻，能溶于水和有机溶剂的无色气体，与空气能形成爆炸混合物即2.3-81%。（3）氯化氢气体的特性。无色、窒息性气体，对上呼吸道有强烈刺激性。[2]密度1.6391kg/m3（气），遇水形成盐酸，具有强烈的腐蚀性。

3回收措施的改进

现采用是：在N1管口增加临时软管用水吸收的方式进行处置，此种措施，仅仅能够吸收溶解度比较大的氯化氢气体，难以吸收VC和乙炔这样溶解度较小的气体[3]。现从每台转化器的N1口处增加一条DN50的UPVC管道，经总管进泡沫塔气相进口（如图虚线）。

（1）单台转化器每次停运后，需要回收的气体量。单台转化器筒体规格：DN3000*3000mm，上封头H=962mm，列管直径DN50，列管1370根，转化器下封头填料：瓷球1.24m3，拉西环1.27m3;V1=1370πr2H+1/3πr2h·2-1.24-1.27=1370*3.14*0.052*3+1/3*3.14*1.52*0.962*2-1.24-1.27=34.28452（m3），一段转化器：压力40kPa，温度160℃，共计35台。组分占比：氯化氢：25%，乙炔：20%，氯乙烯：55%;氯乙烯：ρ=PM/RT=（40+0.1）*62.5/8.314*（273+160）=0.696（kg/m3），乙炔：ρ=PM/RT=（40+0.1）*26/8.314*（273+160）=0.29（kg/m3），氯化氫：ρ=PM/RT=（40+0.1）*36.5/8.314*（273+160）=0.407（kg/m3），单台转化器内气体密度：ρ=25%*0.407+20%*0.29+55%*0.696=0.543（kg/m3），单台转化器回收气量：m=ρ*V=0.543*34.28452=18.616kg，回收气体总量：18.616*35=651.56kg（VC：358.36kg，乙炔：130.312kg，氯化氢：162.89kg）。

（2）二段转化器：反应压力30kPa，反应温度150℃，共计33台，组分占比：氯化氢：10%，乙炔：2%，氯乙烯：88%;氯乙烯：ρ=PM/RT=（30+0.1）*62.5/8.314*（273+150）=0.535（kg/m3），乙炔：ρ=PM/RT=（30+0.1）*26/8.314*（273+150）=0.223（kg/m3），氯化氢：ρ=PM/RT=（30+0.1）*36.5/8.314*（273+150）=0.312（kg/m3），单台转化器内气体密度：ρ=10%*0.312+2%*0.223+88%*0.535=0.506（kg/m3），单台转化器回收气量：m=ρ*V=0.506*34.28452=17.348kg，回收气体总量：17.348*33=572.484kg（VC：503.785kg，乙炔：11.44kg，氯化氢：57.25kg）。68台转化器，共回收气体：1224.044kg（VC：862.145kg，乙炔：244.812kg，氯化氢：220.14kg）

4结束语

此种方式进行回收，氯化氢在泡沫塔内被自循环的盐酸吸收，VC气体和极少量的乙炔气体进入精馏系统，气体VC转化为液相，乙炔由变压吸附工序回收后，经预热器，进入转化器进行反应[4]。此举，杜绝了转化器进行泄压、置换时，设备内部间外溢的气体造成的环保污染，更为装置的安全稳定运行和职工的身体健康提供了保证。为防止转化器列管出现泄漏，热水进入气相系统，及受环境、介质温度影响，

UPVC管道会产生一定程度的形变，定期对转化器列管、气体回收管道各密封点进行查漏，是要特别注意的[5]。

参考文献：

[1]吴玉昆，方诚，党宏斌，郑昕.GB14544-2008电石乙炔法生产氯乙烯安全技术规程.

[2]卞正银，陆晓理，李洁涛，杨保红，沈士华，张怀海，GB21550-2008聚氯乙烯人造革有害物质限量.

[3]张吉瑞，孙福楠，杜汉盛，方华，周鹏云，杨任.GB/T14602-2014电子工业用气体氯化氢.

[4]邴涓林，黄志明.聚氯乙烯工艺技术[M].北京：化学工业出版社，2008.

[5]严福英.聚氯乙烯工艺学[M].北京：化学工业出版社，1990.