聚氯乙烯工艺技术乙炔发生

聚氯乙烯工艺技术乙炔发生内容摘要：

乙炔气通过正水封进入清净系统以脱除残留的硫化氢、磷化氢、氨、砷化氢等杂质气体。 它们会对氯乙烯合成的氯化高汞触煤进行不可逆吸附，而加速触煤活性的下降，其中磷化氢（特别是 P2H4）会降低乙炔自燃点，与空气接触会自燃，均应彻底予以脱除，所以干式乙炔发生装置仍需按要求配备乙炔气清净系统。 出装置区的正、逆水封，由工厂根据乙炔气柜条件进行设置，以保证安全、正常的生产。 乙炔气送至清净配制工序。 聚氯乙烯工艺技术培训教材 —— 乙炔发生工序 15 （三） 清净配制 由总管来的乙炔气体，经乙炔压缩机加压后进入机后冷却器，用工业 水冷却后的乙炔气体，进入三组并联的清净系统（每组由两台清净塔，一台中和塔串联构成）在塔内粗乙炔气与 NaClO 溶液逆向接触反应，以除去粗乙炔气中的硫、磷等杂质气体。 从中和塔塔顶出来的乙炔气体汇集在总管内，通过乙炔预冷器用 +5℃ 水冷却后又进入三台并联的固碱干燥器，脱水后的精乙炔气纯度达 98%以上，送到合成工序使用。 由纯水工段送来的 15%的碱液进入浓碱贮槽，定期用碱泵抽至中和塔内循环使用。 由氯碱分厂送来的 10%的浓次钠溶液进入浓次钠池澄清后，借用浓次钠泵送到浓次钠高位槽贮存供配制使用。 自浓次钠高位槽来的浓次 钠，与氯水（或氯气）、水一起分别经流量计计量后进入混合器内配制，配制好的新鲜次钠液流入配制槽，分析合格后，用新鲜次钠泵连续送到次钠高位槽供清净岗位使用，当高位槽内液位低时，报警器启动，此时应加大高位槽次钠补充量；当液位过高时，则自动溢流回配制槽内，以保持配制槽和高位槽内的次钠量。 自次钠高位槽来的新鲜次钠液，经清净泵加压后送入 2＃清净塔塔顶，经2＃清净塔底流出的次钠液再用清净泵加压后后送入 1＃清净塔塔顶，经 1＃清净塔底流出的浓度很低的次钠液，可部份回到 2＃塔泵前进口，用泵继续送到2＃塔顶，循环使用，也可全部 直接进入洗涤泵，与补充的上清液混合后送到洗涤塔顶，供洗涤塔喷淋使用。 五 、 工艺流程 图（见附件） 六 、 控制原理表述 （一）、电石破碎及输送 购买来的原料电石因为粒度的原因未能达到进入 干法乙炔发生工序的要求，因此需要在电石进入干法乙炔发生装置前进行粗破碎，将粒径 50mm 的电石投入鄂式破碎机进行粗破碎，破碎后的电石由皮带输送机输送至 3 台电石料仓中。 电石料仓设有电子料位显示，可以方便操作人员监控料仓的实时聚氯乙烯工艺技术培训教材 —— 乙炔发生工序 16 容积。 3 个电石料仓可以保证在满负荷的情况下使 2 套干法乙炔发生装置运行 1 个星期。 由于此处的电石粒径在 50mm 左右（未破碎前大于 50mm），所以不要求全氮气密封，但是电石料仓未保证安全的前提下还是增加氮气保护管线。 电石通过电石料仓下的输送皮带输送至移动分料皮带，分料皮带经过 PLC 控制分别向 2 套 乙炔发生装置的原料电石贮槽输送电石原料（粒径50mm）。 加入到原料电石贮槽的电石输送是通过原料电石贮槽称重系统给出的上、下限的信号进行自动控制的。 原料电石贮槽电石到达上限时自动停止电石的输送，原料电石贮槽电石到达下限时自动开启电石输送。 加入到成品电石贮槽的电石是通过成品电石贮槽称重系统给出的上、下限信号进行自动控制的。 成品电石贮槽电石达到上限时自动依次停止电石的电动振动给料机、电石高效细碎机及后续的斗式提升机、振动筛。 停止动作的间隔时间根据系统测试后确定；成品电石贮槽电石达到下限时，自动依次开启振动筛 、斗式提升机、电石高效细碎机和电动振动给料机，开启动作的间隔时间根据系统测试后确定。 加入到电石一级加料斗的电石是通过电石一级加料斗称重系统给出的上、下限信号进行自动控制的。 该加料斗要一直保持存料状态，其料位不得低于下限的设定值，以确保通常电石二级加料斗中的电石是装满贮罐，在发生器中产生的乙炔气即使朝加料斗方向逆行流转，由于加料槽电石料层阻断了压力，并在二级加料斗上封入保证安全用的氮气，才能保证其安全运转。 在电石一级加料斗电石到达上限时，自动依次停止螺旋给料机、斗式提升机，反之则依次启动斗式提升机和螺旋给料 机，其停止和开启的间隔时间根据系统测试数据确定。 （二）、 电石破碎及输送的安全 为了防止发生器中产生的乙炔气朝着粉料方向逆行流转，在电石二级加料斗的上部必须封入保证安全的氮气，封入氮气的压力为大于发生器操作压力～。 电石破碎和输送的系统必须要保持相应的密封，确保该系统一直处在正压氮气的保护之下，并根据生产地区的空气湿度情况确定电石破碎及输送系统的氮气置换、排放周期。 粉料设备的连接应尽可能选用法兰面直联的形式，振动设备 ——电动振动聚氯乙烯工艺技术培训教材 —— 乙炔发生工序 17 给料机、振动筛这样的相对动态设备的联接应选择防止气体逸出的涂层帆布进 行连接，以减少氮气的耗量。 斗式提升机的下部均应配置氮气封入管，以确保系统氮气正压。 （ 三 ）、乙炔 干 式发生 乙炔干式发生是在发生器内完成的，发生器为圆柱体钢制设备，内有 10层层板和带有输送、搅拌功能的搅拌叶和搅拌棒，并在带有减速机的旋转轴作用下进行运动。 在第一段和第二段带有反应水喷射用的喷嘴各 6 个，在发生器顶部设有防爆安全口连接安全水封，在发生器的侧面设有检修口（搅拌叶、搅拌棒调整口）、温度计和压力计等底座。 在发生器第三段带有反应水辅助喷射用的喷嘴共 4 个。 原料电石在发生器第一段和第二段外侧面投入，经过搅拌叶 向中心移动搅拌，与上面呈雾状分布下来的反应水混合，不断产生乙炔气体，从中心部旋转轴周边下落到第三段层板上，经过搅拌叶向旋转轴外周方向移动搅拌，从第三段层板外周下落到第四段层板上、如此反复重复 Z 形移动，最后将反应完了的电石渣由第十段中心孔排到渣排出机。 反应水并不仅仅发生乙炔，它会吸收反应热、蒸发，可以达到防止发生器温度上升的目的。 发生器内设置的第一、二段反应水喷射用喷嘴 6 个，设置为 3 组，每组 2只，按照电石在一、二段旋转移动的方向，先接触电石的 2 个为第一组，其余依次分为第二组、第三组。 第一组喷射水量占总 喷射水量的 45％，第二组喷射水量占总喷射水量的 35％，第三组喷射水量占总喷射水量的 20％。 喷射水量的多少，最终以控制电石渣含水 8177。 2％为宜。 发生器第三段二组共 4 个喷头的喷水装置是为辅助喷水而设定的。 喷水量百分比的调节是通过现场金属转子流量计来控制的，每一段（层）的总的喷水量是通过调节阀和电磁流量计设定来完成的。 电石进入发生器的输送量是通过调节电石螺旋给料机的转速来实现的。 （四） 、乙炔气洗涤和冷却 来自乙炔发生器的乙炔气通过两只带式绞龙从除尘冷却塔乙炔气进口进入，除尘冷却塔下部设置的两个带式绞龙 是为了防止这一连接段电石灰渣的积聚，并把在这一区域积聚的电石灰渣推回到发生器，同时保证乙炔气通道聚氯乙烯工艺技术培训教材 —— 乙炔发生工序 18 的畅通。 进入除尘冷却塔的乙炔气首先通过塔中部设立的 6 个喷头对其乙炔气进行喷淋洗涤，并通过上部填料层的堵隔、折返而上升，在除尘冷却塔的顶部设置有一个喷头，对乙炔气及填料层再洗涤。 每一喷头的流量可以从现场流量计读出，也可以通过手阀进行流量调整。 在除尘冷却塔底部设有防止电石渣沉淀的冲水口，进行冲水。 除尘冷却塔喷淋洗涤水通过水密封从塔的下部排入洗涤水受槽后进入界区外的洗涤水压滤，压滤后返回系统循环使用。 （五）、 乙炔气硫 化氢的脱除 为了脱除乙炔气中的硫化氢，以使得后续清净系统更易操作，该装置中设置硫化氢单独脱除装置，装置为一填料塔，在填料塔的顶部喷入配制好的 10％NaOH 溶液，在硫化氢脱除过程中， NaOH 浓度逐渐降低，待 NaOH 浓度低于 5％时进行配制切换，并重新配制适宜浓度的 NaOH 溶液， NaOH 稀溶液定期排入除尘冷却塔喷淋洗涤水受槽进入洗涤水系统使用。 （六）、 电石渣的排出 渣排出机是电石渣排出的主要机器，该机器采用了反馈式螺旋挤出机为主体的特殊 装 置，通过渣排出机将干式乙炔发生器主体与电石渣输送机械及大气间进行了完全的密 封。 因此可以在乙炔气完全不会泄漏的情况下连续排出电石渣。 渣排出机的主要部分是螺旋挤出机以及在顶端设计的密封回转式阀门。 电石渣在两者的缝隙间排出，此缝隙是通过对螺旋顶端电石渣的料封层，自动形成电石渣料封层的压力密闭的构造。 通过渣排出机排出的电石渣送入电石渣输送机经斗式提升机送入电石渣贮罐。 为防止电石渣中水蒸汽的冷凝板结，在电石渣贮罐底部设有送风装置，电石渣中水蒸汽及热量由送风系统从电石渣贮罐顶部排出。 电石渣根据用途送入下一产品作为生产原料，或通过电石渣增湿排出机增湿后装车外运。 （七）、清净配制 来自上述发 生系统冷却塔定的乙炔气，经过乙炔气压缩机压缩后进入两 台串联的清净塔（ 2清净塔），与含有有效氯 ～ %的次氯酸钠溶液直接接触反应，以脱除粗乙炔气中的硫、磷杂质。 清净塔顶排除气体进入中和塔与塔顶喷淋的 10～ 15%的液碱中和反应后，经过乙炔冷却器出去成品乙炔气中过饱和的水分（以防止冬季管道中集聚冷凝水），纯度 %以上的精乙炔气送至聚氯乙烯工艺技术培训教材 —— 乙炔发生工序 19 氯乙烯合成转化装置使用。 上述清净塔的次氯酸钠清净剂，是由浓次氯酸钠（ 10%），分别接流量计计量后送入一级文丘里、二级文丘里反应器配置而成。 配置后的溶液进入配 置槽内贮存待用，然后使用离心泵将淡的次氯酸钠送入淡次氯酸钠高位槽， 2清净塔循环泵连续或间歇抽取使用， 2清净塔排出的次氯酸钠作为 1清净塔的补充液使用， 1清净塔排出的废次氯酸钠溶液一部分进入废水回收槽集中后由废水泵打入污水处理装置处理，另一部分废水经过泵打入废次氯酸钠吹除塔中，将其中的溶解的乙炔等危害气体吹除排空，吹除完成后的废次氯酸钠溶液进入二级文丘里反应器与新鲜的稀次氯酸钠溶液混合后配置成新的次氯酸钠清净剂。 中和塔以 10～15%的液碱循环使用。 当氢氧化钠中碳酸钠含量达到 10%（冬天 8%时）或氢氧化钠 含量小于 3%时，更换新鲜的碱液。 七 、 工序工艺指标及控制点 序号 控制点 控制项目 控制指标 控制人 备注 1 电石破碎机 电石粒度 20～ 30mm 破碎工 2 氮气 氮气总管 氧气含量 ＜ 3% 分析工 氮气总管 纯 度 ＞ 97% 分析工 氮气总管 压 力 ≥ 乙炔工序巡检人员 3 电石料仓 加料排氮压力 40～ 60mmHg 乙炔工序巡检人员 4 电石料仓 加料前氮气置换 时间 ≥ 2min 乙炔工序巡检人员 5 发生器 发生器温度 90～ 96℃ 操作工 6 发生器顶部 发生器压力 600～1000mmH2O 操作工 7 气柜 气柜高度 1250～ 2020m3 操作工 9 正水封 正水封液位 500mmH2O 乙炔工序巡检人员 10 逆水封 逆水封液位 600mmH2O 乙炔工序巡检人员 11 安全水封 安全水封液位 600mmH2O 乙炔工序巡检人员 聚氯乙烯工艺技术培训教材 —— 乙炔发生工序 20 12 压缩机进口管 压缩机进口温度 ＜ 40℃ 清净工序巡检人员 13 机后冷却器出口 管 机后冷却器 出口温度 ＜ 40℃ 清净工序巡检人员 14 次钠贮槽 次钠含有效氯 ～ % 清净工序巡检人员 次钠贮槽 pH 值 7～ 8 清净工序巡检人员 15 中和塔 中和塔碱含量 10～ 15% 清净工序巡检人员 中和塔 Na2CO3 ＜ 10% （冬天＜ 8%) 清净工序巡检人员 16 洗涤塔 洗涤塔液位 1/2～ 2/3 清净工序巡检人员 17 清净塔 清净塔液位 1/2～ 2/3 清净工序巡检人员 18 中和塔 中和塔液位 1/2～ 2/3 清净工序巡检人员 19 清净后乙炔总管 乙炔含硫、磷 无（ AgNO3 试纸不变色） 清净工序巡检人员 20 清净后乙炔总管 乙炔预冷器出口 温度 ＜ 15℃ 清净工序巡检人员 21 乙炔总管 乙炔纯度 ≥ 98% 分析工 八 、主要 设备 的 构 造 与 机能 （一）、 电石除铁器 设置电石除铁器主要是防止在工厂一次除铁后残留在电石中的铁制品，如螺栓、螺母等对电石高效细碎机带来的危害，该设备中间为永磁磁铁，外部为可以旋转的橡胶皮带。 电石从该设备下部的皮带输送机 下通过磁场面，残留铁被吸附在皮带上，随着皮带的转动进入非磁场区后，所吸附的铁在离心力作用下落下完成铁与电石的分离。 该机器为连续运转、连续分离的装置。 该设备运转的关键是必须保证二设备的间隔高度和输送电石的料层厚度，确保除铁的完全。 （二）、 电。