浅谈电石浆液乙炔气回收装置

2022-09-10

电石是生产电石法聚氯乙烯的重要原料之一, 其水解反应产生的电石浆液中溶解有大量的乙炔气, 阜康能源80万吨PVC的年生产能力, 配套的上了80万吨电石浆液乙炔气回收装置, 经过一年时间的运行发现回收效果较好, 为公司节能减排奠定了基础, 但也存在一些问题。

一、渣浆液乙炔气回收装置应用简介

新疆中泰化学阜康能源有限公司是全国电石法PVC行业中第一家优先使用渣浆液乙炔气回收技术的企业。年产80万吨PVC装置配套的渣浆液乙炔气回收装置是由中国天辰设计院设计的, 并于2013年9月22日投用应用, 不仅对溶解在渣浆液中的乙炔气进行了回收利用, 不仅对企业节约了成产成本, 同时也大大减轻了渣浆液污水排放量, 大大减轻了化工企业生产污水对环境的影响。

渣浆液乙炔气回收装置经过一年的运行, 仍然还表现出各种各样影响回收装置长周期、安全、稳定运行的因素, 我们经过长时间摸索和实际改造, 提高了渣浆液回收装置的运行率和安全性, 不仅为企业更多的节约成本, 减排污水。

二、电石浆液乙炔回收原理

乙炔发生的溢流液由渣浆输送泵送至乙炔回收塔顶部, 乙炔回收塔通过水环真空泵使其操作压力控制在为-80~-10KPa, 溶解在电石浆液的乙炔气通过闪蒸从电石浆液中挥发出来, 同时部分水蒸气在真空条件下也挥发出来, 含饱和水蒸气的乙炔气经由乙炔回收塔塔顶部排出, 温度约为60℃, 经乙炔空冷器冷却到40℃左右, 再由水环真空泵加压送至乙炔气柜。闪蒸出乙炔气的电石浆液由乙炔回收塔底部排出, 自流至浓缩池。由于该系统为负压系统, 乙炔气为易燃易爆的气体, 因此需要严格控制回收乙炔气中氧含量 (O2<1%) , 避免乙炔中氧气含量超过爆炸极限引起爆炸造成安全隐患, 在水环真空泵后设有两个在线氧分析仪, 当含氧分析仪A或B任一报警时, 程序自动关闭送至气柜的乙炔管线开关阀, 自动打开真空泵出口放空阀, 并自动打开氮气阀充入氮气, 当报警时间超过两分钟后自动联锁停水环真空泵。当乙炔回收塔顶压力超过0.25MPa时联锁打开放空阀。

三、工艺技术条件

1.80万吨产能满负荷回收乙炔气流量在400m3/h左右;

2.电石浆液含固量在5%~12%, 平均值8%。

3.电石浆液压力为0.3MPa。

4.回收乙炔气纯度为94%~99%。

5.回收乙炔气含氧小于1%。

四、存在的问题及解决措施

经过近一年的运行我们们发现经过乙炔回收的电石浆液中还含有一定量的乙炔气, 为此我们做了以下实验:

1.取相同体积两份经过乙炔气回收塔回收完毕的电石浆液, 放在相同容积不同横截面的两个密闭容器中, 经过10分钟的摇晃, 做乙炔气含量得出如下结论:

(1) 相同体积的电石浆液在不同截面的密闭容器中, 大截面的容器中电石浆液挥发出乙炔气的量高出小截面容器平均值2%左右;

(2) 现有电石浆液回收装置不能完全的回收电石浆液中的乙炔气, 使一部分乙炔气随着电石浆液进入浓缩池, 乙炔气挥发到大气中污染环境, 更严重时乙炔气在浓缩池中心筒处积聚造成着火事故, 影响安全生产。

2.取相同体积两份经过乙炔气回收塔回收完毕的电石浆液, 放在相同容积的两个容器中, 在其中的一个容器加入一定量50℃左右的水, 目的是破坏电石浆液中氢氧化钙包裹的“碳化钙核”的结构, 使碳化钙充分的水解。

结果显示, 加水并不能破坏氢氧化钙包裹的“碳化钙核”的结构, 反而加入的水又吸收了一部分已挥发出的乙炔气。

经过上述两实验, 我们们初步的判断, 电石浆液乙炔气回收效果跟回收塔的真空度和回收面积有关, 在相同温度的情况下, 真空度越高, 饱和水蒸气的量越多, 从而析出的乙炔气越多。如图2所示, 我们们现有回收塔是从塔顶部抽真空, 这会导致塔中部和底部的真空度低于顶部, 从而降低了饱和水蒸气的量, 影响回收效果。

鉴于以上两种情况, 我们们对回收塔进行技术改造:

(1) 在回收塔底部增加折流板, 起到增大电石浆液分布面积的作用;

(2) 在回收塔中下部增加真空抽气管线, 降低回收塔上部、中部、和下部的真空度差异。

(3) 在回收塔电石浆液进口处增加分液孔, 使电石浆液更加分散的进入塔内, 起到增大面积的作用。

五、效益分析

改造前, 年产80万吨PVC装置, 渣浆液乙炔气回收量为90-100m3/h, 电石按照3000元/吨计算, 回收乙炔气节约成本400×24×360÷300×3000=834560000元=3456万元。

原塔折流板面积为6×4=24m2, 改造后折流板面积为30m2, 增加20%, 在回收塔电石浆液进口处增加分液孔, 面积为5m2, 总计比原来增加面积38.5%, 乙炔气回收量预计增加150m3/h, 一年装置运行按8000小时计算, 累计回收效益为:150m3/h×8000h=1200000m3×1.17kg/m3=1400t乙炔气, 折合电石约3400吨, 电石单价为3500元, 80万吨产能的回收装置一年可节约费用2200万元。

结束语

电石浆液乙炔回收装置投用以来, 运行稳定, 效果良好, 没有出现安全事故, 不仅回收了电石浆液中的大量乙炔气, 降低了电石消耗, 节约了生产成本, 而且减少了乙炔气外排造成的环境污染, 改善了工作环境。经过技术改造后会进一步提高乙炔气回收量, 为公司创造了较好的经济效益和环境效益, 电石渣浆液乙炔气回收装置的不断改进, 会为公司的节能减排做出贡献。

摘要：简介电石浆液回收装置工艺及运行情况, 针对装置运行过程中出现的问题进行分析, 并提出整改措施。

关键词：电石浆液,真空度,回收塔,闪蒸