無水三氯化鋁生產(chǎn)裝置優(yōu)化改進(jìn)

潘英曙

（江西世龍實(shí)業(yè)股份有限公司，江西 樂平333311）

三氯化鋁又名氯化鋁，用作氯化劑，廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、食品及有機(jī)合成工業(yè)。三氯化鋁生產(chǎn)方法總結(jié)如下。

（1）金屬鋁法

將鋁錠放入密閉的氯化反應(yīng)爐內(nèi)，加熱并通氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)，生成的氯化鋁升華進(jìn)入捕集器，經(jīng)捕集，即制得氯化鋁成品。

反應(yīng)方程式：2Al+3Cl2→2AlCl3

（2）鋁氧粉法

將一定粒度的工業(yè)氧化鋁與石油焦按一定比例投入焙燒爐內(nèi)混合均勻，由爐底通入空氣進(jìn)行焙燒。焙燒后的物料進(jìn)入氯化爐，爐中通入氯氣和氧氣，鋁氧粉在還原劑炭的存在下與氯反應(yīng)。生成的氣相產(chǎn)物經(jīng)預(yù)冷、凈化去捕集器，制得氯化鋁成品。尾氣經(jīng)氫氧化鈉或亞硫酸鈉溶液吸收處理后排空。

（3）熔融法

將金屬鋁加熱熔融后通入無水氯化氫，而制得。

反應(yīng)方程式：2Al+3Cl2→2AlCl3。

三氯化鋁生產(chǎn)工藝國內(nèi)最普遍的為鋁錠法，大部分三氯化鋁生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝較原始，產(chǎn)品需進(jìn)行二次包裝，人工勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境差等。只有少數(shù)較大型企業(yè)對鋁錠法生產(chǎn)工藝進(jìn)行了初步改進(jìn)，采用螺旋輸送實(shí)現(xiàn)集中包裝。

景德鎮(zhèn)市化工園區(qū)一家生產(chǎn)企業(yè)采用鋁錠法生產(chǎn)三氯化鋁產(chǎn)品，生產(chǎn)工藝相對落后，但氯氣是由江西世龍實(shí)業(yè)股份有限公司供應(yīng)的，氯氣純度及壓力相當(dāng)穩(wěn)定。該公司現(xiàn)有股東在生產(chǎn)裝置方面相對落后。

1 現(xiàn)有生產(chǎn)工藝優(yōu)化

（1）改進(jìn)現(xiàn)有裝置尾氣無組織排放狀況，確保符合環(huán)保要求

目前，江西世龍實(shí)業(yè)股份有限公司三氯化鋁反應(yīng)爐23臺，每臺爐一次包裝和二次包裝過程產(chǎn)生的尾氣均需進(jìn)行改進(jìn)。一次包裝無組織排放尾氣改進(jìn)如下。

原產(chǎn)品一次包裝是直接打開捕集器底閥直接對接口包裝，尾氣直接排放到大氣中，此次改進(jìn)方式為，在各臺反應(yīng)爐對應(yīng)的捕集器周邊靠近出料底閥位置安裝尾氣吸收罩，配套尾氣吸收裝置，把一次包裝過程中跑出的尾氣吸收輸送至總尾氣吸收裝置處理后達(dá)標(biāo)排放。二次包裝無組織排放尾氣改進(jìn)為：按照一次包裝無組織排放尾氣改進(jìn)的模式對二次包裝無組織排放尾氣進(jìn)行改進(jìn)，滿足環(huán)保要求。

（2）捕集器更新

現(xiàn)在三氯化鋁反應(yīng)爐配套的大部分捕集器嚴(yán)重變形，增加了當(dāng)班操作人員勞動強(qiáng)度，對三氯化鋁產(chǎn)品質(zhì)量造成了很大的影響，產(chǎn)品顆粒度及色澤相當(dāng)不穩(wěn)定。

改進(jìn)的方式為：分批逐步更新捕集器，考慮把捕集器底部擋板閥改為關(guān)風(fēng)閥，減少一次包裝時(shí)散出的尾氣量。

（3）安裝震動器，減輕人工震打強(qiáng)度

在捕集器上對稱安裝2～4 只小型電動震動器，定期震動，減輕人工震動勞動強(qiáng)度。

（4）調(diào)整操作間歇時(shí)間

原每隔4 h 人工震打包裝1 次，改為每間隔1 h開電動震動器震打一次，每4 h 人工再震打一次。

2 生產(chǎn)工藝、設(shè)備全面改進(jìn)

2.1 采用連續(xù)自動一體化新工藝

連續(xù)自動一體化新工藝為立體布置，把三氯化鋁反應(yīng)爐布置在二樓，捕集器固定位置層布置在二樓上方，捕集器下方留出空間可進(jìn)行三氯化鋁產(chǎn)品輸送與包裝。

另捕集器出料口安裝破碎裝置、 緩沖倉及星型給料器，大顆粒的三氯化鋁產(chǎn)品通過破碎機(jī)破碎，星型給料器可正常卸料，又防止尾氣溢出。

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下的氣力輸送三氯化鋁產(chǎn)品，合格與不合格產(chǎn)品通過氣力輸送可分別輸送到不同料倉，可把剛剛開車或不正常情況生產(chǎn)的產(chǎn)品區(qū)分開來。

2.2 利用尾氣生產(chǎn)次氯酸鈉副產(chǎn)品回收利用

目前該公司三氯化鋁生產(chǎn)裝置尾氣系統(tǒng)是采用氯化亞鐵吸收方式生產(chǎn)副產(chǎn)品三氯化鐵出售，其中氯化亞鐵需外購，三氯化鐵需外銷，增加管理與運(yùn)輸費(fèi)用，增加原料與產(chǎn)品的存放空間。

采用的改進(jìn)方法為，用堿替代氯化亞鐵來吸收三氯化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)尾氣氯制得次氯酸鈉副產(chǎn)品，該次氯酸鈉副產(chǎn)品可用于該公司氨回收裝置深度氧化工序等，原料與產(chǎn)品均可直接用泵輸送，費(fèi)用大大降低，減少占地空間。

2.3 反應(yīng)爐、捕集器進(jìn)行試驗(yàn)加大改進(jìn)

現(xiàn)有三氯化鋁反應(yīng)爐尺寸為1600mm×1400mm×700 mm，其爐內(nèi)有效空間約為1200 mm×1000 mm×450 mm，捕集器外型尺寸為Φ1200 mm×2700 mm加上錐底高約700 mm，可試驗(yàn)加大反應(yīng)爐，加粗捕集器等。

2.4 生產(chǎn)廠房改進(jìn)

參觀福建泉州某設(shè)備加工制造公司時(shí)，發(fā)現(xiàn)該公司的廠房設(shè)計(jì)很有特點(diǎn)，其室內(nèi)采光與排氣效果相當(dāng)好，可結(jié)合該廠房特點(diǎn)對改進(jìn)三氯化鋁生產(chǎn)廠房，這十分有利于廠房內(nèi)三氯化鋁反應(yīng)爐與捕集器等正常生產(chǎn)時(shí)散熱，從而有效穩(wěn)定三氯化鋁反應(yīng)爐和捕集器內(nèi)溫度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

3 加強(qiáng)管理，穩(wěn)定提高產(chǎn)品質(zhì)量

該公司現(xiàn)有管理情況較特殊，存在很多不穩(wěn)定因素，對生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定帶來不確定性。

技術(shù)改造結(jié)合現(xiàn)場管理跟進(jìn)，對生產(chǎn)現(xiàn)場、原輔材料、包裝物采購與存放進(jìn)行規(guī)范化管理，產(chǎn)品檢驗(yàn)與存放等環(huán)節(jié)進(jìn)行有效測控，制定更加合理可行的操作規(guī)程，對操作人員進(jìn)行操作與技能培訓(xùn)，通過強(qiáng)化管理把三氯化鋁產(chǎn)品質(zhì)量提升到行業(yè)先進(jìn)水平，其效益必然增長。