氯化氫工藝控制優(yōu)化

呂彥玲

(唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305)

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司燒堿生產(chǎn)能力53萬(wàn)t/a，PVC總生產(chǎn)能力52.5萬(wàn)t/a(其中糊樹(shù)脂9萬(wàn)t/a)。合成工序產(chǎn)生的氯化氫，一部分送至氯乙烯轉(zhuǎn)化工序;一部分送至唐山三友硅業(yè)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“三友硅業(yè)公司”)生產(chǎn)有機(jī)硅，實(shí)現(xiàn)唐山三友集團(tuán)內(nèi)部上下游產(chǎn)業(yè)之間的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展;一部分售給唐山三孚硅業(yè)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“三孚硅業(yè)公司”)生產(chǎn)三氯氫硅、四氯化硅等產(chǎn)品，通過(guò)管道直接輸送;其余部分經(jīng)降膜吸收器吸收生成鹽酸，確保公司整體氯的平衡。

1 氯化氫輸送線路工藝改進(jìn)

氯化氫氣體生產(chǎn)單元為1～4期氯化氫合成工序。氯化氫消耗單元為1～4期轉(zhuǎn)化工序、三孚硅業(yè)公司和三友硅業(yè)公司。

1.1 存在的問(wèn)題

改造前氯化氫氣體供給線路如下:①2期和3期合成工序獨(dú)立供氣至2期和3期氯乙烯轉(zhuǎn)化工序。②1期與4期合成工序的氯化氫混合供至1期、4期轉(zhuǎn)化工序;正常運(yùn)行時(shí)，4期合成工序供給三孚硅業(yè)公司氯化氫氣體;4期合成裝置檢修停車時(shí)，由1期合成工序供給三孚公司氯化氫氣體。③4期合成工序單獨(dú)供給三友硅業(yè)公司氯化氫氣體。氯化氫氣體供給流程如圖1所示。此輸送路線在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中存在弊端，若4期合成裝置停車檢修，就不能向下游用戶三友硅業(yè)公司供給氯化氫氣體。

1.2 工藝改造

在4期裝置界區(qū)內(nèi)增加DN500鋼骨架PE管線，將1期供給管線和4期去三友硅業(yè)公司的氯化氫管線連通，同時(shí)增加調(diào)節(jié)閥3FV－8260C和氯化氫流量計(jì)3FT－8260C。正常狀況下，由4期合成工序單獨(dú)供給三友硅業(yè)公司氯化氫氣體，若4期裝置計(jì)劃停車，1期合成裝置通過(guò)新增管線及閥門(mén)控制向三友硅業(yè)公司輸送氯化氫，保證下游用戶生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行。改造后的管線及流程如圖2所示。

2 提高氯化氫氣體純度，確保效益最大化

在合成氯化氫時(shí)，若氯氣、氫氣配比不當(dāng)，容易使氯化氫氣體中含有游離氯，游離氯與乙炔氣反應(yīng)，生成氯乙炔并放出大量的熱，使混合氣體迅速膨脹，常在混合器、石墨冷卻器處爆炸，因此必須嚴(yán)格控制氯化氫氣體中不含游離氯;另外，送至三孚硅業(yè)公司的氯化氫直接參與反應(yīng)，也不能含游離氯。因此，送至氯乙烯轉(zhuǎn)化工序和三孚硅業(yè)公司的氯化氫純度不是太高，控制在94%～96%(體積分?jǐn)?shù))。

由于供給三友硅業(yè)公司的氯化氫制成鹽酸參加反應(yīng)，不存在游離氯風(fēng)險(xiǎn)，因此，可適當(dāng)提高氯氣量，即可適當(dāng)提高氯化氫氣體純度。

2.1 優(yōu)化合成爐控制，提高氯化氫氣體純度

正常生產(chǎn)過(guò)程中，4期合成裝置單獨(dú)向三友硅業(yè)公司輸送氯化氫氣體，且4期7臺(tái)合成爐均可滿足單獨(dú)輸送氯化氫氣體的條件。調(diào)整單臺(tái)合成爐進(jìn)爐氯氣、氫氣配比，提高送至三友硅業(yè)公司氯化氫氣體的純度，這樣，降低下游用戶氫氣排空風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，提升了氯堿公司經(jīng)濟(jì)效益［1－3］。

與此同時(shí)，在去轉(zhuǎn)化工序和三友硅業(yè)公司的輸送氯化氫管線分別安裝了氯化氫純度在線分析儀(如圖3所示)，以加強(qiáng)對(duì)氯化氫純度的控制。通過(guò)優(yōu)化氯氣、氫氣配比控制，送至三友硅業(yè)公司的氯化氫純度平均值為96.11%，較送至轉(zhuǎn)化工序和三孚硅業(yè)公司的氯化氫純度94.6%提高1.51%，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 2020年1—6月第4期合成氯化氫純度匯總表Table1 Summary of purity of hydrogen chloride synthesized in phase-4 project between January and June 2020

圖3 氯化氫氣體流向簡(jiǎn)圖Fig.3 Flow direction of hydrogen chloride

2.2 效果

(1)安全效益。

氯化氫工序優(yōu)化工藝控制后，避免了因4期合成裝置停車而無(wú)法滿足下游用戶供氣的問(wèn)題;提高送至三友硅業(yè)公司氯化氫氣體純度的同時(shí)，降低了下游用戶氫氣排空的風(fēng)險(xiǎn)。

(2)經(jīng)濟(jì)效益。

提高自動(dòng)化控制后，送至三友硅業(yè)公司氯化氫氣體的純度由94.60%提升至96.11%，相對(duì)降低了氫氣用量。