王琦，李志強(qiáng)

(山東海化氯堿樹(shù)脂有限公司，山東 濰坊 262737)

山東海化氯堿樹(shù)脂有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“?；葔A”)離子膜法燒堿裝置分兩期建設(shè)：一期設(shè)計(jì)產(chǎn)能為10萬(wàn)t/a，于2004年投產(chǎn)；二期設(shè)計(jì)產(chǎn)能15萬(wàn)t/a，于2005年投產(chǎn)。

?；葔A主要產(chǎn)品為高純氫氧化鈉和工業(yè)用液氯，副產(chǎn)品為工業(yè)用合成鹽酸、次氯酸鈉等。近年來(lái)，?；葔A將“精細(xì)化”管理的理念融入到生產(chǎn)管理中，以客戶(hù)滿(mǎn)意為宗旨，持續(xù)提升產(chǎn)品質(zhì)量。由于鹽酸產(chǎn)品的濃度指標(biāo)控制范圍較為寬泛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥31%)，當(dāng)鹽酸濃度控制較高時(shí)，不但造成氯氣消耗高，還會(huì)導(dǎo)致鹽酸中游離氯超標(biāo)。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，客戶(hù)對(duì)鹽酸品質(zhì)要求不斷提高，高品質(zhì)的鹽酸具有更高的經(jīng)濟(jì)效益，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中也具有明顯優(yōu)勢(shì)。下面主要介紹海化氯堿在提高鹽酸產(chǎn)品合格率方面的具體措施。

1 鹽酸生產(chǎn)工藝流程

氯氣液化工序產(chǎn)生的尾氣和氫氣處理工序產(chǎn)生的氫氣分別進(jìn)入二合一石墨合成爐，氯氣進(jìn)入三套式燈頭的中間層，氫氣進(jìn)入內(nèi)層和外層，控制氯氫比例1∶(1.05～1.10)，在燈頭上燃燒，生成氯化氫氣體。氯化氫氣體依次經(jīng)過(guò)一級(jí)降膜吸收器、二級(jí)降膜吸收器和尾氣吸收塔，被從循環(huán)水罐用吸收水泵或管網(wǎng)送來(lái)的吸收水吸收后制成鹽酸。其中一級(jí)降膜吸收器、二級(jí)降膜吸收器內(nèi)的氯化氫氣體與吸收水并流吸收，尾氣吸收塔內(nèi)的氯化氫氣體與吸收水逆流吸收。點(diǎn)爐初期及生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不合格鹽酸排入冷凝酸罐，并用冷凝酸泵送至罐區(qū)；合格鹽酸進(jìn)入鹽酸中間槽，經(jīng)鹽酸泵送至鹽酸成品罐后外售。工藝流程見(jiàn)圖1。

生產(chǎn)時(shí)，要控制好氯氫配比。如氯氣量過(guò)大，生成的氯化氫氣體中會(huì)含游離氯而造成尾氣冒氯污染環(huán)境和成品中游離氯超標(biāo)；如氯氣量過(guò)小，則生成的氯化氫氣體純度偏低，生產(chǎn)鹽酸時(shí)尾氣中氫氣含量高，極易發(fā)生爆炸。

1—氯化氫合成爐；2—一級(jí)降膜吸收器；3—二級(jí)降膜吸收器；4—尾氣吸收塔；5—鹽酸中間槽；6—純水罐；7—成品鹽酸罐。

2 生產(chǎn)中存在的問(wèn)題

2019年下半年，?；葔A工業(yè)鹽酸產(chǎn)品合格率平均值為95.54%，鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和游離氯含量如表1所示。

表1 鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和游離氯含量統(tǒng)計(jì)表

由于鹽酸濃度控制偏高，鹽酸游離氯超標(biāo)較為頻繁，產(chǎn)品一次檢驗(yàn)合格率偏低，因此提高鹽酸產(chǎn)品合格率成為公司生產(chǎn)關(guān)注的重點(diǎn)。

3 鹽酸濃度偏高的原因

3.1 吸收水流量的影響

鹽酸由吸收水通過(guò)降膜吸收器逐級(jí)吸收氯化氫而得，吸收水流量的波動(dòng)對(duì)鹽酸濃度具有較大影響。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)吸收水量穩(wěn)定時(shí)，鹽酸濃度比較穩(wěn)定。吸收水是通過(guò)吸收水泵送入尾氣吸收塔，當(dāng)流量波動(dòng)大時(shí)，會(huì)造成鹽酸濃度極不穩(wěn)定。吸收水流量波動(dòng)與鹽酸濃度波動(dòng)對(duì)比如表2所示。

表2 吸收水流量波動(dòng)與鹽酸濃度波動(dòng)對(duì)比

3.2 氯氣、氫氣壓力波動(dòng)的影響

氯化氫合成工序生產(chǎn)鹽酸使用的氫氣來(lái)自氯氫處理工序的氫氣壓縮機(jī)，氯氣來(lái)自氯氣液化工序產(chǎn)生的尾氣。觀察發(fā)現(xiàn)：氫氣壓力平穩(wěn)，穩(wěn)定在100 kPa左右；而2020年有一段時(shí)間液化尾氣壓力波動(dòng)較為頻繁。由于電解槽墊片老化，電解槽單槽頻繁停車(chē)維修，開(kāi)停車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的不凝氣體進(jìn)入后續(xù)工序，導(dǎo)致氯氣液化器列管出現(xiàn)“氣堵”，液化尾氣壓力出現(xiàn)了不穩(wěn)定的情況。如果操作人員操作不及時(shí)，就會(huì)造成氯氫比例失調(diào)，導(dǎo)致鹽酸濃度波動(dòng)。2020年3月15—23日的氯氣液化壓力波動(dòng)曲線(xiàn)如圖2所示。

圖2 氯氣液化尾氣壓力波動(dòng)曲線(xiàn)

3.3 分析頻次對(duì)鹽酸濃度的影響

?；葔A分析鹽酸濃度的頻次是：每班分析2次，即每天8次；中控每天分析1次，運(yùn)行班組根據(jù)中控的分析結(jié)果調(diào)整鹽酸濃度。由于吸收水壓力波動(dòng)較為頻繁，隨著吸收水量的變化，鹽酸濃度也會(huì)發(fā)生變化，造成鹽酸濃度不穩(wěn)定。由于運(yùn)行和中控崗位對(duì)鹽酸濃度的取樣分析頻次較低，當(dāng)鹽酸濃度波動(dòng)時(shí)，分析數(shù)據(jù)不能及時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)，這也是造成鹽酸濃度合格率偏低的原因。

4 改進(jìn)措施

4.1 吸收水泵改型

原吸收水泵已使用15年左右，設(shè)備運(yùn)行狀況較差，吸收水波動(dòng)量大，并且經(jīng)常自停，造成吸收水?dāng)嗔鳎嬖谳^大的安全隱患，已不能滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。?；葔A利用2020年停車(chē)大修的機(jī)會(huì)，對(duì)吸收水泵進(jìn)行了更換。為最大限度地減少對(duì)現(xiàn)有工藝的變動(dòng)，降低改造難度和維修成本，將原離心泵改為磁力泵。更換后，有效控制了吸收水流量，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。 吸收水流量波動(dòng)與鹽酸濃度波動(dòng)關(guān)系如表3所示。由表3可以看出，更換磁力泵后，吸收水流量的波動(dòng)范圍縮小，相應(yīng)的鹽酸濃度也不再有較大波動(dòng)，鹽酸濃度較為穩(wěn)定。

4.2 增加對(duì)鹽酸濃度的分析頻次

只有加大分析頻次，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)鹽酸濃度的偏差，及時(shí)調(diào)整吸收水加入量和氯氫配比，保證鹽酸濃度在合格范圍。?；葔A對(duì)內(nèi)控管理制度進(jìn)行了修訂，將原現(xiàn)場(chǎng)每班分析2次修改為每小時(shí)分析1次；中控崗位由每天分析1次修改為每天分析3次。操作人員根據(jù)分析結(jié)果，對(duì)鹽酸濃度的偏差及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保鹽酸濃度在規(guī)定范圍。?；葔A管理部門(mén)又通過(guò)制定嚴(yán)格的考核措施，確保實(shí)施落地。

表3 換泵后吸收水流量波動(dòng)與鹽酸濃度波動(dòng)關(guān)系

5 效果

經(jīng)過(guò)努力，在主管部門(mén)與車(chē)間通力協(xié)作下，2020年7—11月，鹽酸產(chǎn)品合格率為100%，在產(chǎn)品質(zhì)量大幅提升的同時(shí)，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

按照鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低1%計(jì)算,可節(jié)約氫氣123 480 m3/a，純水280 t/a,氯氣392 t/a；磁力泵改造費(fèi)用為8.8萬(wàn)元。經(jīng)計(jì)算，扣除改造成本后，第1年即可創(chuàng)造效益29.2萬(wàn)元。