组合式二合一石墨氯化氢合成炉运行总结

收生成 出 口温度 为 ９ ５℃热 水 （ 可调节 ） 反应 生成 的 。
改 造后盐 酸 炉 自 ２ １ ０ １年 ９月 ２ ２日点炉 ，运 行 二 个月 来 ， 行正 常 。部 分运 行数 据见 表 １ 运 。
表 １ ２ １ 年 １ 月 热 水 型 盐 酸 炉运 行 部 分 数 据 ０１ ０
电化 厂 综合 办工 作 。
第 ３期
吕旭 琦 ， ： 水型 二合 一石 墨盐酸 炉 的运 行情 况 等 热
２ ９
氯化氢 气体 ，经 浸在 补充循 环水 中 的石墨 管从上 部 进入 石 墨 冷却 器 ， 时 ， 度 控 制 为 ２ ０℃ 以下 ， 此 温 ５ 与 从冷却 器来 的炉 气与 尾气 吸收塔 来 的衡酸 一起从 上
ｇ ａ ｓｗｅ ｅａ ｈｉｖ ｄ． ｏ ｌ ｒ ｃ ｅ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：
在传 统合 成盐 酸炉 的生产 过程 中 ，要 释放 大量 热 能 。 部分热 能原 来需 用冷却 水来 吸收 ， 这 不仅 消耗
大量 冷却 水 ， 而且热 能未 得到 充分利 用 。
上 海氯碱 股份 有 限公 司与南通 鑫宝石 墨公 司合 作 ，对 电化 厂 ２台合成 盐酸炉 改造 成热水 型二 合一 石 墨合 成炉 ， 热 能 回收 制成 热水 ， 将 用来驱 动开 利公
改造 后盐 酸炉 工艺 流程 图见 图 ２ 。
氢气 与 氯气在 合成 室 内中燃烧 ，生成氯 化氢 的
Байду номын сангаас
流 程与传 统盐 酸合 成炉 流程 一致 。
【 简介】 作者 吕旭琦 （９ ３ ）毕业于上海工程技术大学化学工程与工艺专业 ， １８ 一 ， 本科学历 ， 助理工程师 ， 海氯碱化 工股份有 限公 司 上

设备 ； 中压 蒸 汽用 于其 他加 热设 备 ， 途 更 加 广 泛 。 用 二 合一 副 产蒸 汽合 成 炉利 用氯 气 和氢气 燃 烧 时放 出 的反应 热 ， 并将 反 应热 转 变成 中压 蒸汽 。 由运行 结果 可 以看 出 。 合一 副产 蒸 汽炉 具有 明显 的优 越 性 。 二 （ ） 合一 副产 蒸 汽 炉 蒸 汽段 为钢 制 水 冷 壁 炉 Ｉ二
第 ９期
２ １年 ９月 ０１
中 国氯碱
Ｃ ｉ ａ Ｃ ｌ ｒ Ａｌ ａ ｉ ｈｎ ｈｏ— ｋ ｌ ．
Ｎｏ９ ． Ｓ ｏ． ｅ ． ２０１ １
二合一 副产 蒸汽氯化氢合成炉运行总结
张 同荣 。 柯 曾
（ 庆三 阳化 工有 限公 司 ， 重 重庆 ４ ４ ０ ） ０ ０ ０
西 北地 区重 要 的有 色金 属冶 炼精 深 加工产 业 基地 。
甘 肃 民勤 ６ ０万ｔ ／ ａ电石 和
２ ｏ万ｔ ０ ／ 泥 生产 线 项 目开 工 ａ水
日前 ， 疆 阜 康 市新 引进 的 ２ 新 ６家 企 业 。 大 批 一 工业 项 目集 中开 工 。 近 年来 ， 阜康 积极 扶 持发 展 煤 电煤化 工产 业 ， 加 速 煤 电煤 化 工产业 间的耦 合 ， 动产业 升 级换 代 ， 推 涌
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｆ ｗ ａ ｄ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓｏ － ｎ ｏ ｅ ｈ ｄ ｏ ｈ ｏ ｃ ａ ｉ ｙ ｔ ｅ ｉ ｕ ｎ ｃ ｉ ｙ ｓ ｒ ｃ ： ｈ ｒ ｃ ｓ ｏ ｎ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉ ｆｔ ｌ ｓｃ ｗｏ ｉ － ｎ ｙ ｒ ｃ ｌｒ ｃｄ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｒ ａ ｅ ｗ ｔ ｂ － ｉ ｆ ｈ ｐ ｏ ｕ ｔ ｓｅ ｍ ｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ，ａ ｄ ｉ ｅ ｅ ｉ ｎ ｕ ｒ ｄ ｃ ｔａ ｗ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｎ ｔ ｂ ｎ ｆ ｓ ａ ｄ ｓ ｍｍｅ ｅ ｅ ａ ｓ ｎ ｌｚ ｄ ｓ ｔ ｙ ｒ ｗ ｒ ｌｏ ａ ａ ｙ ｅ ．Ａｎ ｈ ｄ ａ ｃ ｄ ｄ ｔｅ ａ ｖ ｎ ｅ ， ｅ ｏ ｏ ｃ ｌ ｎ ｒ ｃ ｉ ａ ｆ ｈ ｃ ｎ ｌｇ ｒ ｒ ｖ ｄ ｃ ｎ ｍｉ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ｌ ｅｔ ｈ ｏ ｏ ｙｗｅ ｅｐ ｏ ｅ ． ａ ｃ ｏｔ ｅ Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ｄ ｏ ｈ ｏ ｃａ ｉ ； ｔ ａ ｂ － ｒ ｄ ｃ； ｙ ｔ ｅ ｉｆ ｒ ａ ｅ ｙｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｃ ｌ ｒ ｃ ｄ ｓｅ ｍ； ｙ ｐ ｏ ｕ ｔ ｓ ｎ ｈ ｓｓｕ ｎ ｃ ｉ

4 检修施工程序
7 检修验收
(1)
设备检修完成后按检修相关标准及时进行
验收。
(1)
参 加 检 修 人 员 必 须 经 过 安 全 教 育 ，坚决杜绝
(2)
设备检修完成由甲乙双方共同验收并签字，
不合格人员进人检修现场，检 修 前 ，保证人厂人员全
即内部验收。
部 接 受 安 全 教 育 ，并 在 安 全 员 处 登 记 教 育 台 帐 。
中盐内蒙古化工股份有限公司拥有3 6 万t/a 烧 碱 、4 0 万t/a 聚氯乙烯装置、1 0 套副产热水氯化氢合 成 炉 ，每 台 产 能 120 t/d 、l 套 副 产 0.8 MPa饱和蒸汽 氯化氢合成炉（正在建设中，150 t/d )。合成炉每年清 洗 及 大 修 一 次 ，在 合 成 炉 安 装 拆 除 过 程 中 存 在 一 定 的风险。
化氢出口管线。 (12) 系统试漏„
3 现场施工组织情况负责人职责
用 时 ，应减轻一些承重。
6 检修质量保证措施
(1)
安装好后及时通水试压检查合成炉是否泄
负 责 人 有 检 修 负 责 人 、技 术 负 责 人及安全负责
漏 ，整个合成炉氯化氢侧必须用氮气打压试漏，打压
人。
后必须做好打压记录并随设备检修方案保存。
第6 期 2021年 6 月
中国氯碱 China Chlor-Alkali
No.6
Jun.,2021
21
氯化氢合成炉检修总结
姚志国 (中盐内蒙古化工股份有限公司，内 蒙 古 阿 拉 善 盟 750336)
摘 要 ：氣化氢合成作为聚氯乙烯生产的中间环节，具有举足轻重的作用，氣化氢合成炉作为氯碱生
产 的 关 键 设 备 ，保 证 检 修 质 量 和 安 全 至 关 重 要 。

二合一石墨合成炉采用独特的高纯石英灯头 , 灯头独特 的湍流设计使氯气 和氢气混合 均匀 , 燃烧彻底 , 并且生成 的 氯化氢气体纯度高, 不含游离氯.由于是正压操作 , 助燃性 气体无法进入系统, 安全性增强.
2S 实现 了 D 控采用 D S C 控制系统 , 整套装置 自动化水平高 , 能 耗低, 环境污染小 , 操作简单.其先进性表现在 : () 1氯气 , 氢气运行压力平稳 氯, 氢处理工序来的氯气, 氢气压力若不稳定 , 会给生产
二合一石墨合成炉采用改性树脂代替普通树脂浸渍石
墨. 其主要性能如表 1 所示 .该石墨在强度 , 导热系数 , 耐温
性, 密度等方面都高于普通不透性石墨.该设备运行平稳可
靠, 寿命一般在 1 年 以上 , 3 而钢制合成炉寿命仅 4 年. ～5
表 1 改性树脂浸渍石墨与普通树脂浸渍石墨的性能
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第 7期
20 0 5年 7月
聚 氯 乙 烯
P lvn l lr e o y i y o i Ch d
NO. 7
J 1, 0 5 u. 2 0
【 来稿摘登】
能 , 聚合 反应 后 期 的传 热 效 果 及 缩 小 水 油 比 , 高 产 品 改善 提
气体进入尾气塔进行吸收, 不凝气经喷射泵后排空.该工艺 反应温度高, 炉体 , 空气冷却管腐蚀严重 , 被腐蚀下来的氯化 铁粉末经常堵塞石墨列管冷却器内的列管, 增加 了原系统阻
() 2 采用高效终止剂 , 确保安全生产. () 3 利用 3 3 D S 0r 釜 C 控制 系统 , n 通过技术改造新增 1
23 生产能力大 . . 操作弹性大
该装置单套氯化氢产量可达到 2 4 . 万 a 而且操作 弹 , 性大 , 在正常负荷的 2 %～10 0 2 %均能得到合格 的盐酸和氯 化氢气体, 且不会影响设备的寿命.原来的钢制合成炉只能 达到 11 . 万 a且操作弹性范围较小 , , 普通二合一炉最大生 产能力为 14万 t .新装置扩大了吃氯能力, . / a 满足 了规模

来自氯氢干燥工段的氢气经过缓冲罐、 阻火器、 流量计， 并保持压力为 $/ $" 0 $/ $1 2%+， 通过调节 阀进入石墨合成炉。 氯气经缓冲罐， 并保持压力 $/ .# 0 $/ .( 2%+ 进入合成炉， # 种气体在石墨炉内 三层管的灯头上燃烧化合， 生成氯化氢气体， 进入炉
第 )) 期
#
运行情况总结
#$$" 年 # 月 1 日二合一石墨合成炉一次点火 成功， 经过几个月的运行， 逐渐显示出了其较钢制炉 7 . 8 生产能力及操作弹性大。 明显的优势： . 台石墨 炉就可完全替代原来 ! 台钢制炉， 且能在生产能力 7 # 8 操作环境好。 的 !$6 0 .$$6 范围内操作； 由于 石墨炉外有水夹套， 循环水将热量带走， 改变了钢制 炉直接向大气幅射热能的状况， 不仅减少了对环境 7!8 不腐 的 热污 染 ， 也 改 善了 操 作工 的 工作 环 境 ；
张树峰， 等： 二合一石墨合成炉运行总结
!"
蚀。 由于石墨不存在被氯化氢腐蚀问题， 所以彻底改 变了因腐蚀而被迫停炉、 倒炉、 换炉的被动的生产局 9 % : 成品酸质量好。 面； 由于酸中铁离子大量减少， 使 成品酸质量大幅度提高， 颜色由酱色成为几乎无色。 表 # 为 #$$% 年 & 月二合一合成炉生产记录。 经过几个月的运行， 发现二合一石墨炉主要存 9 ) : 合成炉氯化氢出口温度Байду номын сангаас高， 在 # 个问题： 一般 9 # : 合成炉出口氯化氢中易含氯。 都在 "$$ 4 以上； 通过改造夹套， 上自动配比系统及加强操作人员责 任心， 上述问题基本得到解决。
.
二合一石墨合成炉及工艺流程
二合一石墨合成炉及配套设备规格见表 .。

氯化氢(t) 蒸汽(t)
实际累计数据:
氯化氢 40,831 t
蒸汽
30,309 t
实际合成每吨氯化氢的产汽量为: 30309/40831＝0.74 t/t
理论合成每吨氯化氢的产汽量为: 44700/50000＝0.89 t/t
产率为: 0.74/0.89＝83%
四
利用合成炉副产的蒸汽
反
卤水和盐水的加热
每摩尔HCl的合成反应热
92.048 kJ
每小时产生的反应热 12,609,315 kJ/h
氯化氢带出的热量
902,250 kJ/h
蒸汽带走的热量（不考虑热损失）
11,707,065 kJ/h
理论产汽量
4.47t/h
三
表：2006年合成炉运行数据
8000
运
6000
行
数
4000
据
2000
分
0
析
5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月
应
热
冬季的取暖
的
二期时计划采用低压蒸汽制冷机组
利
进行液氯冷冻及聚合的软水升温
用
低压蒸汽年产值
216万元
五
循环水费用年节约 纯水补充年花费
22.38万元 24万元
经
经济效益计算
济
216＋22.38－24＝214.38万元/年
效
益
工艺安装总造价约320万元
约1.49年就可收回合成炉全部投资
一 设计
二 装置介绍
三 运行数据分析
目
四 反应热的利用
录
五 经济效益
六 运行效果
七 改进建议
八 技术进展

科技创新与应用 Ｉ ２产蒸汽合成炉的应用与出现的问题
李 占福
（ 黑龙 江昊华化 工有 限公 司， 黑龙 江 齐齐哈 尔 １ ６ １ ０ ３ ３ ）
摘 要： 介 绍 了氯化 氢二合 一副 产 蒸 汽合 成 炉装 置 的 生产 工 艺 ， 运行 中出现 的一 些 问题 和 解 决方 法 。根 据 装 置 的 实 际运行 情 况 表明， 氯化 氢副产蒸汽合成炉具有明显的经济效益和社会效益。 关键词： 副产 蒸 汽 ； 氯化 氢石 墨 合成 炉 ； 利 用 能源
我公司从 １ ９ ８ ６ 年引进第—套一万Ⅱ 屯 ， １ 年产离子膜烧碱开始 ，氯化 氯化氢石墨蒸汽合成炉的石英灯头结垢主要原因是因为氢气中 氢工段的合成炉经历了普通不带夹套冷却器 的碳钢合成炉、 带夹套冷 夹带的少量氢氧化钠烧碱和氯气中夹带的酸雾长期在灯头处积累形成 却器的碳钢合成炉以及带冷却夹套的石墨合成炉过程。单台带夹套碳 的， 石英灯头结垢会使氯气和氢气流通的通道不畅通， 致使混合效果变 钢合成炉生产能力比较低 ， 在合成炉内氯气和氢气的燃烧时 ， 反应热传 差 ， 氯气和氢气燃烧反应不充分 ， 甚至会产生对后续聚氯乙烯生产产生 递给合成炉夹套中的循环水 ， 增加了循环水温度＇ 在夏季由于循环水温 有害的游离氯。 因此 ， 要求氯化氢合成工段对合成炉的石英灯头连续运 度的增高 ， 影响了整个装置的满负荷生产。２ ０ ０ ９ 年我公司扩产购进了 行 ２ 个月左右， 就要拆检一次， 查看并清除灯头内的结垢。同时加强前 六台二合一氯化氢石墨副产蒸汽合成炉 ， 并于 ２ ０ １ ０ 年１ １ 月顺利投产， 部工序的操作控制 ， 减少原料气的酸雾和碱雾的夹带。 经过近三年来使用， 六台氯化氢石墨副产蒸汽合成炉生产运行较好 ， 并 ３ ． ２氯化氢二合一蒸汽石墨合成炉炉体石墨块密封垫渗漏 且合成炉副产出的蒸汽已经应用到其他工段 。 从氯化氢二合一蒸汽合成炉运行的近三年时间内， 出现过两次石 １氯化氢二合一副产蒸汽合成炉的生产工艺主要包含氯化氢合 墨炉体密封垫渗漏的事故。最严重的一次是炉膛石墨筒体的密封垫发 成气的生产； 同时又能生产出低压蒸汽。首先， 氢气经过氢气过滤器脱 生渗漏， 导致夹套 内无离子渗入炉堂内， 致使运行着氯气 、 氢气石英灯 出氢气中夹带的部分水蒸气， 送到氯化氢合成炉的氢气入 口调节阀； 氯 头炸裂， 导致燃烧的火焰熄灭 ， 少量没有反应的氯气进入氯乙烯合成 的 气经过氯处理的五个玻璃钢塔的干燥脱水处理后 ， 送到氯化氢合成炉 混合器中， 最终造成后续氯乙烯合成装置连锁紧急停车的事故。 密封垫 氯气调节阀； 通入的氯气和氢气经过调节阀按一定的比例在蒸汽合成 渗漏完全是偶然性事故 ， 但副产蒸汽合成炉的密封垫大部分都是挤压 炉炉底灯头处充分混合后燃烧 ， 炉膛内产生的氯化氢气经过炉顶部的 式 的密封 ， 密封 点多 ， 密 封面 积大 ， 所 以 出现 密封 垫 的渗漏 事故 不得 不 块孔 式石墨初 步冷却 ， 再 经过合 成炉外部 的一级 、 二 级石 墨冷却器 的二 防。首先加强操作工的巡检频次 ， 如发现合成炉的冷凝水增多 ， 则很有 次冷却后， 直接送聚氯乙烯合成工段生产氯乙烯 ， 或送降膜吸收器中生 可能发生密封垫渗漏。其次， 对视镜及防爆膜等处 ， 便于拆卸的密封点 产盐酸。 副产蒸汽是在合成炉的夹套层中产生的。 夹套中的无离子水吸 进行周期性检查 ， 及时更换破损和老化的密封垫。另外， 对密封垫的采 一定 要购进 质量好 的聚 四氟 乙烯密 封垫 。 收氢气、 氯气的燃烧反应热 ， 使夹套 中无离子水逐渐沸腾蒸发， 产生的 购 也要进行 加强监 督 ， 蒸汽在夹套层顶部排出， 用于烧碱装置一次盐水化盐和聚氯乙烯装置 ３ － ３氯化氢二合一副产蒸汽合成炉在长时间连续生产后 ， 发现合 聚合工段汽提塔使用 ； 在冬天一部分副产蒸汽还用于生产厂房采暖。 成炉夹套层中底部的无离子水 ｐ Ｈ值会逐渐降低 ， 显示弱酸性 ； 而且在 ２生 产运行 清况 ． 合成炉 夹套层底部 取 出的水样 的水质浑 浊发红 。 出现这 种现象 主要原 新上的六台氯化氢二合一副产蒸汽合成炉运行近 ３ 年 的时间 ， 生 因是合成炉夹套层底部所存的纯水受到长期蒸发，使水的浓缩 比逐渐 产运行平稳 ， 蒸汽合成炉的氯化氢合成气质量较好， 能满足后续生产要 提高 ， 进一步使水的氢离子含量提高 ， 导致 ｐ Ｈ值的降低。而水质发红 求， 副产蒸汽 也能够被 有效 的利用 。 主要是因为夹套层外部是钢制壳体 ，是钢制壳体的铁离子进 ＾ 水中的 ２ ． １在 实际生产 过 程 中 ， 经 过长 时间观 察总结 ， 一 台蒸 汽合 成炉 每 原故。针对上述 晴况， 我们经过开会研究分析 ， 决定采取了以下应对措 天生产氯化氢可达 １ ２ ０吨。 新合成炉灯头上半部分采用石英材质 ， 它的 施 ： 结构轻便， 并且耐高温、 耐腐蚀。灯头设有两层氢气喷 口， 一层氯气喷 （ １ ） 每班 分析合 成炉 夹套层 的无 离子水 ｐ Ｈ值 一次 ， 发现合 成炉 夹 口， 两层 氢气 喷 口夹 着一层 氯气 喷 口， 灯头 上下 贯通 ， 火焰 呈直 线形 喷 套层的无离子水 ｐ Ｈ值偏低时 ，向合成炉夹套层加入适量的碳酸钠进 出， 燃烧时氢气内外包 围氯气 ， 使氯气反应完全彻底。蒸汽合成炉炉堂 行中和调节。 （ ２ ） 设合成炉夹套污水排放 口， 小流量连续排放夹套水， 排 内径为 １ ５ ０ ０ ａ ｒ ｍ， 高度 ８ 米。比原合成炉内径大很多， 并且炉膛也比原 放出的合成炉夹套水进入到水 回收系统， 用于其他方面用水。（ ３ ） 当合 碳钢合成炉的炉膛更高 ， 这样才能提供氯气和氢气更大的反应空间， 氯 成炉夹套层的无离子水的水质浑浊程度特别严重时，全部排放更换夹 气和氢气反应比较完全 ， 蒸汽合成炉由于夹套层水温高， 所以氯化氢在 套水 。 炉内的初步冷却效果差 ， 为了使大流量的氯化氢气能够充分冷却 ， 蒸汽 ４结束语 合成炉上部配套了块孔式冷却器， 通人循环水进行初步冷却， 然后再进 氯化氢 石墨 副产蒸 汽合成 炉经 过运行 使用 后 ， 它 首先 解 决 了公 司 入一级 、 二级氯化氢石墨冷却器进行冷却器。 生产过程中， 由于氯化氢产能不足影响离子膜装置产量的， 为后续聚氯 ２ ． ２蒸 汽 的生产 乙烯的生产提供了充足的氯化氢气体。 其次蒸汽合成炉使用无离子水 ， 氯 化氢石 墨副产 蒸 汽合成炉 单 台蒸汽产 量每 天可 达 ３吨 ， 蒸 汽设 改变 了原来循环水的水质 ， 这很大程度上缓解 了石墨炉体结垢的弊病 ， 计压力 为 ０ ． ３ ＭＰ ａ 。生 产蒸汽 用 的原水是 从纯 站送来 的无 离子水 ， 无离 可节 省石 墨炉体每 年除垢 清洗 的费用 １ ０ 万 元 。最 后 ， 氯化氢 石墨 副产 子水进 入合成 炉夹套 层后 ， 被合 成炉 内的反应热 加热 至沸腾状 态 ， 变成 蒸汽合成炉最大的优点就是利用了氯气与氢气燃烧 时放出的反应热 ， 蒸汽后送至烧碱装置一次盐水用于化盐和聚氯乙烯装置聚合工段汽 并 将反应 热转变成 低压 蒸汽 ，再 以蒸汽做 为烧碱 装置一 次盐水 化盐和 提塔 使用 。 聚氯乙烯装置聚合工段汽提塔的热源； 同时也减少了氯化氢一级 、 二级 按现有氯化氢副产蒸汽合成炉的生产条件 ， 一 氯化氢石墨副产蒸汽合成炉为了生产蒸汽 ， 需要尽量将氯气和氢 石墨冷却器循化水用量。 气的反应热传递给夹套 中的无离子水， 新石墨炉体在石墨外壁上钻径 台合成炉每天可节省费用 ９ ３ ６ ０ 余元 ， 每年经济效益 十分显著． 。同时 ，