乙炔发生器溢流管的改造
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第４２卷第２期 ２０１４年２月 聚氯乙烯
Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．２
Ｆｅｂ．，２０１４
乙炔发生器溢流管的改造 赵峰’ （内蒙古乌海化工有限公司，内蒙古鸟海０１６０３４）
［关键词】ＰＶＣ；乙炔发生器；溢流管；工艺改造 ［摘要］对乙炔发生器溢流管进行了改造，降低了乙炔发生器压力和电石消耗，优化了操作条件，使乙炔收 率由８６．８１％提高至８８．５３％，可节约电石成本１ ０８３．６万元／ａ，经济效益显著。 ［中图分类号］ＴＱ３２５．３；ＴＱ０５２．５ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００９－７９３７（２０１４）０２－００２２－０３
Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｏｖｅｒｆｌｏＷ ｐｉｐｅｓ ｏｆ ａｅｅｔｙｌｅｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ＺＨＡＯ Ｆ帆ｇ （Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｗｕｈａｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｉ ０１６０３４，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ；ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｏｖｅｒ￣ｏｗ ｐｉｐｅ；ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｒｏｕｇｈ ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｐｉｐｅｓ ｏｆ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ，ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ａｎｄ ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｉｄｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｒｅｄｕｃｅｄ，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｚｅｄ，ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｗａｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ８６．８１％ｔｏ ８８．５３％，ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｏｆ ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｉｄｅ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓａｖｅｄ ｂｙ １０．８３６ ｍｉｌｌ￣ｏｎ Ｒ．ＭＢ￥ｐｅｒ ｙｅａｒ．ａｎｄ ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓ ｗｅｒｅ ｏｂｖｉｏｕｓ．
内蒙古乌海化工有限公司（以下简称乌海化工 公司）第２期ＰＶＣ装置在实际运行过程中，乙炔发 生器存在反应不易控制的问题，特别是发生器压力 波动较大。当发生器压力过低时，会出现排渣不畅、 溢流、断流的现象；而当压力较高（１６ ｋＰａ）时，虽然 溢流畅通，但会出现发生器压力过大现象，不利于安 全生产，甚至溢流中夹带大量的乙炔气，从而造成乙 炔收率低、电石消耗高。乌海化工公司根据跟踪检 查情况，并结合测量核算数据，认为溢流管工艺设计 不合理。经分析比较后，制定了相应的改造方案，从 改造后的生产运行情况看，效果良好。 １ 乙炔发生器溢流管改造前后工艺数据 （１）原溢流工艺相关数据。 乙炔发生器溢流管改造前，原溢流工艺相关数 据如图１所示。 从原有配管看，第２期ＰＶＣ装置中乙炔发生器 溢流管出口高出发生器加料筒底端６５０ ｍｍ。因 此，溢流不但要克服３道溢流管的阻力，还要克服不 小于６５０ ｍｍ质量分数约为１０％的电石泥阻力。事 实上，发生器的液面以保证电石料管插入液面２００— ３００ ｍｍ为宜 ¨。经多方面分析认为，现有溢流管 高度是造成发生器排渣不畅的一个主要原因。
图１原溢流工艺相关数据 Ｆｉｇ．１ Ｄａｔａ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｕｎｉｍｐｒｏｖｅｄ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｐｒｏｃｅｓｓ
・ ［收稿日期】２０１３—１１－０５ ［作者简介】赵峰（１９６５一），男，高级工程师，毕业于武汉工程大学有机化工专业，长期从事ＰＶＣ生产技术管理工作， 已在国内公开核心专业刊物上发表论文１５篇，现任内蒙古乌海化工有限公司联丰稀土化工研究院部门经理。 ２２ ’ 第２期 赵峰：乙炔发生器溢流管的改造 （２）改造后溢流工艺相关数据。 乙炔发生器溢流管改造后，溢流工艺相关数据 如图２所示。
图２改造后溢流工艺相关数据 Ｆｉｇ．２ Ｄａｔａ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｐｒｏｃｅｓｓ 乌海化工公司结合现场实际情况，将一级排渣 管高度下降了２２０ ｍｉｔｔ。将最后一级排渣管出口最
低端距楼面高度由原来的由２ ３７０ １１１１１１降低为１ ９５０ １Ｔ／１Ｔ／，实际位差从原来的６５０／Ｔ／１２１降为２３０ １３＂１１１１，位差 比原来减小了４２０ ｍｍ，有效降低了系统的阻力。 还在溢流管底部增加了冲洗水，从而减少了排渣时 排出的生电石量，有效地控制了电石消耗，降低了生 产成本。 ２ 改造前后乙炔发生器溢流口处电石泥中 乙炔含量对比 乙炔发生器溢流口改造前后，分别对４台乙炔 发生器排渣口处的电石泥进行取样分析，相关数据 见表１。 从表１分析结果可以看出：乙炔发生器改造 前，电石渣中的乙炔气体积分数在１．８％左右，改 造后的体积分数在０．６％以下。这主要是因为溢 流管改造后，乙炔发生器的压力下降，因而操作更 加平稳。
表１乙炔发生器溢流管改造前后排渣口处电石泥中含乙炔体积分数分析结果汇总 Ｔａｂｌｅ １ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｖｏｌｎｍｎ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｃｅｔｙ ｌｅｎｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ｉｎ ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｉｄｅ ｓｌｕｒｒｙ ａｔ ｓｌｕｄｇｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｐｉｐｅ ｏｆ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ ％
注：以上取样均在发生器各项指标控制正常的情况下进行。 ３发生器溢流情况
改造前，当发生器溢流管压力较小（６ ｋＰａ左 右）时，会出现断流、排渣不畅甚至无法排出的问 题，发生器的效率低，４台发生器还不及同行业３台 发生器的生产能力，常常需要人工清理排渣口。为 了减少这种现象，人为规定２ ｈ排渣１次，同时在溢 流管线上安装专用的冲洗装置，规定操作人员定期 对其进行清理，以消除最低点可能产生的渣浆沉淀 而造成的堵塞现象。但这样不仅使操作人员劳动强 度增大，而且实际使用效果也不好，同时也不利于安 全生产。 改造后，基本消除了原有的溢流不畅甚至断流 的情况，４台乙炔发生器的溢流控制相对平稳，更重 要的是，原来生产中需要操作人员经常打开冲洗水 冲洗溢流口的情况大为减少，基本靠自然溢流的冲 洗即可消除溢流口堵塞。 ４发生器的压力情况 改造前，为了使溢流顺畅，同时有效提高生产能 力，在实际生产中以能否在设定流量（１１ ０００ １７１ ／ｈ 左右）下保持气柜高度稳定为依据，因此发生器压 ２３ 聚氯乙烯 ２０１４年 力严重偏离工艺指标，最高时压力达１８ ｋＰａ，大大超 过了发生器的设定操作压力（４—１６ ｋＰａ），其最大的 危害就是为了尽可能地保持生产流量而使加料强度 增大，从而导致大量的生电石未完全反应就排出发 生器，被泥浆包裹停留在发生器的排渣口处，最终被 排入地沟。 改造后，操作情况得到了极大的改善，目前发 生器的实际运行压力大多情况下为１Ｏ～１２ ｋＰａ， 两条生产线乙炔流量在１１ ０００ ｍ。／ｈ左右，实际 ＰＶＣ产量可达２４ ０００ ｔ／月，基本达到了设计生产 能力，同时发生器压力比以往实际控制的１５～１６ ｋＰａ有明显的降低，而且一般情况下溢流管不用冲 洗。乌海化工公司安排管理人员分别对４台乙炔 发生器轮流检查，发现溢流管内基本没有积渣，这 不仅极大地减轻了操作人员的劳动强度，也有效 地提高了发生器操作的安全性，同时，因发生器操 作压力降低，也消除了大量乙炔气间断性夹带排 放的现象。 ５ 乙炔收率 乙炔发生器溢流管改造前后统计的乙炔收率情 况如表２所示。 表２ 乙炔发生器溢流管改造前后乙炔收率统计 Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｙｉｅｌｄ ｂｅ￣ｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｖｅｒｆｌｏｗ ｐｉｐｅ ｏｆ ａｃｅｔｙｌｅｎｅ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ． ％ 改造前 改造后 ８６．４０ ８６．１０ ８７．１０ ８６．５０ ８７．３５ ８５．６０ ８７．７０ ８７．２Ｏ ８６．５０ ８７．６０ ８８．００ ８９．５０ ８８．２Ｏ ８８．１０ ８８．２０ ８８．２Ｏ ８８．７０ ８９．８０ ８８．３Ｏ ８８．３Ｏ 表２中数据是按电石的用量及发气量与实际生 产累积的乙炔气产量所计算的收率统计结果，虽然 可能存在计量误差，但从统计数据看，乙炔发生器溢 流管经改造后，乙炔收率由８６．８１％提高到 ８８．５３％，得到了明显的提高，从而使电石消耗下降。 ６经济效益 通过此次技术改造，乌海化工公司第２期ＰＶＣ 装置乙炔发生工段的生产情况有了明显改观，电石 ２４ 消耗降低，从实际生产统计数据来看，实物及折标电 石消耗量都有了不同程度的降低，从而使乌海化工 公司的电石消耗与行业先进水平之间的差距进一步 缩小。经核算取得了明显的经济效益。 该项技改项目，单台发生器材料及人工费约 ４万元，４台发生器总计共１６万元左右。 乙炔收率的提高，使ＰＶＣ生产中的电石消耗明 显降低，仅从乙炔工段来看，改造后乙炔平均收率从 ８６．８１％提高到８８．５３％，提高１．７２个百分点，以乌 海化工公司电石发气量２８２ Ｌ／ｋｇ计，原１ ｔ电石可 产生的乙炔量平均为：１×２８２×８６．８１％＝２４４．８０ （ｍ ）。 改造后，１ ｔ电石可产生的乙炔量平均为：１× ２８２ ｘ８８．５３％＝２４９．６５（ｍ ）。 以乌海化工公司第２期ＰＶＣ装置１４０ ０００ ｔ／ａ 规模ＰＶＣ为准进行核算，按该条件下生产１ ｔ ＰＶＣ 消耗实物电石１．５ ｔ计，则可节约电石量为：１．５× １４０ ０００ Ｘ（２４９．６５—２４４．８０）＋２８２＝３ ６１２（ｔ／ａ）。 电石单价按３ ０００ ｔ计，则改造后节约电石 成本为：３ ６１２×３ ０００÷１０ ０００＝１ ０８３．６（万元／ａ）。 ７ 结语 通过对乙炔发生器溢流管进行改造，在其他条 件不变的情况下，以较少的资金投入（１６万元左右） 使乙炔收率从８６．８１％提高到８８．５３％，取得了较好 的经济效益，这充分显示了技术进步对企业节能降 耗的巨大作用。事实上，当企业发展到一定程度，管 理所能产生的降低成本的空间相对有限，企业必须 依靠技术改造和技术进步等多重手段来全力推动企 业的发展。当然，要从根本上解决上述问题，必须增 加电石泥中的乙炔回收装置，下一步乌海化工公司 计划上马这一项目，并对第２期ＰＶＣ装置中乙炔发 生器的电磁振荡加料器重新选型，将目前的额定式 加料改为可控调频式加料，这样将使乙炔发生器的 反应更加平稳，电石的利用率更高，届时，乙炔的收 率还会得到进一步提高，从而使生产成本得到进一 步的降低。 ［参考文献］ ［１］郑石子，颜才南，胡志宏，等．聚氯乙烯生产与操作［Ｍ］． 北京：化学工业出版社，２００８：Ｉ１０． ［编辑：陈立春］
