乙炔清净塔填料结垢清洗工艺

第４３卷第２期　２０１５年２月　聚氯乙烯　Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ　Ｃｈｌｏｒｉｄｅ　Ｖｏ１．４３，Ｎｏ．２　Ｆｅｂ．，２０１５　

乙炔清净塔填料结垢清洗工艺　

齐念先　（河南神马氯碱发展有限责任公司，河南平顶山４６７２４２）　

［关键词】乙炔；清净塔；填料；结垢；化学清洗　［摘要］分析了电石法ＰＶＣ生产过程中乙炔清净塔内填料结垢的原因，并提出了化学清洗方法，采用该方　法清洗清净塔和中和塔比更换填料可节约１８１．６万元，且耗时少，效果明显。　［中图分类号］ＴＱ２２１．２４２；ＴＱ３２５．３　［文献标志码】Ｂ　［文章编号】１００９－７９３７（２０１５）０２—００２２—０４　

Ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ａｃｅｔｙｌｅｎｅ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏｗｅｒ　ｐａｃｋｉｎｇ　

ＱＩ　Ｎｉａｎｘｉａｎ　（Ｈｅｎａｎ　Ｓｈｅｎｍａ　Ｃｈｌｏｒ—Ａｌｋａｈ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐｉｎｇｄｉｎｇｓｈａｎ　４６７２４２，Ｃｈｉｎａ）　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｃｅｔｙｌｅｎｅ；ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏｗｅｒ；ｐａｃｋｉｎｇ；ｓｃａｌｉｎｇ；ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｃａｌｉｎｇ　ｃａｕｓｅ　ｏｆ　ａｃｅｔｙｌｅｎｅ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏｗｅｒ　ｐａｃｋｉｎｇ　ｉｎ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｃａｒｂｉｄｅ　ｂａｓｅｄ　ＰＶＣ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｓｅｄ，ａｎｄ　ａ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐａｃｋｉｎｇ，ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃｏｕｌｄ　ｓａｖｅ　１．８　１　６　ｍｉｌｌｉｏｎ　Ｒ．ＭＢ￥ａｎｄ　ｔａｋｅ　ｌｅｓｓ　ｔｉｍｅ．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｗａｓ　ｍｏｒｅ　ｏｂｖｉｏｕｓ．　

河南神马氯碱发展有限责任公司（以下简称神　

马发展公司）ＰＶＣ生产能力为３０万ｔ／ａ，共有１０万　ｔ／ａ和２Ｏ万ｔ／ａ　２条ＰＶＣ生产线，共用１套３０万ｔ／ａ　

的湿法乙炔生产装置，因此乙炔生产线出现任何问　题，都会影响到两条ＰＶＣ生产线的稳定生产。　

工业电石由７５％～８３％（质量分数，下同）的　ＣａＣ２、７％～１４％的ＣａＯ、０．４％～３％的Ｃ、０．２～　２％的ＣａＳ及少量Ｃａ，Ｐ。等构成，因此电石与水反应　生成的乙炔中含有硫化氢、磷化氢、ＣＯ，等杂质气　体，使乙炔纯度降低，若不经处理就送至转化工序，　

不但会降低合成工序的转化率，还将显著降低精馏　系统冷凝器的传热系数，增加尾气放空量，从而降低　

精馏收率；此外，乙炔中含有的硫化氢和磷化氢均能　与转化用催化剂发生不可逆吸附，使催化剂中毒，降　

低催化剂的使用寿命　；磷化氢还会降低乙炔的自　燃点，与空气接触会燃烧，危及生产安全。因此，粗　乙炔需经清净处理后，才能送至转化工序与氯化氢　

反应合成氯乙烯。　

１　乙炔清净工艺流程　

神马发展公司乙炔清净系统由冷却塔、１　清净　

塔、２　清净塔和中和塔组成。发生器出来的粗乙炔　

经冷却塔冷却后，一路进入气柜缓冲储存，另一路进　

入水环压缩机加压后进入１　清净塔，与２　清净塔送　

来的次氯酸钠逆向接触预除硫化氢、磷化氢等杂质，　

然后进入２　清净塔与有效氯质量分数为０．０８５％～　

０．１２％、ｐＨ值为７～８　Ｅ２］的新鲜次氯酸钠逆向接触，　

利用次氯酸钠的强氧化性，使硫化氢、磷化氢等杂质　

被氧化成酸性物质，然后进入中和塔，与质量分数为　

１０％～１５％的氢氧化钠溶液逆向接触，将乙炔中的　

各种酸性物质转化成可溶性的钠盐除去，使乙炔体　

・　［收稿日期］２０１４—１０—１０　［作者简介】齐念先（１９７６～），男，工程师，１９９９年毕业于河南大学，现任河南神马氯碱发展有限公司乙炔厂厂长，负　责乙炔生产工作。　

２２　第２期　齐念先：乙炔清净塔填料结垢清洗工艺　

积分数≥９８．５％，且不含硫化氢、磷化氢，ｐＨ值为　

７—８。压力稳定的乙炔送至转化工序与氯化氢反应　合成氯乙烯。乙炔出口管线上安装有自动回流阀，　当中和塔出口乙炔压力高时，多余的乙炔回流到清　净系统再循环，清净系统工艺流程见图１。　

图１清净系统工艺流程图　Ｆｉｇ．１　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｌｏｗ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　２　乙炔清净塔内填料结垢原因及解决措施　后，１　清净塔、２　清净塔未进行过清理。２０１３年３月　

２．１填料结垢的原因　由于粗乙炔中杂质较多，在其与次氯酸钠反应　过程中，除产生可溶于水的钠盐外，还会产生少量　

ＣａＣＯ　等不溶性物质，这些不溶性物质会逐渐附着　在塔内填料上；同时，次氯酸钠配制用水中存在的杂　

质也会随新鲜次氯酸钠一起进人清净塔，使填料间　的通道变小，最终导致清净塔阻力增大，进出口压差　

升高。自２００９年ｌ２月３Ｏ万ｔ／ａ乙炔生产装置开车　在对工艺指标检查时发现乙炔水环压缩机出口压力　增大，乙炔总管供气压力不足且不稳定，系统压差有　逐渐上升趋势，当乙炔流量提高时，压差明显上升，　

系统回流阀开度逐渐减小，只能小流量生产，直接影　响了系统的安全稳定。通过对１　清净塔、２　清净塔、　

中和塔分别进行压差测量，确认清净塔压差增大的　主要原因是结垢堵塞，需对清净塔内填料进行除垢　

处理，清洗前系统压差见表１。　

表１清洗前压差统计表（每日０点）　Ｔａｂｌｅ　１　Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ａｔ　ｚｅｒｏ　ｈｏｕｒ　ｅａｃｈ　ｄａｙ　ｂｅｆｏｒｅ　ｗａｓｈｉｎｇ　

①设定值５８　ｋＰａ。　２．２采取的解决措施　ｍｍ，每层填料体积为４８．４　ｍ。，每个塔分为２层，２　

１　清净塔、２　清净塔内为轻质强化瓷质孔板波　个塔填料共计为１９３．６　ｍ　。清净塔投用前安装新　纹填料，清净塔内径为３　７００　ｍｍ，填料高度为４　５００　填料的时间约１５天，如果先把旧填料清理出来再安　

２３　聚氯乙烯　２０１５正　

装新填料，耗时会更长。根据以往冷却塔检修情况　

（冷却塔内为鲍尔环，每年检修时都进行更换），清　理旧填料比安装新填料难度更大，即使２４　ｈ连续工　

作，用时也需２０天以上。同时塔内每层填料上部都　有分液装置，原设计为专利产品，全部为组装件，在　

短时间内拆除后恢复原状有一定难度，在短期检修　中对旧填料进行更换是不现实的，因此需采用其他　

方法对清净塔内陶瓷波纹填料进行清理，最终决定　在２０１３年４月下旬年度检修时对清净塔内陶瓷波　纹填料进行化学清洗。　

（１）对填料上的结垢取样分析。自制一个集气　瓶，在瓶内放入结垢样品，加入液体Ａ，发现反应剧　

烈且产生大量气体。为安全起见，逐滴加入液体Ａ，　

结垢逐渐与液体Ａ反应至无气泡产生，检查发现结　垢完全消失，说明清净塔内的结垢能用液体Ａ除　去。　（２）清净塔置换。由于清净塔运行过程中填料　内饱含乙炔及次氯酸钠，当进行化学清洗时，清洗液　

有可能会与填料内残存的次氯酸钠发生反应产生氯　气，氯气再与残存的乙炔反应生成氯乙炔，会产生安　

全隐患，因此清洗前必须进行彻底置换。　（３）化学清洗。　

清净塔化学清洗工艺流程见图２。　

浆池　

＾泵　Ｂ泵　图２清净塔化学清洗工艺流程图　Ｆｉｇ．２　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｌｏｗ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏｗｅｒ　首先在配制槽内按比例配制清洗液，加入缓　

蚀剂、渗透剂（为防止反应剧烈，初期清洗液浓度　不能过大，质量分数应＜２％），启动Ａ、Ｂ泵，打　开ａ、ｂ、Ｃ、ｄ阀门，将清洗液分别打入１　清净塔和　２　清净塔，对塔内填料进行洗涤，下水用软管连　

接ｅ、ｆ阀门回到配制槽，同时每０．５　ｈ对两塔下　水进行取样分析，根据分析结果向配制槽内补充　

清洗液，保证清洗安全及效果，清洗过程中清洗液　

２４　浓度变化见表２。　表２清洗过程中清洗液浓度变化　Ｔａｂｋ　２　Ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｃ０ｎｃｅｎｔｒａｔｉ０ｎ　Ｏｆ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｄｕ￣ｎｇ　ｃｌｅａｎｉｎｇ　

①追加清洗液，②１６：００、１７：００，２　、１　清净塔分别开始自循环。　至清洗液浓度变化减小后，关闭Ａ、Ｂ泵及ａ、ｂ、　

ｃ、ｄ阀门，关闭软管ｅ、ｆ阀门，停止向塔内加清洗液。　启动Ｃ、Ｄ泵，打开ｇ、ｈ、Ｊ、ｋ阀门，使清洗液分别在　

塔内进行自身循环至清洗液浓度不再变化。最后关　闭ｇ、ｊ阀门，打开ｉ、ｌ阀门，将１　清净塔、２　清净塔内　

清洗液打人中和塔，对中和塔进行冲洗，同时对１　清净塔、２　清净塔加水冲洗，冲洗水也进人中和塔，　

分析中和塔下水至ｐＨ值为７为止。　３　清净塔清洗后运行情况　

１　清净塔、２　清净塔经化学清洗后，塔内结垢得　到有效处理，系统运行平稳（清洗后系统压差见表　

３）。　４效益分析　

轻质强化瓷质孔板波纹填料价格为１０　０００～　１１　０００元／ｍ　，按１０　０００元／ｍ　计，则２台清净塔填　

料价值为：４８．４　ｘ２　ｘ２×１０　０００＝１９３．６万（元）。　更换填料人工费用：每人按２００元／日计，共需　

１０人，２０日完成，则人工费用为２００×１０×２０＝４万　（元）。　化学清洗费用：２台清净塔共１６万元。　

则采用化学清理可节约费用‘：１９３．６＋４—１６＝　１８１．６（万元）。　（下转第２７页）

　第２期　邱颖：电石单耗的影响因素　

乙炔含量外，最直观的方法是观察精馏尾气排放量。　

在转化器数量能充分满足生产需求且原料气合格的　

情况下，根据触媒的使用时间，控制单台转化器的进　

气量，将转化反应带的反应温度控制在１３０～１６０　

℃，基本就能保证乙炔的转化率。从生产经验来看，　

控制好乙炔和氯化氢的配比，根据单台转化器出口　

乙炔含量及时翻倒触媒，控制好冷却水的温度和流　

量，是控制好转化反应的关键。　

近年来，逐渐被各生产厂家使用的尾气回收技　

术在一定程度上减少了乙炔的损失，其中膜回收和　

变压吸附中应首选变压吸附，因为膜的使用寿命短，　

换膜费用高，且回收率也略低于变压吸附装置。　

３．５提高聚合收率　

此处的聚合收率包括聚合和干燥两道工序的收　

率。要提高聚合收率，除了要保证氯乙烯反应完全，　

还要减少废料的产生。　对氯乙烯反应效果影响显著的是乳化剂品质及　

引发剂用量，其中乳化剂品质更为关键。　废料是指渣料及落地料，在ＰＶＣ生产中，渣料　

的量远大于落地料。渣料来源于聚合过程，其影响　

因素很多，在原辅料品质及用量不变的情况下，主要　受清釜质量及冷冻水温度的影响。为保证清釜质　

量，必须保证清釜水压及清洗时间，一般清釜水压控　

制在３０　ＭＰａ，清洗时间控制在５０　ｍｉｎ。选择合适的　

防粘釜剂也可以减少废渣料的产生。落地料主要产　

生于包装工序，包装袋的质量及包装机过料的均匀　

性是影响落地料量的主要因素。　

４　结语　

综上所述，把握住电石流失的各个环节，减少排　

放损失，采取有效的回收技术，必然能控制好电石单　

耗。　

［参考文献］　

［１］郑石子．聚氯乙烯生产问答［Ｍ］．北京：化学工业出版　社，１９８６：７２．　［编辑：郝晶］　

（上接第２４页）　表３清洗后压差统计表（每日０点）　Ｔａｂｌｅ　３　Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ　ａｔ　ｚｅｒｏ　ｈｏｕｒ　ｅａｃｈ　ｄａｙ　ａｆｔｅｒ　ｗａｓｈｉｎｇ