氯乙烯机后酸性产生的原因与改造
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第l0期 2008年10月 中国氯碱
China Chlor—Alkali No.10 Oct..2008 35
氯乙烯机后酸性产生的原因与改造
姚静。惠正纲 (无锡格林艾普化工股份有限公司,江苏无锡214041)
摘 要:氧乙烯压缩机后放水酸性较高,会导致压缩与精馏设备腐蚀加剧,还影响到生产的稳定和最 gS-. ̄产品质量。通过跟踪测定,分析其生成原因,采取相应的整改措施,取得了良好效果与经济效益。
关键词:氯乙烯;酸性;腐蚀 中图分类号:TQ325.3 文献标识码:B 文章编号:1009-1785(2008)10-0035-03
The reas0ns 0f acidity water production 0f vinyl chloride
compressor and its renovation l 0‘ - 0
YA0 Jing,HUI Zheng-gang
(Wuxi Green Apple Chemical Industry Co.,Ltd.,Wuxi 214041,China) Abstract:The water from vinyl chloride compressor was high acidity,which intensified the corrosion of the
equipment of compression and rectification.And the stable production an.d the products quality were
influenced.After particularity tracking and determination,the forming reasons were analysed,and the
innovation measures were adopted.The effect and economic profit were better.
Key words:vinyl chloride;acidity;corrosion
1氯乙烯压缩机机后酸性产生的原因
近几年来,随着自产单体生产规模的不断扩大。 压缩机机后放水呈酸性。造成压缩与精馏设备管道 腐蚀。经检测,pH值达2~4,夏季尤甚,致使在七八
月份中。从压缩机出口管道氯乙烯至聚合单体计量
槽。许多中间设备、管道发生针眼腐蚀与泄漏,如尾 气冷凝器、中间槽、低沸塔塔釜、单体储槽等。平均每
年需更换全凝器、尾气冷凝器等设备数台。频繁的检 修和更换工作,使生产处于被动状态,生产进度与消
耗受到显著影响。同时由于氯乙烯属易燃易爆高危 化学品,对安全生产十分不利。现生产中多数设备与 管道均为碳钢材质,酸性物质易与之发生化学反应, 生成Fe 、Fe 等杂质粒子,污染了氯乙烯单体,影响 了树脂白度、杂质粒子数和热稳定性等质量指标。 为查明酸性产生原因,在碱洗塔缓冲器、机前冷
凝器、机后冷却器、水分离器、单体计量槽的排放口
等进行跟踪检测pH值,情况见表l。 机前温度高时.机后酸性相应也较高。这是因为,
氯乙烯是热敏性物质,当温度>l10 时易分解,从而 表1有关部位的pH{l[情况
解析出HC1等酸性物质。记录显示,夏季生产中压缩
机出I:1温度曾高达120~125℃,因此即使有微量氯乙 烯发生高温分解。在较少的机后水中也会产生高酸性
现象.导致机后设备和管道发生严重腐蚀。另外氧的 存在也有影响.由于系统中总是有少量的氧存在,它 与氯乙烯反应生成过氧化物.再水解形成甲酸、甲醛、 盐酸等酸性物质。其化学反应方程式为:
CH2=CHC1+nO2 七CH厂CHCl—O—O cH厂cHcl—O—O于 +nH20_nHCI+
nHCOOH+nHCHO 1.1机前温度过高,导致机后氯乙烯分解
夏季5℃盐水温度经常回升至1O~12℃,机前冷 36 中国氯碱 2008年第l0期
凝器由于使用日久,其热交换能力明显下降.在高生
产流量下,难以满足生产需要。机前粗氯乙烯气体温
度达25.0~26.0℃,远高于工艺控制指标(要求控制在 0~10℃)。机后温度超高,导致微量氯乙烯分解。
1。2前道工序异常,HCI进入后道生产系统 氯乙烯合成工序是压缩工序的前道工序,在生 产过程中,会有如下几种情况:
(1)HC1纯度波动大,压力不稳或配比失调。HC1 纯度波动或压力波动,使C H 与HC1配比失调。当
HC1过量,将增大水碱洗负荷,若水碱洗不能将过量 HC1除去,则有微量HC1进入压缩精馏系统.造成设
备腐蚀。操作人员未能及时调整配比时,也会产生该
情况。 (2)触媒催化效果差,合成转化率低。由于个别
转化器触媒中毒或使用过久,催化能力下降,C H: 与HCI合成转化率低,使合成气中HC1含量增加,
导致HC1进入后道生产系统。 (3)水碱洗效果差,HCl未被全部净化去除。水 碱洗工序共有泡沫塔、水洗塔、碱洗塔各1台。当泡
沫塔因故障停用时,水、碱洗塔负荷增大。使HC1难 以除净;水、碱洗喷淋效果不好,填料未被充分润湿,
气液接触面小,也会使HC1未除净;由于碱洗塔未
及时清洗,造成盐碱堵塞,使碱洗循环不畅,循环量 减少,影响清净效果:水洗断水或碱塔换碱时出现空
塔,也会影响净化效果。 (4)合成工序频繁开停车对系统不利。刚开车 时,由于转化器温度相对较低,前期的通HCI与后 来的合成转化不完全,均使HC1含量超高,超过水
碱洗负荷时,使HC1进入后道工序。刚开车时,各工 艺参数波动较大,不及时调节或控制不当,均使HC1
难以除净,影响后道工序。 1.3机前短路管的影响
由于扩产需要,碱洗塔出口至机前冷凝器增设 1根短路管.以使大部分粗VC气体不经气柜直接 至机前冷凝器。由于温度高、湿度大,增大了机前冷
凝器负荷,使机后温度升高,部分VC分解,产生酸
性物质。 1.4压缩机的影响 氯乙烯压缩机为二级压缩,机身为无润滑型,易
引起机内温度上升.如一级缸出口温度达80℃以上 时,会使二级缸出口温度≥110℃,从而导致氯乙烯
分解生成酸性物质。 1.5聚合回收VCM的影响 聚合釜反应结束出料时,有15%~20%未反应单 体回收至气柜。一方面使流量瞬间增大,使机前冷凝 器、压缩机负荷上升,易使机后温度上升而引发
VCM分解;另一方面,回收单体中含有少量过氧化 物和其他杂质,过氧化物水解产生酸性物质。
1.6精馏工序的影响 精馏工序是压缩工序的后道工序,如操作不当
会引发机后产生酸性。如换热器换热效果不好或尾 气压力控制过高,均会使机后压力上升。从而使机后 温度迅速上升,部分VC分解。分馏回收VC气体中 会夹带微量HC1回流至机前冷凝器,形成恶性循环。 综上所述,汇总分析如图1。
图1 机后酸性因素分析图
2改造措施
2.1 实现HCI与C2H2自动配比 引进了合成配比自动化控制装置,实现了c2H 随HC1的波动而自动调整配比,大大提高了配比精 度。使转化后HC1质量分数控制在2%~9%,确保了
水碱洗的效果。在此基础上,当发现纯度或压力有波 动时,与氯化氢工段及时取得联系,使HC1纯度有
较大改善。 2-2完善VC净化方法 将2台泡沫塔并联使用。流量大时,2塔齐开; 流量小时。1塔单开,发生故障时,可进行切换,保证 了泡沫塔的吸收效果。水洗塔与碱洗塔采用塑料鲍
尔环做填料,增大气液接触面,塔不易堵塞,有效提 高净化效果。碱洗喷头采用环状喷头,喷淋效果好,
保证了填料的充分润湿。
2.3机前短路管上增设短路冷凝器 机前短路管上增设1只80 m 冷却器。采用机
前冷凝器回水作为冷却介质,使碱洗出口粗VC温 度由45℃下降至20℃左右(夏季)。从而降低了机
前温度与水汽含量。
第1O期 姚静.等:氯乙烯机后酸性产生的原因与改造 37
2。4重新设计安装了机前冷凝器 由于机前温度高,超过了工艺控制要求,导致机
后VC分解。重新设计安装了2只机前冷凝器,其换 热面积由原来的124 m 扩大至300 m ,使机前温度
由25.0 26.0℃下降至9.0~10.0℃(夏季),机后温度 由120~125 oC下降至90~105℃。经生产检测,机后
放水pH值为7。 2.5安装压缩机中间冷却器
因压缩机为无润滑型。一级缸出口温度高达70~ 90℃。在一级缸出口增添20 m 换热器,用干净清洁
的凉水塔自来水作为冷却介质,使气体温度下降至 30~50℃.然后VC气体再经二级缸压缩,温度由
120~125℃下降至90~105℃,杜绝了机后VC分解。 2.6聚合出料至回收装置
建立回收装置,聚合釜反应结束出料时,未反应 单体去回收装置处理,不再通向气柜。一方面消除了 短时间内压缩处理量突然增大带来操作上的不利影
响.另一方面减少了聚合系统过氧化物水解生成酸 性物质对系统的腐蚀。
2.7强化管理
加强工艺培训,严格执行操作法。杜绝了因操作 不当而引发的机后酸性的产生。生产中做到合理安 排转化器生产流量。及时翻换触媒 减少非计划停车 次数,稳定生产。
3效果
经过一系列改造工作,根本解决了机后酸性问 题.所有排放点均呈中性。机后酸性问题的解决,带
来了显著效果。 。 (1)消除了因设备管道腐蚀而造成非计划停车 检修的现象,由于生产稳定,氯乙烯生产能力明显
上升。
(2)自产单体中不含酸性,单体中Fe 、Fe 明显减 少,单体质量上升,树脂质量明显好转,一级品率明显
提高,白度、热稳定性与杂质粒子数等指标明显好转。 (3)由于减少了开停车次数,减少了设备更换和
维修时的排空损耗,自产单体消耗明显下降,经济效
益显著。 (4)由于机后酸性问题的解决,设备使用寿命明 显延长,以单体计量槽为例,原来1年更换1只,现 在可五六年连续使用。全凝器与尾气冷凝器、单体储
槽等使用寿命也明显延长,仅节约设备一项,全年可
节约资金60万~8O万元。 (5)由于消除了酸性,VC单体储槽、计量槽等设
备的安全使用得到保障,自动报警装置的安装更增 添了警戒功能,目前,VC储槽等未再发生泄漏事故。 收稿日期:2008—06—23
Arkema公司法国一氯碱厂发生火灾事故
2o08年8月18日下午,Arkema公司在法国
Levera工厂生产氯气、氢气和烧碱的3套氯碱装置 之一,有1台电解槽发生一起小规模爆炸,引发了一
场火灾。由于已有应急预案.操作人员立即关闭了这
一装置。
火灾漫延到了相邻的塑料设备,发现冒出了黑 烟。不过,灭火过程不到20 min,没有对环境造成影
响。事故原因正在调查,而其它设备运行正常。 (张泗文) 2008年9月国内氯化石蜡市场状况
9月国内氯化石蜡市场受下游需求不振影响,部 分地区氯化石蜡价格继续下降。截至9月20日氯蜡一
52广东地区出厂价10000~10200元/t:浙江、江苏地 区出厂价9 600—9 900元/t:东北地区出厂价10 500
11 500元/t;河北地区出厂价10 000~10 300元/t:河 南地区出厂价8 8o0~9 000元/t。氯蜡一42出厂价围
绕8 200—8 600元/t波动。氯蜡一70出厂价围绕 9 800~10 500元/t波动。 近期多数PVC生产厂家严重亏损,产量大幅下 滑,间接影响了对氯化石蜡的需求。 (中国氯碱网)