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磁翻板液位計在氯氣干燥工藝改造中的經驗總結

作者: 來源: 發布日期:2020-05-09
摘要:介紹了多年來對氯氣干燥工藝改造進行的經驗總結。

      新疆中泰化學阜康能源有限公司(以下簡稱“阜康能源”)循環經濟項目為60萬t/a離子膜燒堿項目分2套裝置,每套裝置有2條線各15萬t/a燒堿生產能力;2套裝置全部運用氯工程n-BiTAC865型電解槽,目前使用杜邦Nafion2050型和旭硝子的Flemion8080A型號離子膜。電槽陽極側產生的氯氣經洗滌、降溫、干燥、壓縮后用于氯化氫合成。氯氣的輸送、壓縮全靠透平提供動力。阜康能源使用的氯氣壓縮機為德國西門子的3K機組,自動化程度高,相比納式泵更加節能、環保、安全。自生產裝開車以來,不斷對氯氣處理的過程進行總結和改造,保證裝置安全平穩運行。

1廢酸輸送改造
      該公司氯氣干燥采用三級干燥(一級填料、二級填料、三級泡罩塔)的干燥工藝。98%的濃硫酸依次進入三級泡罩塔、二級填料塔、一級填料塔內,濃硫酸吸收氯氣中的水分后濃度被稀釋為69%~70%,一級填料干燥塔底部的硫酸液位由液位自控系統控制,達到一定液位值時自動打開氣動閥先排酸至廢硫酸儲槽再由廢酸泵輸送至罐區廢硫酸儲槽裝車[1]。廢硫酸每小時的產出量很少,因此廢酸泵需要間歇啟?;蛐×髁砍⑤斔?。由于新疆冬季氣溫-30℃左右,外網管線雖然做了保溫但是小流量輸送過程中經常性發生管線凍結斷裂的情況。而且經常啟停廢酸泵也會造成電量的消耗。在管線維護和設備增加一定的成本。

      將AB線一級填料塔內的廢硫酸直接通過管線引到外網廢硫酸管線內,直接將廢硫酸儲槽切出系統,減少廢硫酸的二次轉置。操作時只需保持AB線一級填料塔廢硫酸輸送泵泵壓一致,避免壓力高低不同,造成廢硫酸無法正常輸送。小改造大收益,不僅減少了現場操作工啟泵的頻率,增加了操作工的安全系數,同時維護費用和電耗的節約為車間以及企業節能降耗邁出一個新的臺階。根據計算每年可節約成本4萬元,也克服了新疆嚴寒的冬季對于氯堿行業間歇輸送的技術瓶頸。

2氯氣磁翻板液位計進口濾網增加旁路
      由于磁翻板液位計進口負壓到-13.5kPa,已接近低低聯鎖值-15kPa,過濾器前負壓在-9kPa左右,過濾器壓差4.5kPa,造成整條線氯氣壓力偏高,氯氣調節閥全開,已無有效的調節方式繼續調節磁翻板液位計進口壓力,只會造成磁翻板液位計進口壓力低低聯鎖停車。后經排查發現為磁翻板液位計進口過濾器堵塞所致。開車初期磁翻板液位計進口管線吹掃不徹底,管道焊渣以及酸泥覆著在進口錐形濾網上,造成進口無法提升。后停車拆卸過濾器情況與判斷相同。

      為避免后期再出現類似情況,在現有的過濾器的基礎上,在有限的空間內增加兩個DN200的旁路濾網,當主路上的濾網發生堵塞現象時緩慢打開旁路,有效緩解主路上的過濾器堵塞只有降負荷和停車清理的被動局面,延長清理周期,并可以將旁路單獨切換下來清理,不影響正常生產。

3氯氣磁翻板液位計氮氣密封氣回收利用
      2017年3月次鈉滯銷,次鈉庫存過高,對氯堿廠氯平衡調節造成困難,在次鈉非計劃生產過程中切斷次鈉生產氯氣量后發現仍有大量的廢氯氣進入吸收塔反應成次鈉,無法進一步緩解次鈉庫存壓力,后經排查確定為磁翻板液位計組氯氮混合氣氯氣量增大所致。通過對一二期四條線磁翻板液位計氯氮密封后混合氣管線溫度的檢測與對比,并實地考察類似問題的相關單位后確認為磁翻板液位計氮氣密封系統密封組件存在磨損老化,導致密封不完全,高溫氯氣大量泄漏,造成密封后的混合氣溫度與氮氣溫差在28℃,氯氣泄漏量約為0.22t/h,從而造成次鈉反應速率加快。每月可產次鈉1325t。目前更換磁翻板液位計軸封工期較長,費用昂貴,無法解決燃眉之急,只能對磁翻板液位計氮氣密封后的廢氯氣管線進行改造,以減少進入進入吸收塔的氯氣量。

      經過充分論證后將磁翻板液位計氮氣密封后的廢氯氣送至原氯系統,與原氯混合后經過干燥輸送到氯化氫合成。將磁翻板液位計密封氮氣的尾氯通過優化,送至原氯系統(氯氣干燥塔T-502回流閥處),通過對氯氣系統壓力控制,保證磁翻板液位計密封氮氣的流量穩定,以此穩定磁翻板液位計的運行。同時增加原氯至廢氯的控制措施,避免原氯系統發生波動時,對系統裝置造成影響。磁翻板液位計氯氮混合氣改造后次鈉反應速率明顯降低。改造后氯氣純度經多次取樣分析為98.6%,符合當前工藝控制指標,不會對后序工序造成任何影響。

4磁翻板液位計密閉循環水質處理

      氯氣壓縮后溫度上升,需要及時將熱量移出,否則造成磁翻板液位計冷卻器溫度高高聯鎖停車。磁翻板液位計冷卻循環系統采用密閉式冷卻循環,冷卻水使用高純水。循環水池每隔1個月置換一次。磁翻板液位計使用初期循環水質各項參數檢測合格,但在2017年發現循環水質惡化分析濁度、含鐵、游離氯等參數超標嚴重,通過拆檢換熱器列管腐蝕泄漏嚴重,無奈更換新換熱器。停車24h,為企業帶來很大的損失。

      為避免再次發生換熱器泄漏,通過在循環水池增加不銹鋼掛片,來檢測腐蝕速率。每周對掛片進行稱重,計算腐蝕速率,制定相關處理措施。同時該公司引進納爾科公司先進的循環水處理技術,通過添加阻垢劑、殺菌劑、分散劑、腐蝕抑制劑等藥劑來改變、改善循環水水質。增加水質檢測樣,檢測頻次為1周/次,分析pH值、濁度、電導、鈣、鎂、鐵、游離氯等指標,并匯總分析報告。在循環水池、中間冷卻器、后冷卻器出口增加取樣點分別取樣。通過水質分析設備是否有腐蝕、循環水是否需要置換。

      磁翻板液位計內循環水質的成功處理,不僅可以改善磁翻板液位計運行環境,保護了設備使生產能夠持續高效運行。另一方面也汲取經驗教訓,為其他換熱設備增加腐蝕掛片,及時檢測腐蝕速率,保證生產設備“長、滿、優”運行。

5泡罩塔加酸節能改造
      氯氣干燥系統濃硫酸加入方式為,每條線通過計量泵補入濃硫酸干燥塔,加入量zui大在0.1m3/h。泵出口壓力在0.5~0.8MPa,但計量泵設計流量在0.54m3/h,日常使用量不足20%,日常波動在10~20L/h,流量波動較大,無法做到精細化控制,造成濃硫酸消耗偏高。同時計量泵內部單向閥容易損壞,一二期8臺泵每月至少檢修3臺,檢修費用高。檢修涉及濃硫酸的排放,對操作人員以及檢修人員帶來安全隱患。

      計量泵出口增加管線,將一套裝置AB線泡罩塔的補酸由一臺計量泵供給,停用一條線計量泵,發揮一臺泵的能力,不但能滿足兩條線的補酸任務,而且還能節約電能,減少計量泵單向閥的更換頻次。精細化控制,如投用氣動閥,平均每小時每條線加入量按照節約5L/h計算,每年可節約
172.8m3×1.84t/m3=317.95(t),依照濃硫酸231元/t計算,每年可節約7.36萬元。

6濃硫酸卸酸槽改造
      氯氣處理工藝濃硫酸卸車操作時需要先將卸酸軟管連接到酸車上,連接方式為卡扣快速連接。軟管至于室外,在冬季卸酸時98%濃硫酸易結晶堵塞管線,而且軟管硬度變大,與酸車連接難度增大;再將卸酸罐補滿,通過卸酸桶緩沖后進入卸酸泵,需要人員時刻關注卸酸桶液位,及時調節卸酸泵的出口。zui后卸酸結束后需要拆卸與酸車連接的軟管,需要將軟管內的積酸。整個卸酸過程都需要人員關注到位,由于從酸車到軟管、再到卸酸桶、zui后到卸酸泵,卸酸進入口都存在壓力,而且采用快速卡扣連接,使濃硫酸泄漏的風險大大增加,時刻威脅到現場崗位和酸車司機的人身安全。

      改變當前卸酸工藝以地坑式卸酸槽代替真空桶帶壓卸酸。開挖3.5m×3.5m×1.5m的地坑,并使用8mm厚的碳鋼板焊接卸酸槽放入地坑,槽體為封閉式,留有觀察孔。卸酸槽周圍制作0.5m高圍堰,使用液下泵輸送濃硫酸到濃硫酸儲槽內。司機將酸車自帶管線插入卸酸孔進行固定,通過酸車與卸酸槽液位差使濃硫酸直接流入卸酸槽,通過遠程液位計的液位情況監控卸酸過程。不僅簡化了卸酸流程,減少拆裝卸酸軟管的步驟,而且取消了軟連接,快速接頭等配件的儲備。減少了現場人員與危險化學品的接觸時間和接觸點,消除了安全隱患和避免了人員傷害。操作更方便、更安全。

7廢硫酸回收
      氯氣處理裝置的地坑用于回收氯氣廠房內的廢硫酸、廢次氯酸鈉、廢水等,廢液回收至二次鹽水裝置的廢水系統進行中和、脫氯后送至一次鹽水化鹽。由于開車初期廢酸排出量較少,也無機泵檢修排液,造成廢硫酸無法集中回收。廢硫酸積在地溝內不僅對地溝、地溝蓋板造成腐蝕,容易造成人員跌落地溝,硫酸灼傷的風險。而且含氯的硫酸對操作人員身心造成傷害,污染現場環境。

      為了改善現場環境,便于回收地溝廢酸,廠房原地坑中用DN500的CPVC管線焊接一個回收槽,增加簡易浮子液位計。同時地溝鋪設DN100的CPVC回收管,管線一端盲斷,另一端進入廢酸回收槽中,并增加一定坡度,保證地溝回收管內的廢硫酸及時流入回收槽內?;厥展茉诿總€硫酸機泵處預留回收口,同時硫酸機泵取樣口、排液倒淋設置一定長度的軟管將廢酸回收至回收管,待廢酸回收罐液位高時候,將廢酸回收罐中的廢酸經真空桶吸到廢酸地坑泵進口將廢酸打至廢酸回收槽中,后經廢酸泵再將廢酸回收槽中的廢酸輸送至外界廢酸管網。

8結語
      阜康能源電解車間根據裝置生產特點,實施了一系列改造措施,通過對裝置的優化,提高了裝置運行穩定性、降低了人員的勞動強度、改善了現場環境,同時為企業帶來了經濟效益,為生產的穩定運行起到了保駕護航的作用。

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