燒堿裝置擴建優化改造

張紅霞

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯堿有限責任公司原有30萬t/a燒堿產能，2011年啟動了10萬t/a燒堿裝置擴建項目，并于2012年3月19日投產，一年多來，裝置運行平穩。此套裝置在設計中吸取此前裝置的經驗教訓，為提高裝置的自動化水平，對擴建燒堿裝置設計進行了優化。

1 擴建裝置系統簡介

一次鹽水系統依托原HVM膜過濾系統增加部分膜組件實現產能增加；二次鹽水工序采用螯合樹脂塔三塔工藝流程；電解工序采用旭化成零極距自然循環電解槽，單臺176組單元槽，安裝槽間隔離器C-DCDS以及極化整流器，保護電解槽免受反向電流沖擊；氯氣處理采用洗滌、冷卻、濃硫酸干燥、透平機壓縮。其中，濃硫酸干燥采用組合塔工藝；氫氣處理采用洗滌、冷卻、液化式氫氣壓縮機壓縮；氯化氫合成采用二合一式副產蒸汽合成爐，單臺生產能力達到150 t/a。

2 主要優化工藝內容

2.1 堿罐及堿泵系統優化

成品堿罐3D-330與廢堿罐3D-290相鄰，但3D-290、3P-294長期處于閑置狀態。為充分利用設備，采取了以下措施。

（1）將3P-294與3P-334的進出口連接，使之互為備用泵。

（2）增加管線到廢氯氣吸收堿液循環罐，充分將電解槽檢修時排放的堿液及洗槽水回收利用。

（3）增加管線到蒸發固堿，可根據需要濃縮回收廢堿。

（4）將3D-290與3D-330聯通，可按需要將燒堿部分補充至3D-290，調整堿液濃度。聯通情況見圖1。

圖1 聯通情況示意圖

2.2 廢氯氣處理塔系統優化

該公司原有1套廢氯氣處理系統，存在的主要問題是自動化程度不夠，事故狀態下需要手工操作，主要在以下方面進行了改進。

（1）該吸收裝置原為一級廢氯氣吸收塔3T-510、二級廢氯氣吸收塔3T-520二級串聯設計，為了實現單塔檢修時不影響生產，增加了部分管道閥門，可以實現二塔串聯、并聯切換，見圖2。

圖2 二塔串聯情況示意圖

（2）3V-510A/B一級堿液循環罐、3V-520A/B二級堿液循環罐各互為備用。當次鈉濃度合格時，需倒罐操作，尤其是在事故等緊急狀態時，操作工去現場操作不及時也不安全，通過增加部分自動閥，實現DCS自動倒罐。

（3）由于風機在三樓，事故狀態下不便于及時開啟，通過在DCS上增加風機遠程啟動，可以確保廢氯氣吸收系統的安全運行。

2.3 純水管網優化

該公司純水管網壓力為0.45～0.70 MPa，純水進入3D-340純水罐及3V-709純水罐，分別供應電解工序電解槽補水及合成工序合成爐副產蒸汽。在設計中，將純水總管與各純水泵出口連接，增加高密封球閥及止回閥，在供水泵同時出現問題時，切換閥門，利用管網壓力為電解槽及合成爐供水。在開車初期，曾發生過因合成爐供水泵P-709A/B軸承出現不同程度缺陷造成蒸汽爐停水的情況，通過及時倒換閥門，確保了生產穩定，避免了系統大幅波動。工藝流程見圖3。

圖3 純水管網優化改造示意圖

2.4 增加氯化氫主管穩壓裝置

氯化氫下游用戶主要為PVC、三氯氫硅、有機硅等，任一用戶的生產波動都會導致氯化氫主管壓力波動，進而影響進爐氫氣、氯氣流量及氯化氫純度，帶來安全隱患。為此，設計增加了1套氯化氫主管穩壓裝置，安裝1套氯化氫吸收系統，包括二級降膜吸收、一級填料吸收、引風系統、流量計及調節閥串級控制系統，吸收氯化氫范圍可達500～3 000 Nm3/h。工藝流程示意圖見圖4。

圖4 氯化氫主管穩壓裝置示意圖

2.5 實現自動配堿

廢氯氣吸收塔需定期配置14%～16%堿液用于事故氯氣吸收，利用生產水系統管網壓力與外供燒堿管網壓力，安裝調節閥及流量計，將3FCV-5330和3FCV-5331設定串級即可實現自動配堿。工藝流程示意圖見圖5。

圖5 自動配堿工藝流程示意圖

2.6 回收利用冷凝酸

冷凝酸由于質量不穩定，含雜質多，只能作為廢酸出售。通過增加1條管線送往電解脫氯工序，代替高純鹽酸用于脫氯塔脫氯，另增加管線送往鹽水用于凱膜酸洗，每年可節約高純鹽酸約一千五百噸。

3 結語

上述設計優化投入不大，但提高了自動化水平，降低了勞動強度，帶來了一定的經濟效益。在項目設計之初，需要進行周密的設計審查，在施工過程中，將措施落實到位，有利于后續的生產穩定、減少非必要的檢修任務，降低生產勞動強度。