氯氣處理工序去除加壓鈦風(fēng)機(jī)的改造總結(jié)

王茂喜，胡 平

（河北金牛股份有限公司，河北 滄州 061000）

河北金?；す煞萦邢薰疚挥跍嬷菔胁澈Ｐ聟^(qū)的化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)，有國內(nèi)第一套聯(lián)合法聚氯乙烯生產(chǎn)線。聯(lián)合法聚氯乙烯生產(chǎn)工藝主要原料二氯乙烷依賴進(jìn)口，而國際市場(chǎng)二氯乙烷價(jià)格起伏很大，給公司正常生產(chǎn)經(jīng)營帶來較大困難。為扭轉(zhuǎn)這種不利局面、使聚氯乙烯原料路線更加靈活，公司決定建設(shè)8萬t/a 離子膜燒堿裝置，增加聯(lián)合法生產(chǎn)線純電石法生產(chǎn)能力。2009年10月年產(chǎn)8萬t/a 離子膜燒堿裝置順利開車，氯氣處理工序是其重要工序。

1 原氯氣處理工藝

由電解來的濕氯氣經(jīng)洗滌塔冷卻、洗滌后，經(jīng)鈦風(fēng)機(jī)加壓進(jìn)入鈦管冷卻器進(jìn)一步冷卻、脫水，然后依次進(jìn)入水霧捕集器、填料塔、泡罩塔、酸霧捕集器，干氯氣再經(jīng)氯壓機(jī)加壓后送往各處用氯單元，工藝流程示意圖見附圖1。

2 存在的主要問題及原因分析

燒堿裝置開車僅3個(gè)月，加壓鈦風(fēng)機(jī)外殼就多次出現(xiàn)開裂，經(jīng)焊接后，由于材質(zhì)應(yīng)力變化多次重復(fù)開裂，一直帶病運(yùn)轉(zhuǎn)。一方面氯氣由開裂處溢出造成環(huán)境污染；另一方面由于鈦風(fēng)機(jī)工作不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，直接影響到整套裝置的滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，成為影響安全生產(chǎn)的重大隱患。分析問題產(chǎn)生的主要原因是：（1）鈦風(fēng)機(jī)安裝在三樓平臺(tái)上，基礎(chǔ)單薄，鈦風(fēng)機(jī)電機(jī)功率大（90 kW），在運(yùn)行過程中震動(dòng)大，經(jīng)檢測(cè)，軸承處徑向跳動(dòng)為239 μm，遠(yuǎn)超震動(dòng)允許值50 μm；（2）因鈦風(fēng)機(jī)是由公司前身滄州化學(xué)工業(yè)股份有限公司于2005年采購的，在正式投用前已整整放置了4年時(shí)間，不可避免地產(chǎn)生主軸的微量彎曲，這也是造成震動(dòng)大的另一原因。

3 解決問題的方案

方案一：更換加壓鈦風(fēng)機(jī)，加固基礎(chǔ)平臺(tái)。因加壓鈦風(fēng)機(jī)（型號(hào)：FTB6Z--LHI）為日本原裝進(jìn)口產(chǎn)品，不僅價(jià)格昂貴（每臺(tái)42萬元），而且進(jìn)貨周期長，經(jīng)咨詢定購兩臺(tái)同型號(hào)的產(chǎn)品最少需要6個(gè)月的時(shí)間。采用國內(nèi)鈦風(fēng)機(jī)進(jìn)行替代，進(jìn)出口管道、基礎(chǔ)座需要停車20天進(jìn)行重新制作。經(jīng)研究該方案停車時(shí)間長、改造費(fèi)用高，最終被放棄。

圖1 原工藝流程示意圖

方案二：去除鈦風(fēng)機(jī)，將氯處理系統(tǒng)由正壓操作改為負(fù)壓操作。

該方案的關(guān)鍵取決于2個(gè)條件。（1）氯氣處理系統(tǒng)承受負(fù)壓的能力，主要是填料塔和泡罩塔（材質(zhì)為PVC+FRPP）承受負(fù)壓的能力，經(jīng)查這兩臺(tái)設(shè)備可承受-20 kPa 的壓力，滿足條件；（2）氯氣壓縮機(jī)的能力。該公司選用的氯壓機(jī)為德國3K 公司生產(chǎn)的透平機(jī)，機(jī)組型號(hào)是：4VRZ151/405/04G。經(jīng)與德方專家多次溝通，確認(rèn)氯壓機(jī)能力足夠。

鑒于以上分析，認(rèn)為第二方案節(jié)約費(fèi)用、改造時(shí)間短，遺留問題少。最終決定采用第二方案進(jìn)行改造。

4 項(xiàng)目具體實(shí)施方案

利用一天停車的時(shí)間去掉2臺(tái)鈦風(fēng)機(jī)，濕氯氣由洗滌塔直接進(jìn)入鈦冷卻器。用PVC+FRPP 管材直接連接洗滌塔出口和鈦冷卻器進(jìn)口，去除鈦風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)連接的所有管道。

由電解來的濕氯氣經(jīng)洗滌塔冷卻洗滌后，不經(jīng)鈦風(fēng)機(jī)加壓，直接進(jìn)入鈦冷卻器，后續(xù)工序不變，全程由正壓操作改為負(fù)壓操作，改造后工藝流程示意圖見圖2。

圖2 改造后的工藝流程示意圖

5 改造前后的運(yùn)行指標(biāo)對(duì)比

（1）系統(tǒng)壓力變化。滿負(fù)荷生產(chǎn)條件下，鈦冷進(jìn)口由18 kPa 改為-1 kPa；水霧撲集器進(jìn)口由17 kPa改為-2 kPa；填料塔進(jìn)口由15 kPa 改為-4 kPa；泡罩塔進(jìn)口由14 kPa 改為-5 kPa；酸霧撲集器進(jìn)口由10 kPa 改為-9 kPa；氯壓機(jī)進(jìn)口由8 kPa 改為-10 kPa。

（2）氯氣含水和氯氣純度。產(chǎn)品氯氣含水基本無變化，維持在20×10-6（wt）左右；氯氣純度略有下降，由改造前的98.6%（wt）降為98.2%（wt），但仍然滿足大于98%（wt）的工藝要求。

（3）氯壓機(jī)運(yùn)行指標(biāo)變化：各處震動(dòng)、溫度指標(biāo)基本無變化，電機(jī)電流增加1 A 左右；變化最大的是導(dǎo)葉閥開度，滿負(fù)荷條件下，冬季生產(chǎn)導(dǎo)葉閥開度維持在70%左右，夏季生產(chǎn)維持在80%以上，甚至達(dá)到100%，這說明改造后，氯壓機(jī)已達(dá)最大負(fù)荷。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

停用鈦風(fēng)機(jī)90 kW 電機(jī)1臺(tái)（開1備1），按每度電0.62元計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)0.62*90*8 000=44.64萬元；每年節(jié)約固定的備件費(fèi)用約計(jì)38萬元。在節(jié)省大量人工的情況下，每年為公司節(jié)約費(fèi)用82.64萬元。

通過對(duì)氯氣處理系統(tǒng)的改造，徹底解決了影響正常生產(chǎn)的問題，自2011年3月改造至今，已穩(wěn)定運(yùn)行3年，在保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，還節(jié)省了大量運(yùn)行費(fèi)用。