電石法生產PVC樹脂的電石查定分析

韓云峰，寧春波，劉小勇

（陜西北元化工集團化工二分公司，陜西 榆林719300）

陜西北元化工集團有限公司化工二分公司擁有100 萬t/a PVC 樹脂項目，共分為A、B、C、D 4 條線，濕法和干法乙炔各50 萬t，年消耗電石在120 萬t左右。為了進一步分析各生產環節中電石消耗的數據，進行了電石消耗查定分析，通過生產過程中的數據統計、實驗分析等方法對乙炔生產過程中的電石損失進行了定性、定量分析，并制定了降低電石消耗的措施。

1 過程中的損失及措施

電石入廠、破碎和輸送過程中的損失主要表現為電石入廠把關不嚴格，電石發氣量取樣不準、電石庫中電石儲存與倒運造成的風化、電石破碎過程中產生的粉塵及電石粉塵不能及時回收利用等。

1.1 數據統計

2014 年3-6 月，對每月電石消耗總量、電石粉末產生總量、噸電石產生粉末量進行了統計，由表1可以看出，噸電石從入廠破碎、輸送至發生的過程中損失量平均為8.43 kg。

1.2 電石入庫過程降低電石消耗的措施

實行雙人監護卸車，嚴查電石車內摻有沙子、煤灰等雜物；發現后不予以接收或停止卸料，通知分廠及公司協調采購中心確定措施后處置，工藝技術員記錄扣除量月底核對。電石卸車票據的收集與核對，確保電石入庫量準確。電石庫電石堆放時間低于24 h 以減少電石的物理及化學風化，即電石庫粉塵產生量：卸車電石堆積過于密集不利于電石降溫，同時控制入庫電石溫度低于80 ℃， 電石庫存量小于4 000 t，堆積高度在2 m 以內，盡量減少電石的倒運次數，一般要求＜2 次。采用單車多點取樣，確保樣品具有代表性。通過以上手段控制電石的質量與計量準確、減少風化量，最終減少電石在入廠源頭上的損失。

表1 電石數據統計表

1.3 電石粉塵回用措施

濕法乙炔發生裝置需制定電石粉末回收利用規定、干法乙炔發生裝置需提高電石粉末回收裝置的投用率，尋找如何有效均勻混合電石粉末的方法，同時為不影響電石粉末的發氣量，應盡量減少電石粉末的堆放時間與倒運次數。規范發生器備料，確保每個料倉能輪流均勻使用，確保料倉電石的堆放時間不超過24 h，堅決杜絕單個料倉長時間不使用的情況。干法乙炔發生裝置需杜絕因電石粒度不合格造成電石料倉排料的損失。

2 濕法乙炔發生損失及采取的措施

濕法乙炔發生損失主要表現為稀渣漿溢流與濃渣漿排放損失、發生器儲斗置換損失、檢修置換損失等方面。

2.1 排渣過程損失數據統計

實驗得出，濕法發生裝置渣漿的含固量一般在12%～15%，發生器排渣一次渣漿體積為0.8～1.0 m3，70 ℃下乙炔的溶解度為0.669 L/kg，乙炔發生器壓力0.007 MPa 左右，根據推導公式得出，排渣一次損失乙炔氣體積約為0.5～0.61 m3， 折合標準電石為1.68～2.02 kg，平均為1.85 kg。

2.2 加料排氣過程損失量

實驗結果為置換發生器儲斗置換乙炔一次，平均損失乙炔氣約0.66 m3，折合標準電石2.21 kg。

2.3 檢修置換過程中乙炔氣損失量

發生器檢修置換前的準備工作：（1）加水排渣3 次左右以降低發生器溫度，減少置換時間，根據上述公式可知排渣損失約1.5 m3；（2） 發生器液位控制在60%左右，即發生器上部乙炔體積為7.9 m3（發生器液位計量程1.6 m，液位計上部至發生器直體頂部的距離0.2 m，此處體積為6.75 m3。發生器頂部梯形體積只計算直體部分，即直徑1.9 m，高度0.41 m，體積為1.16 m3，其余部分與發生器加料、加水管抵消）。

置換損失乙炔的體積為：置換前排渣損失1.5 m3、發生器內部損失9.4 m3、渣漿分離器體積9.3 m3、渣漿分離器至正水封前管道直徑DN450， 長度約為17.5 m，管道體積為2.78 m3；發生器內渣液所含乙炔為19.3 m3，所以置換1 臺發生器并對空可損失乙炔氣體積為42.28 m3。

2.4 濕法乙炔發生降低電石消耗的措施

（1）降低乙炔溶解損失。主要是加強控制發生器的溫度、壓力指標，在提高指標合格率的基礎上，可優化溫度壓力指標，降低乙炔溶解損失；

（2）減少排渣故障。提高電石破碎質量的基礎上，確保發生器底部沖洗水的正常使用，減少發生器排渣次數，降低排渣乙炔損失；

（3）加快乙炔渣漿回收項目的投用。根據設計參數得出噸PVC 可回收1～3 m3乙炔，折算成發氣量290 L/kg 的電石為10～15 kg/t PVC；

（4）在加料過程中禁止開啟振動給料機以減少乙炔氣的上串。同時，需實驗縮短上下儲斗的置換時間，以提高發生器的產能；

（5）制定合理的發生器檢修周期，加強檢修過程管控，確保檢修質量，確保備品備件質量合格，盡量減少或消除人為檢修質量和設備質量因素影響發生器檢修頻次。

3 干法乙炔發生損失及采取的措施

干法乙炔發生損失主要表現在電石渣中生電石及攜帶乙炔氣損失、檢修置換損失。

3.1 電石渣中生電石損失量

干法乙炔發生器每消耗1 t 電石產生含水5%左右的電石干渣1.22 t；根據目前的生產實際情況，由下列實驗可得出電石渣水解率平均為99.63%，生電石平均含量為0.37%，所以，每消耗1 t 電石產生的電石渣中生電石損失為4.5 kg，按照290 L/kg 的發氣量折算損失乙炔氣為1.3 m3。

表2 電石渣中生電石損失量

3.2 電石渣攜帶乙炔氣損失量

干法發生裝置共分為4 個區， 每個區2 臺FU輸送機，單臺FU 輸送機充氮量平均為60 m3/h，根據取樣FU 輸送機含乙炔的多少調整氮氣量。

2014 年對6 月27 日夜班至6 月30 日早班的FU 輸送機乙炔含量進行了統計，由統計數據可以得出： 乙炔的平均濃度為2.85%， 按公式：2.85%=X/（X+60）可以得出每小時流失乙炔量X=1.76（m3）。

3.3 發生器檢修置換中損失量

干法發生器體積為28 m3，干渣料位一般控制在10%～20%，發生器的氣相空間為23.8 m3；氣相管體積：直徑DN600、長度約為2.5 m，體積約為0.71 m3；

洗滌塔體積直徑為1.6 m，高度17.5 m；總體積是35.17 m3，其中，塔底液位一般控制在1.7 m（液位計60%左右），體積為3.42 m3；塔頂列管部分體積為10.05 m3；填料填裝高度約3 m，體積為6.03 m3；填料部分按照70%計算，填料體積為4.22 m3；所以洗滌塔實際乙炔容積為17.48 m3；洗滌塔到正水封管道體積：直徑DN450，長度約為12 m，體積約為1.9 m3；

所以置換單臺發生器損失乙炔量為：23.8+0.71+17.48+1.9=43.89（m3）。

3.4 干法乙炔發生降低電石消耗的措施

（1）制定合理的發生器檢修周期，保證發生器使用周期在30 天以上；（2）加強檢修過程管控，確保檢修質量，避免重復檢修；（3）確保備品備件質量合格，同時制定相關措施激勵崗位人員的操作責任心與積極性以降低發生器的人為故障率；（4）在提高發生器正常運行的基礎上，優化控制發生器各項指標，降低電石干渣中乙炔含量；（5）在確保干法發生器攪拌電流正常的情況下，提高電石渣的含水率，以減少電石干渣中生電石含量。

4 結語

通過對電石法生產PVC 樹脂電石消耗的查定分析，找出了各裝置電石消耗損失的因素，可以得出，降低電石消耗應從以下幾方面入手：減少電石入廠和破碎過程中產生的粉塵；加大電石粉塵的回收利用；減少濕法發生器的排渣次數和溢流量；減少濕法發生器儲斗置換中乙炔排空；控制干法發生器中生電石量；減少排渣乙炔損失量；合理制定干濕法發生器檢修周期，保證檢修質量。

［1］張 勇，電石法生產PVC樹脂中電石消耗的查定分析，聚氯乙烯［J］.2007.10.

［2］孟昭文，我廠降低聚氯乙烯電石定額初步分析，中國氯堿［J］.1989.9.