60k t/a鹽酸深度解析裝置的設計與探討

李玉華（浙江中程信工程技術有限公司，浙江 杭州 310007）

國內外PVC生產所需要的氯化氫均為合成高純氯化氫，利用廢酸解析生成的氯化氫用于VCM合成未見報導，主要原因是廢酸中雜質較多，通過常規的鹽酸解析氯化氫純度無法滿足VCM的生產要求。ADC發泡劑母液，雜質處理難度較大，本裝置的設計開辟了以廢酸原料生產聚合級氯化氫的工業化裝置的先河，是對鹽酸解析提純氯化氫工藝提出了新的挑戰。

1 國內鹽酸解析工藝的進展

新疆天業集團建成了中國首套規模化鹽酸解析裝置，用于處理VCM工段過量的氯化氫廢氣，此裝置分為常規鹽酸解析和深度鹽酸解析二級處理裝置，前部分處理氯乙烯工段廢氣，經過吸收解析成高純氯化氫，返回VCM工段，此工藝成熟，運行較為穩定，后半部分處理低濃度鹽酸，由于國內深度解析技術工藝條件存在缺陷，氯化鈣經常在管內結壁，生產無法長期穩定連續運行，裝置處于半停產狀態。

目前國內掌握鹽酸深度解析核心技術的二家公司均未很好解決氯化鈣堵管問題。無法利用廢酸深度解析精制氯化氫，將其用于VCM工業化裝置的原料。

2 項目總體情況

60 kt/a鹽酸深度解析裝置為100kt/aADC一體化項目的一部分。100kt/aADC項目建于青海省格爾木地區，利用當地廉價的液堿、尿素等原料，再向PVC裝置“借”濕氯氣，用于聯二脲的氧化。

該工藝產生約440kt/a15%（wt%）的稀鹽酸，通過鹽酸深度解析，約生產60kt/a99.5%的高純氯化氫，“還”給PVC裝置。項目已經完成安裝調試，進入試生產階段。

通過本項目的實施，可省去氯堿裝置的液氯工序，并使氯氣得以二次有效使用，同時成功解決青海省廢酸的出路問題（青海省化工剛剛起步，稀鹽酸消耗量極少）。

經過分析，ADC廢酸中含有少量聯二脲、ADC固體懸浮物，粒徑在1.5-8μm之間。催化劑溴化鈉在過量氯氣的氧化下部分生成溴。

3 工程化設計中存在的問題：

如何有效去除廢酸中的雜質，成功解決氯化鈣堵管問題是本次設計的關鍵。

3.1 ADC發泡劑廢酸中機械雜質粒徑在1.5-8μm之間。普通的膜過濾去除較為困難，雜質如不能有效去除，將在鹽酸解析塔中分解，形成與氯化氫難以分離的氣體雜質一氧化碳、二氧化碳、氮氣等，從而影響氯化氫的純度。

3.2 鹽酸深度解析大量消耗蒸汽與冷卻水，蒸汽消耗量約為10t/t：循環水消耗量約為320t/t：隨著控制解析終點的鹽酸濃度的降低，能耗將急劇上升，如果終點鹽酸濃度控制得較高，則廢酸處理量大，處理費用較高。含酸廢水的出路何在？

3.3 氯化氫中水份可用-15℃冷凍鹽水冷凍去除，但氯化氫中PPM級的溴如何去除？如果帶入PVC聚合體系，可能會影響PVC的收率與安全。

3.4 氯化鈣的堵管問題，是國內技術的瓶頸，不能成功解決將影響正常生產。

4 工程實施方案

我們經過國內多處裝置的考察，比選，與技術提供方多回合的討論，最后確定工程方案，待開車后驗證效果，或作進一步改進。在此我們提出了不成熟的解決方案，起拋磚引玉作用。

4.1 ADC廢酸的機械雜質量較少，由于粒徑小，呈膠體狀態，在廢酸貯罐中停留的24小時中無法有效去除，而沉降實驗結果表明只能通過過濾方法去除，國內的精密過濾器隨著精度的提高，裝置生產能力急劇下降，在考察國內的精密過濾設備后，我們采用耐酸腐蝕的甲基纖維素膜。在不銹鋼濾蕊外表涂覆均勻的甲基纖維素漿液，待干燥成膜后使用，控制過濾精度為1.5μm，本工藝特點是涂膜成本較低，過濾精度高，生產能力大，當使用至24小時左右，過濾器壓差較大時，說明過濾效果變差，此時采用高壓水進行反沖洗，同時切換成另一只并聯的過濾器，以保證連續化生產。

4.2 鹽酸解析產生的濃度為1%的廢酸約為400t/a。如果繼續解析成更低濃度，經濟上不可行。項目設計中大部分廢水采用回用的方式，將廢水返回聯二脲配料系統，這樣可節約大量新鮮水。少部分廢水與水合肼車間的含堿廢水中和后排放，廢水中只含氯化鈉雜質，不會對鹽湖造成污染。

4.3 為除溴及解析塔隨氣體蒸出的少量固體顆粒，我們采用活性碳纖維塔吸附過濾的方式處理，吸附塔為二只并聯，定時切換使用，以蒸汽、高壓空氣洗脫。經試驗，效果令人滿意，產品中已經檢測不到痕量溴。

4.4 氯化鈣易在管內結晶，這是氯化鈣的物性決定的，實驗中我們采用氯化鎂作為吸水劑，但因吸水效果不及氯化鈣，且目前無工業化裝置，最終不敢冒險而放棄。因此設計中我們只有通過控制工藝條件來防止堵管現象的發生。氯化鈣在閃蒸脫水后濃度約為58%（wt%），常溫下為固體，此時溫度稍稍下降，就容易產生堵管現象，氯化鈣溶液此時粘度大、溫度高、腐蝕性強，因此泵停車檢修時物料流速下降，溫度降低，這是堵管的主要原因。

5 結語

本文提出“借”氯氣“還”氯化氫的思路，充分體現循環經濟的理念，確立了在國家級柴達木經濟循環區的標桿地位，同時也為設計提出了考驗。項目的順利實施不僅能產生可觀的經濟效益，還能為鹽酸解析工藝提供可借鑒的經驗。

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