造成高海拔地區電石法制乙炔電石單耗量高的原因

劉進榮　盛趙德（青海鹽湖股份化工分公司，青?！「駹柲?816000）

造成高海拔地區電石法制乙炔電石單耗量高的原因

劉進榮盛趙德（青海鹽湖股份化工分公司，青海格爾木 816000）

電石法制乙炔工藝已經是國內外普遍應用的工藝，而在高海拔地區青海鹽湖用電石法生產乙炔氣與平原地區又有什么不同，究竟在高海拔地區影響電石單耗的因素又有哪些呢？本文將對高海拔地區電石法制乙炔生產中影響電石單耗的因素進行一一分析與探討，并將青海鹽湖根據這些因素所采取的措施做一簡介。

高海拔；電石單耗；生產工藝

青海鹽湖工業股份有限公司化工分公司（以下簡稱青海鹽湖）地處于柴達木盆地察爾汗鹽湖，海拔2780米。青海鹽湖位于平均海拔高度3000米左右的柴達木盆地，是我國四大無機資源礦之一，蘊藏的天然無機鹽類儲量多達3832億t【1】。青海鹽湖于2010年建成2.5萬噸/年電石法制乙炔項目并一次性投料試車成功，截止目前在原有基礎上，新怎兩臺發生器，三臺水環壓縮機，已將產能擴建到10萬/年的裝置，用以輔助氫氧化鉀、VCM以及PVC.裝置的開車運行，本項目自投產以來，已經生產運行五年時間了，在開始期間電石單耗相對于設計值較高。眾所周知，在電石乙炔生產PVC工藝中，電石約占產品總成本的63.2%左右，是影響生產成本的主要因素［2］。因此青海鹽湖在這幾年的生產中，結合當地的地理條件摸索總結出了，一些降低高海拔地區乙炔單耗量的措施，不但為擴能改造后的節能降耗奠定了基礎，也從根本上降低了生產PVC的成本。

1　造成以往電石單耗量高的原因

在電石制乙炔生產中，電石損耗主要集中在乙炔發生單元。而影響乙炔發生的因素主要有：電石粒度、發生器反應溫度、壓力、液位、以及發生器的攪拌速率。在高海拔地區與平原地區不同之處就在與發生器的反應溫度、壓力、液位這三方面。通過這幾年的生產，我們發現造成高海拔地區電石乙炔發生單元電石單耗量高的原因主要有以下幾點：

1.1乙炔回收率低。因為乙炔氣溶于水，在整個發生反應過程中，為了移走發應放出的大量熱量以及將電石反應生成的Ca（OH）2排出，而加入了過量的反應水，乙炔氣在發生反應的過程中，溶于反應水中的乙炔氣量是相當可觀的。而這些乙炔氣的損耗，主要是通過發生器溢流液在渣漿高位槽，以及在進入壓濾單元的過程中的溶解揮發造成的。在以往的生產當中我們對于這部分的乙炔氣回收做的還是不夠。

1.2發生器加水溫度高。發生器所加反應水（上清液）只有一小部分是用于參加反應，而大部分是用于移走在反應過程中所釋放出來的熱量，以便控制發生器的反應溫度在一個相對恒定的范圍之內。所以發生器加入水的溫度直接影響著電石的單耗量。而我裝置因為地理原因，日照亮量大，紫外線強烈，致使加入發生器內的反應水溫度過高，為了控制發生器溫度在相對穩定的范圍內就得增加加水量，那么相應的乙炔氣在水中的溶解損失也就相應的升高了，因為我們對于溶解的乙炔氣回收率比較低，也就相應的造成了乙炔氣的浪費，電石單耗也就增高了許多。

1.3發生器反應溫度控制偏低。乙炔氣在水中的溶解度隨溫度的升高而降低，電石水解反應速率隨溫度的升高而加快。所以發生器的反應溫度必須要控制在相對較高的溫度下，才能降低乙炔氣的溶解損失。實驗證明只有將乙炔氣的反應溫度控制在80～90℃，才能使乙炔氣在水中的溶解損失不至于過高，且生產也不會因為反應溫度太高而產生安全問題。而我裝置在這幾年的生產中，因為地理條件原因，發生器的反應溫度控制一直只能控制在60-70℃，如果乙炔氣反應溫度高于70℃，就會對冷卻塔造成太大負荷，致使乙炔氣進壓縮機進口溫度過高，濕法電石制乙炔都采用的是加壓清凈，乙炔氣在進入清凈塔出去S、P等雜質時必須加壓，如果乙炔氣在進入壓縮機時溫度過高就會影響壓縮機送氣能力，所以溫度不能控制在理想范圍之內，相對于實驗值來說乙炔氣控制溫度較低，乙炔溶解損失高。

2　針對以上原因所采取的措施

2.1針對乙炔氣反應溫度控制比較低，乙炔氣在水中的溶解損失較大問題，我裝置在這次擴能改造中已考慮在送氣量相對穩定的情況下就要增加一套電石渣漿回收乙炔氣裝置，將溶解于水中的乙炔氣進行回收利用，以降低乙炔氣的溶解損失，以此不但能降低電石單耗量，而且還會減少乙炔氣對周圍環境的污染。

2.2為了解決乙炔反應水溫度過高的問題，我們在原有基礎上又新增一臺清液冷卻塔，以此來加大對上清液的冷卻效果，通過進一步降低發生器反應水的溫度來減少一部分發生器的加水量，已達到減少乙炔氣溶解損失的效果，同時將兩臺發生器切換使用，已達到穩定控制發生器溫度的過程。

2.3為改善乙炔氣進水環壓縮機進口溫度高的問題，我們將冷卻塔的進口管線進行了改進，將原有比較單一的只用廢次氯酸鈉冷卻的方法，改為工業水與廢次氯酸鈉并用的冷卻方法，加大對乙炔氣的冷卻效果，以此來提高發生器的反應溫度。此外，對水環壓縮機的板式換熱器也進行了改造，將原有的80片換熱板，增加到100片，來增加換熱面積，以防止因乙炔氣進口溫度過高而引起的送氣能力降低的問題。

2.4加強對一線操作人員的管理及培訓工作，同時加大隱患排查力度，從更本上杜絕違章操作及跑冒滴漏現象的發生，堅決將隱患扼殺在萌芽狀態。已達到減少浪費，節約成本的目的。

3　結語

隨著這兩年聚氯乙烯行業的下滑，競爭越來越激烈。高海拔地區的電石法制乙炔因其地理制約因素，在降低電石單耗、優化生產方面我們做的還不夠完善，在今后的生產中我們將繼續摸索降低電石單耗的方法，并應用到生產當中，從而來推動青海鹽湖電石法制乙炔事業的優化發展。

［1］包慶山，劉利德等。青海鹽湖資源綜合開發利用對我國氯堿工業格局的影響［J］氯堿工業。2009.45（2）.

［2］宋昌斌、應毅等。電石法乙炔生產中電石單耗的影響因素分析【J】山東化工.2014.43（9）：182-183.