氯化氫合成爐點(diǎn)爐防爆膜爆破分析總結(jié)

賀小明，郝建兵，喬禮友，胡海龍，張 柱

（陜西北元化工集團(tuán)化工分公司，榆林 錦界 719319）

氯化氫合成爐點(diǎn)爐防爆膜爆破分析總結(jié)

賀小明，郝建兵，喬禮友，胡海龍，張 柱

（陜西北元化工集團(tuán)化工分公司，榆林 錦界 719319）

介紹了二合一氯化氫副產(chǎn)蒸汽合成爐開車過程、合成爐防爆膜爆破的原因及解決辦法。

合成爐；合成爐防爆膜；降膜吸收器；尾氣吸收塔；水力噴射泵

在氯堿工業(yè)中，氯化氫是主要耗氯產(chǎn)品之一，也是平衡氯氣的重要手段，氯化氫合成爐是制造氯化氫氣體的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)氯化氫的安全生產(chǎn)和質(zhì)量、產(chǎn)量的提高以及能耗的下降有著重要影響。在用氯氫合成高純氯化氫的過程中，各企業(yè)尤為重視的就是在點(diǎn)爐過程操作中會(huì)造成合成爐防爆膜爆破，這不僅影響工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定性，而且給企業(yè)的安全生產(chǎn)也帶來很大的隱患。

1 氯化氫副產(chǎn)蒸汽合成爐工作原理及性能。

利用石墨的耐燒性，經(jīng)過干燥的氫氣和氯氣通過石英燈頭在爐內(nèi)燃燒生成氯化氫氣體，通過夾套的純水冷卻使石墨爐膽不被長期高溫?zé)龎模辉跔t子的頂部又利用石墨換熱副產(chǎn)蒸汽。

氯化氫合成爐夾套采用鍋爐給水移熱，盡可能將氯化氫氣體合成熱吸收，副產(chǎn)0.3～0.6 MPa的低壓蒸汽，以單爐日產(chǎn)140 t氯化氫為例，每噸HCl副產(chǎn)0.6 MPa的蒸汽0.7 t以上，蒸汽產(chǎn)量為4.1 t/h。

2 合成爐點(diǎn)爐操作步驟總結(jié)

2.1 合成爐點(diǎn)爐前準(zhǔn)備工作

（1）合成爐夾套補(bǔ)純水及閃蒸罐65%～80%，合成爐爐頂冷卻器循環(huán)水通水正常；

（2）檢查吸收水系統(tǒng)是否正常，確保吸收水濃度偏低，防止點(diǎn)爐時(shí)由于吸收水濃度偏高跑尾氣，造成環(huán)境污染事故；

（3）調(diào)試爐前氫氣、氯氣調(diào)節(jié)閥和切斷閥、出酸閥、送氣閥，確保閥門開度靈活好用；

（4）合成爐沖氮置換合格，爐內(nèi)含氫≤0.5%。

2.2 合成爐點(diǎn)爐操作

（1）合成爐利用水力噴射泵抽負(fù)壓，負(fù)壓不能過大，微負(fù)壓即可。

（2）現(xiàn)場(chǎng)人員聯(lián)系DCS開氫氣調(diào)節(jié)閥開度20%，氯氣調(diào)節(jié)閥開度15%（經(jīng)驗(yàn)值）。

（3）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)火人員緩慢開爐前氫氣手動(dòng)閥，置換爐前氫氣軟管及調(diào)試點(diǎn)火前氫氣流量。

（4）點(diǎn)火，待火焰燃燒穩(wěn)定將氫氣軟管插入合成爐，快速用螺栓連接，調(diào)火人員緩慢開爐前氯氣手動(dòng)閥，待合成爐燈頭火焰變成青白色，關(guān)閉爐門，停水力噴射泵。

（5）尾氣塔壓力顯示微正壓緩慢開放空，在開放空的同時(shí)調(diào)火人員緩慢開爐前手動(dòng)閥提流量，直至燈頭處火焰噴起，詢問尾氣塔壓力及氯氫流量情況是否正常。

（6）爐前手動(dòng)閥全部打開，聯(lián)系DCS調(diào)整流量，氫氣、氯氣總流量到700 m3/h左右即可。

（7）當(dāng)閃蒸罐溫度到達(dá)100℃以上可以緩慢提流量。

圖1 點(diǎn)爐流程圖

3 合成爐點(diǎn)爐防爆膜爆破原因分析

點(diǎn)爐前分析氫氣純度≥98%，氯氫純度≥84%，合成爐通氮?dú)庵脫Q30 min左右，置換爐內(nèi)的氯化氫氣體、氫氣、氯氣，然后利用水力噴射泵給合成爐抽負(fù)壓，用空氣置換合成爐和降膜吸收系統(tǒng)，最后在合成爐氯化氫出口分析爐內(nèi)含氫≤0.5%，方可點(diǎn)爐操作。造成防爆膜爆破的原因有：

（1）氫氣和氯氣形成混合性氣體爆炸，氫氣點(diǎn)著后通氯氣，防止過氯，氫氣是過量的，氯氣被完全燃燒，不可能形成混合性氣體爆炸。

（2）防爆膜質(zhì)量問題，現(xiàn)在每年更換一次防爆膜，點(diǎn)爐前每次都要打壓試漏，如果質(zhì)量有問題，在打壓中防爆膜就會(huì)爆破。

（3）氫氧混合爆炸，在開車前合成爐先用氮?dú)庵脫Q，然后再用水力噴射泵進(jìn)行空氣置換，合成爐及降膜吸收系統(tǒng)充滿空氣，點(diǎn)爐過程中氫氣是過量的，過量的氫氣將合成爐內(nèi)的氧氣幾乎全部消耗完，而過量的氫氣在水力噴射泵的作用下，與降膜吸收器內(nèi)空氣形成混合性爆炸氣體，合成爐產(chǎn)生的氯化氫氣體，在一二級(jí)降膜吸收器及尾氣吸收塔內(nèi)與吸收水接觸，瞬間產(chǎn)生負(fù)壓，氯化氫氣體被水吸收產(chǎn)生鹽酸，過剩氫氣在系統(tǒng)內(nèi)越積越多，尾氣塔壓力上漲，打開尾氣手動(dòng)放空，過剩氫被排除，系統(tǒng)內(nèi)瞬間降為負(fù)壓，空氣從尾氣放空處吸入，空氣填補(bǔ)系統(tǒng)負(fù)壓，氫氧混合性氣體在合成爐頂部遇明火爆炸。

4 防止防爆膜爆破的措施

防止防爆膜爆破的關(guān)鍵點(diǎn)在于開尾氣塔放空手閥的操作，每次炸防爆膜都是因?yàn)榭諝鈴奈矚馑M(jìn)入形成逆流 （混合性氣體從尾氣塔→降膜吸收器→合成爐頂部），因此，只要阻止空氣從尾氣放空處吸入，合成爐防爆膜就不會(huì)爆破。

措施一：為防止點(diǎn)爐空氣從尾氣塔吸入，該公司做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，在尾氣放空閥前加了一個(gè)止回閥（如圖一中紅色標(biāo)記），系統(tǒng)內(nèi)部氣體只能出，不能進(jìn)。

在點(diǎn)爐時(shí)，為防止過氯，氫氣是過量的，在降膜吸收系統(tǒng)內(nèi)氯化氫氣體被水吸收，過剩氫在系統(tǒng)內(nèi)越積越多，使尾氣塔壓力上漲，過剩氫氣頂開止回閥放空，系統(tǒng)內(nèi)一直保持3～6 kPa的正壓，效果非常好。但是也有一個(gè)缺點(diǎn)，就是在合成爐出酸時(shí)，水與氯化氫接觸瞬間產(chǎn)生負(fù)壓，止回閥阻止空氣進(jìn)入降膜吸收系統(tǒng)，尾氣塔壓力下降很快，此時(shí)打開降膜吸收器排酸閥，空氣從排酸閥進(jìn)入，尾氣塔壓力緩慢上漲恢復(fù)正常。最后經(jīng)過技改，在遠(yuǎn)傳壓力表處增加一個(gè)DN25的球閥，點(diǎn)爐成功后把DN25的球閥打開，實(shí)驗(yàn)2年運(yùn)行穩(wěn)定，未有過炸防爆膜事故的發(fā)生。

措施二：點(diǎn)火，氫氣插入合成爐，開氯氣爐前手閥，火焰變成蒼白色，關(guān)爐門，停水力噴射泵，尾氣塔壓力開始上漲，當(dāng)尾氣塔壓力上漲到（5～10 kPa），緩慢開尾氣塔放空閥，此時(shí)調(diào)火人員緩慢給合成爐提流量，直到氫氣、氯氣有流量顯示（通常氯氣控制在300 m3/h左右、氫氣控制在400 m3/h即可），此操作的關(guān)鍵點(diǎn)在于，開尾氣塔手動(dòng)放空時(shí)，調(diào)火人員要同步的給合成爐提流量，確保合成爐內(nèi)的過剩氫氣不斷的從合成爐→一級(jí)降膜吸收器→二級(jí)降膜吸收器→尾氣吸收塔放空，用過剩氫置換降膜吸收系統(tǒng)內(nèi)的氫氧混合性氣體，用此法方點(diǎn)爐效果較好，從未有過炸防爆膜事故的發(fā)生。

措施三：合成爐點(diǎn)著后，不開尾氣放空閥，爐內(nèi)的過剩氫氣通過降膜吸收器頂破水封放空，（降膜吸收系統(tǒng)內(nèi)的氫氧混合氣體不斷的被過剩氫排出系統(tǒng)），待點(diǎn)爐成功后再開尾氣塔放空，此方法效果較好。

5 結(jié)語

采用負(fù)壓點(diǎn)爐法容易使合成爐防爆膜爆破，通過上述一系列防范措施，從本質(zhì)上杜絕了防爆膜爆破事件的發(fā)生，給企業(yè)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)提供了有力保障。

Analysis and summary of explosion proof membrane in point furnace of hydrogen chloride synthesis furnace

HE Xiao-ming，HAO Jian-bing，QIAO Li-you，HU Hai-long，ZHANG Zhu

（Shaanxi Beiyuan Chemical Group Chemical Branch，Yulin Jinjie 719319）

The hydrochloric acid by－product steam drive process synthesis furnace，cause synthesis furnace blasting explosion－proof membrane and solution were introduced.

synthesis furnace；furnace explosion－proof membrane；falling film absorber；gas absorber；water injection pump

TQ124.2

B

1009－1785(2017)03－0013－02

2016－10－16