泄漏氯乙烯轉化器處理工藝及維修方法的改進

張曉東　姚建

摘 要：對泄漏聚氯乙烯轉化器的工藝處理過程中，對其殼程進行充氮。在維修轉化器時，對泄露的列管進行堵橛子并燒焊，使用改進后工藝和維修方法后，單臺轉化器重復泄漏的次數大大減少，保證了設備運行的穩定，提高了PVC樹脂生產的經濟效益。

關鍵詞：轉化器 處理 充氮 維修 燒焊

氯乙烯合成轉化器是一種大型列管式換熱器， 是電石法合成氯乙烯的關鍵設備。我公司現有電石法PVC生產能力為30萬t/a ， 共有轉化器86 臺， 設備規格為？2400 mm ×3000 mm 的70臺， ？3500 mm ×3000 mm的16臺。上下花板上固定有？57 mm ×3.5mm×2950 mm，列管內裝滿以活性炭為載體的氯化高汞催化劑。乙炔和氯化氫的混合氣體在列管內經過催化劑的催化而合成氯乙烯， 此反應為強放熱反應， 反應熱通過的殼程循環熱水的少量汽化帶走。

轉化器的運行情況直接影響整個電石法聚氯乙烯的正常生產， 轉化器的防泄漏是保證轉化器正常運行的一個重要環節。我廠轉化器從2010年開始，轉化器泄漏頻繁，這樣不僅嚴重影響了生產的正常運行， 而且造成觸媒消耗增加、轉化器壽命縮短、轉化器出口大管積碳嚴重、生產成本增高等不良后果。在泄漏轉化器進行認真分析后， 對轉化器泄漏后的工藝處理、泄漏轉化器的維修方式等方面進行改進，改善了轉化器的使用條件和維修質量， 大大減少了單臺轉化器重復泄漏的次數。

1、轉化器的工藝流程

經脫水的HCl 、C2H2氣體通過預熱器預熱后通過氣相進口閥進入到轉化器中，轉化器的列管內裝滿以活性炭為載體的氯化高汞觸媒催化劑， 在氯化高汞觸媒作用下加成反應生成氯乙烯， 同時放出大量的反應熱，氯乙烯合成反應式如下：

CH≡CH + HClHgCl2 CH 2 =CHCl + 124.8 kJ/mol

反應中產生的大量的熱， 由列管外的循環水帶走， 循環熱水由循環熱水上水閥進入到轉化器殼程，循環熱水在吸收反應熱后，在管壁少量汽化帶走反應熱通過循環熱水回水閥回到熱水罐中。

2、泄漏轉化器的新、舊處理工藝比較

在每小時一次的崗位巡檢中，打開轉化器下封頭底部的氣相排污閥時，發現有酸水排出，同時該轉化器更換觸媒已運行10天以上，并且進出管溫度高，說明轉化器的列管已經泄漏。如該轉化器剛更換觸媒，出現排污閥有酸時，也有可能是觸媒潮引起的，可開大流量進一步觀察。

2.1 舊處理工藝

2.1.1 關閉已發生泄漏轉化器的原料氣進口閥、合成氣出口閥，打開轉化器下封頭的排污閥，放盡管程的酸水。

2.1.2 關閉殼程熱水的進、 出口閥 ， 打開殼程的排污閥和轉化器的殼程排氣閥， 放盡殼程中的熱水。

2.1.3 在轉化器的氣相出口回收閥連接回收管，將轉化器的的壓力回收后，從氣相進口的充氮口向轉化器內充氮氣，直到抽觸媒作業開始。

2.1.4 在確認轉化器內無壓力后，拆設備的上下封頭 ，將轉化器內的觸媒抽凈

上述2.1.1和2.1.2條處理的目的是防止設備泄漏、腐蝕進一步加劇而導致汞觸媒 “泡湯” 或合成氣總管中進酸水而嚴重影響其它轉化器的正常運行。

2.2 新處理工藝

在氮氣總管加減壓閥，將轉化器平臺的氮氣總管壓力降到0.25MPa，保證后續通入轉化器的殼程時，不會超過轉化器的殼程設計壓力0.25MPa。

2.2.1 關閉已發生泄漏轉化器的原料氣進口閥、合成氣出口閥，打開轉化器下封頭的排污閥，放盡管程的酸水。

2.2.2 用軟管連接減壓后的氮氣總管和轉化器的殼程排氣閥向轉化器的殼程充氮，關閉殼程熱水的進、 出口閥，打開殼程的排污閥和轉化器的殼程排氣閥，在放水過程中氮氣進入到轉化器中保持轉化器殼程的壓力，放盡殼程中的熱水后，關閉殼程的排污閥。

2.2.3 打開轉化器的氣相出口閥和氣相排污閥，將進入氣相出口管的酸排凈后，將轉化器的氣相出口閥關閉。

2.2.4 在轉化器的氣相出口回收閥連接回收管，將轉化器的的壓力回收后，從氣相進口的充氮口向轉化器內充氮氣，直到抽觸媒作業開始。

2.2.5 在確認轉化器內無壓力后，拆設備的上下封頭 ，將轉化器內的觸媒抽凈，并將轉化器的氣相進出口管加盲板，防止閥門不嚴，有可燃氣體溢出，在后續的燒焊作業過程中產生危險。

2.2.6 打開轉化器的循環水上水閥和轉化器的殼程排氣閥，向轉化器內充水，直到轉化器殼程排氣閥出見水，后關閉上水閥門，打開水相排污閥將轉化器內的水排凈，同時對轉化器進行試漏。

2.3 新、舊處理工藝比較

新處理工藝主要在以下幾方面做了改進：

（1） 向轉化器的殼程充氮氣。在轉化器的開停過程中，氣相進出口閥在多次使用后就會微漏。如轉化器泄漏后，在關閉氣相進出口閥后，還是有少量的含HCl氣體會進入到轉化器管程保存一定的壓力。如殼程不充氮氣保壓，這部分氣體進入通過泄漏點進入到轉化器殼程，與殼程的水接觸生產鹽酸，造成泄漏點的擴大并加快未泄漏列管的腐蝕。

（2） 在轉化器的殼程水排凈后，打開轉化器的氣相出口閥，將氣相出口管的酸排凈。在轉化器泄漏后，有部分酸被氣流帶入到轉化器的氣相出口總管中，如不將出口管的酸排凈，它會腐蝕出口總管，造成出口總管泄漏，影響生產的安全和穩定。

（3）對轉化器氣相進出口管加盲板、轉化器水相上回水管線斷盤、試漏時用水充滿殼程。這三步主要為后續燒焊維修做準備，氣相進出口加盲板后，可以防止因閥門不嚴造成的乙炔氣和氯乙烯氣體的外泄，對維修過程產生影響。斷開轉化器水相上回水管線，可防止在燒焊過程中，靜電通過水管導入其他正在運行轉化器。試漏時用水充滿殼程，可防止殼程內殘留的可燃性氣體在燒焊的過程中溢出，發生爆鳴。

3、泄漏轉化器器新、舊維修方法

舊的維修方法是在轉化器泄漏后，找到泄漏的列管，用鐵撅子將泄漏的列管堵死。由于在轉化器列管泄漏過程中，水從殼程進入到管程會與管程中的HCl氣體生產鹽酸，對列管的管口進行腐蝕，造成管口的內表面并不平整，在堵撅子后堵不嚴實，容易發生二次泄漏。

針對老的維修方法出現的問題，對泄漏的轉化器在用撅子堵死后，再用電焊將撅子和泄漏列管進行焊接，防止了二次泄漏的情況出現。

4、結語

在使用新的泄漏轉化器處理工藝和維修方法后，單臺轉化器重復泄漏的次數大大減少，保證了設備運行的穩定，提高了聚氯乙烯樹脂生產的經濟效益。

參考文獻：

楊鳴波，唐志玉，高分子材料手冊[M]，北京：化學工業出版社，2009.

作者簡介：

張曉東（1985-），男，2008年7月畢業于北京化工大學高分子材料與工程專業，本科學歷，工程師。現就任于天津大沽化工股份有限公司聚氯乙烯分廠合成工段，從事技術管理工作.