廢次氯酸鈉的循環利用及其對乙炔裝置水耗的影響

席引尚，趙馳峰，田曉剛，張軍峰，惠玉春

(陜西金泰氯堿化工有限公司，陜西 榆林 718100)

陜西金泰氯堿化工有限公司(以下簡稱金泰氯堿)一線10萬t/a PVC裝置于2005年11月建成投產，二線15萬t/a PVC裝置于2014年2月建成投產。經過擴能改造后，目前金泰氯堿一線、二線的PVC總生產能力已達到30萬t/a。一線乙炔氣的平均流量約為6 000 m3/h，二線乙炔氣的平均流量約為8 500 m3/h。由于一次配制出的次氯酸鈉若在酸性溶液中會產生一定的游離氯，在二線乙炔生產裝置開車后，考慮到在二次配制次氯酸鈉時，若用含有乙炔氣的廢次氯酸鈉稀釋一次配制的次氯酸鈉時，會有一定的安全風險，且行業內沒有相應的操作規范可參照，因此次氯酸鈉的二次配制一直是使用生產水，沒有將清凈系統產生的廢次氯酸鈉在二次配制中進行回收利用。經過對影響回收利用廢次氯酸鈉進行次氯酸鈉復配因素的全面分析，提出了改進措施并經過一系列相應的改造。二線乙炔裝置于2016年12月實現了廢次氯酸鈉在二次配制中的回用(一次配制的方式不變)。在二次配制中，采用經過閃蒸、曝氣后的廢次氯酸鈉代替生產水稀釋一次配制的次氯酸鈉。二線配制的稀次氯酸鈉同時供一、二線使用，循環利用二線的廢次氯酸鈉進行二線次氯酸鈉的二次配制，只將一線的廢次氯酸鈉外排至電石渣庫，大幅減少了廢次氯酸鈉的外排量，更好地解決了冬季電石渣庫水量難平衡的問題。

1 廢次氯酸鈉回用前的運行狀況及用水情況

一線清凈系統次氯酸鈉采用氯氣、稀堿液和水在一次文丘里反應器內進行配制，配制好的稀次氯酸鈉依次經過2#清凈塔、1#清凈塔、冷卻塔、水洗塔后進入發生系統，進入發生系統的廢次氯酸鈉用作發生器的遠傳液位計沖洗水和水封加水，最終排入電石渣庫，滿負荷時次氯酸鈉的平均用量為20 m3/h。

二線清凈系統次氯酸鈉采用氯氣、稀堿液和水在一次文丘里反應器內進行配制，配制出的次氯酸鈉再與生產水在二次文丘里反應器內進行配制，二次配制好的稀次氯酸鈉依次經過2#清凈塔、1#清凈塔、水洗組合塔利用后進入廢次氯酸鈉閃蒸曝氣冷卻系統，再進入發生系統，最終排入電石渣庫，滿負荷時稀次氯酸鈉的平均用量為35 m3/h。

2 影響次氯酸鈉復配開車存在的問題反及相應改造

因閃蒸曝氣后的廢次氯酸鈉來自水洗塔底部的廢次氯酸鈉儲罐，廢次氯酸鈉在水洗塔中循環洗滌帶有氫氧化鈣的粗乙炔氣，廢次氯酸鈉中含有一定量的氫氧化鈣，在廢次氯酸鈉儲罐中連續補充少量的生產水，廢次氯酸鈉循環利用后，就會增加廢次氯酸鈉中的氫氧化鈣含量，易造成清凈系統設備、管線的結垢堵塞，不利于清凈系統的正常運行。改造后，將由1#清凈塔出口至廢次氯酸鈉儲槽的廢次氯酸鈉管線改至廢次氯酸鈉輸送泵的進口，將1#清凈塔出口的廢次氯酸鈉通過廢次氯酸鈉輸送泵直接送至閃蒸罐。正常生產時，水洗塔底的廢次氯酸鈉儲槽液位由生產水連續補充，為控制洗滌水中渣漿濃度，在水洗塔的循環泵出口與發生器水封主管新配1條連通管線，將廢次氯酸鈉儲槽中多余的洗滌廢水打至發生系統。

廢次氯酸鈉在不斷循環利用時，鹽含量會逐漸升高而造成清凈系統的阻力上升，須控制廢次氯酸鈉中的鹽含量。改造后，通過不斷給二線次氯酸鈉配制反應器中補加一次水，并保持一線的廢次氯酸鈉外排至電石渣庫的方式來控制廢次氯酸鈉中的鹽含量不增高。

用廢次氯酸鈉進行復配時，因次氯酸鈉中的游離氯及廢次氯酸鈉中的溶解乙炔氣均具有一定的揮發性，因此在稀次氯酸鈉中間槽的上部氣相空間中會有氯氣和乙炔氣聚集，存在一定的安全風險。改造后，在稀次氯酸鈉中間儲槽增加了1條充氮管線，進行連續置換，消除了安全風險。

廢次氯酸鈉閃蒸罐的負壓最高只能達到50 kPa，并且閃蒸罐液位波動大，負壓不穩定，廢次氯酸鈉中殘留的乙炔不能更好地脫除，影響次氯酸鈉復配系統的安全開車。改造后，在閃蒸罐底部的廢次氯酸鈉出口管線上增加了1個自調閥，并與閃蒸罐的液位進行聯鎖，廢次氯酸鈉閃蒸罐的液位控制穩定，且閃蒸負壓達到了65 kPa，廢次氯酸鈉殘留乙炔能更好地被有效脫除。改造前經閃蒸、曝氣、冷卻的廢次氯酸鈉乙炔質量分數在(60～200)×10-6, 改造后經閃蒸、曝氣、冷卻的廢次氯酸鈉乙炔質量分數在(2～50)×10-6。

廢次氯酸鈉循環利用工藝流程見圖1。

圖1 廢次氯酸鈉循環利用工藝流程

Fig.1 Process flow of cyclic utilization of waste sodium hypochlorite solution

3 廢次氯酸鈉回用后的節水效果

金泰氯堿通過廢次氯酸鈉在次氯酸鈉二次配制中的循環利用，大幅降低了廢次氯酸鈉的外排量，有效降低了電石渣漿中的氯根離子含量，電石渣漿中的氯根離子質量分數由原來的0.3%左右降至0.1%左右，一、二線乙炔生產裝置的外排廢次氯酸鈉量由原來的55 m3/h降至20 m3/h，乙炔生產裝置的一次水用量減少35 m3/h，全年可減少一次水消耗28萬m3，工業水的成本按0.83元/t計，全年可節約生產成本約23萬元。同時，通過廢次氯酸鈉的循環利用，也更好地解決了冬季上清液蒸發量降低、電石渣庫水量難平衡的問題，大大減輕了電石渣庫的安全環保壓力。