異常情況下樹脂塔運(yùn)行方式的探討

田玉英，王奮斗，路松角，席引尚

（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（簡(jiǎn)稱“金泰氯堿”）現(xiàn)有2 套燒堿生產(chǎn)裝置，一線裝置于2005 年10 月開車；二線裝置于2013 年12 月開車。離子膜電解槽均采用日本旭化成高電流密度零極距電解槽，2 套裝置二次鹽水樹脂塔均采用3 塔流程，正常時(shí)2 塔在線串聯(lián)運(yùn)行，另1 塔下線再生。二線裝置設(shè)計(jì)時(shí)，在一二線二次鹽水樹脂塔后將一二線二次鹽水串在一起，并用閥門隔斷，正常運(yùn)行時(shí)，一二線二次鹽水獨(dú)立運(yùn)行，但當(dāng)任意1 套樹脂塔出現(xiàn)異常，二次鹽水無法供應(yīng)電解槽時(shí)，可打開聯(lián)通管線閥門，實(shí)現(xiàn)二次鹽水互為備用，確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

1 流程介紹

由一次鹽水工序送來的一次精制鹽水經(jīng)過鹽水加熱器加熱至（60±5）℃后，進(jìn)入樹脂塔進(jìn)行離子交換，鹽水中的Ca2+、Mg2+等雜質(zhì)離子被除去。從樹脂塔出來的二次精制鹽水進(jìn)入精鹽水儲(chǔ)槽，然后通過泵分為2 路送出，正常生產(chǎn)時(shí)，全部送入鹽水高位槽后被送往離子膜電解槽；出現(xiàn)異常時(shí)，打開連通閥門，同時(shí)向一線二次鹽水供應(yīng)部分鹽水。鹽水精制工藝流程示意圖見圖1。

2 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題分析及處理措施

2.1 運(yùn)行情況

2017 年7 月14 日，二線樹脂塔B—C 運(yùn)行，DCS 監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)二次精制鹽水儲(chǔ)槽液位有下降趨勢(shì)，立即通知巡檢現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)樹脂過濾器前壓力由正常的0.11 MPa 上漲至0.38 MPa，樹脂過濾器后壓力為0.10 MPa 保持不變，從壓差上判斷，樹脂塔C 可能出現(xiàn)泄漏，于是立即打開樹脂過濾器排氣閥檢查，發(fā)現(xiàn)有大量樹脂排出，進(jìn)一步確定了樹脂塔C 塔底網(wǎng)泄漏。為防止由于樹脂大量泄漏，造成裝置緊急停車，立即采取一二線電解緊急降負(fù)荷，同時(shí)通過一二線二次鹽水聯(lián)通管線，用一線二次鹽水向二線供應(yīng)，停二線二次鹽水，確保系統(tǒng)連續(xù)、安全運(yùn)行。

圖1 鹽水精制工藝流程示意圖

2.2 原因分析

（1）過濾網(wǎng)局部受力疲勞

樹脂塔過濾底網(wǎng)采用紗綸網(wǎng)，是由偏二氯乙烯與氯乙烯共聚物（PVDC）拉絲編織而成，具有較好的機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性，但因其被安裝在上下花板之間，在工作運(yùn)行和再生反洗過程中，過濾紗綸網(wǎng)墊片的邊緣處反復(fù)承受上下交變剪切力，過濾網(wǎng)邊緣因疲勞而損壞。

（2）過濾網(wǎng)老化破損

由于正常運(yùn)行和下線再生時(shí)，介質(zhì)溫度頻繁的變化，過濾網(wǎng)不斷的膨脹收縮，同時(shí)，電解升降負(fù)荷時(shí)，鹽水流量不斷變化，過濾網(wǎng)受到壓力也不斷變化，最終導(dǎo)致過濾網(wǎng)邊緣老化而損壞。

3 應(yīng)對(duì)措施

由于紗綸過濾網(wǎng)采用進(jìn)口產(chǎn)品，在過濾網(wǎng)出現(xiàn)破損后，暫無備件，C 塔一時(shí)無法恢復(fù)正常運(yùn)行，如果采購(gòu)進(jìn)口的過濾網(wǎng)，周期較長(zhǎng)。樹脂塔采用3 塔流程運(yùn)行模式，第一塔作為運(yùn)行塔，第二塔為保護(hù)塔，正常情況下，第一塔出口的鹽水質(zhì)量完全可以滿足離子膜要求，但為了確保離子膜安全運(yùn)行，通過技術(shù)人員反復(fù)討論和計(jì)算，最終確定在C 塔恢復(fù)正常前，決定先將C 塔樹脂掏出，沖洗干凈樹脂塔，然后封閉C 塔人孔，采取單塔運(yùn)行。

3.1 單塔運(yùn)行

由于該次為C 塔樹脂塔底網(wǎng)泄漏，采取C→A運(yùn)行時(shí)，C 塔為空塔，實(shí)際只有A 塔運(yùn)行，運(yùn)行24 h后，切換至A→B 運(yùn)行；切換至B→C 運(yùn)行時(shí)，C 塔為空塔，實(shí)際只有B 塔運(yùn)行，運(yùn)行24 h 后，再切換至C→A 運(yùn)行。1 個(gè)運(yùn)行周期中，始終有2 個(gè)塔處于單塔運(yùn)行。

3.2 排放置換

C→A 運(yùn)行時(shí)，C 塔充當(dāng)了第一塔，塔內(nèi)充滿的是一次鹽水，所以在C 塔下線后，需排凈塔內(nèi)鹽水，然后用純水注滿、排放各2 次，最后通過鹽水注入方式循環(huán)4 h，分析C 塔二次鹽水Ca2+、Mg2+合格后切換至B→C 運(yùn)行。B→C 運(yùn)行時(shí)，C 塔充當(dāng)了第二塔，塔內(nèi)充滿的是二次鹽水，所以不用置換。

3.3 縮短運(yùn)行時(shí)間

由于B→C 和C→A 運(yùn)行，都處于單塔運(yùn)行，尤其是B→C 運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)更大，因?yàn)锽 塔在線運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，為了盡量縮短單塔運(yùn)行時(shí)間，確保鹽水質(zhì)量，在A、B 塔作為再生塔時(shí)，將待機(jī)時(shí)間由60 min 改為5 min。

表1 樹脂塔單塔運(yùn)行二次鹽水質(zhì)量分析10-9

在單塔運(yùn)行期間，每天在樹脂塔出口取樣分析，期間二次鹽水質(zhì)量全部合格，未出現(xiàn)超標(biāo)。樹脂塔單塔運(yùn)行二次鹽水質(zhì)量分析見表1。

4 結(jié)語

加強(qiáng)鹽水二次精制運(yùn)行的管理，確保進(jìn)電解槽二次鹽水質(zhì)量合格，鹽水質(zhì)量是離子膜電解槽穩(wěn)定運(yùn)行的根本要求，除了管理好樹脂塔日常操作、運(yùn)行外，對(duì)樹脂塔內(nèi)部件要定期更換，紗綸網(wǎng)使用壽命一般為6 年，但實(shí)際壽命一般為3～5 年，如果到期不及時(shí)更換，運(yùn)行過程中漏、跑樹脂的風(fēng)險(xiǎn)便會(huì)增大。