氯化亞砜生產中氣相循環工藝裝置及方法的改進

潘英曙

（江西世龍實業股份有限公司，江西 樂平333311）

氯化亞砜又名亞硫酰氯，學名二氯亞砜，作氯化劑，廣泛應用于醫藥、農藥、染料工業及有機合成工業。 氯化亞砜生產過程中，氣相循環（氯化亞砜生產過程存在兩大循環： 液相循環及氣相循環） 十分重要，不但關系到氯化亞砜的產品產量，對整個氯化亞砜生產中原料和能源消耗有舉足輕重的影響。

1 原氣相循環工藝及存在問題

1.1 氯化亞砜原氣相循環工藝流程簡述

氯化亞砜反應器出來的高溫多元組分氣相經粗品冷凝器冷凝成粗品氯化亞砜及部分混合不凝氣體，經氣液分離器分離后，粗品氯化亞砜流入粗品脫氣釜， 混合氣體經氣動隔膜泵加壓送回氣體混合器重新進入反應器合成氯化亞砜（氣相循環一）；在一定溫度下， 粗品脫氣釜中的粗品氯化亞砜所溶解的氯氣、 二氧化硫等氣體進一步分離， 進入氣體混合器，重新進入反應器合成氯化亞砜（氣相循環二）。氯化亞砜原氣相循環工藝流程簡圖見圖1。

整個氣相循環過程中， 循環氣要經兩步進入氣體混合器混合，重新進入反應器合成氯化亞砜，從而完成氣相循環。

1.2 原氣相循環工藝存在的問題

（1）氣相循環步驟多，系統壓力波動頻繁，操作相對繁雜；

（2）氣相循環量波動頻繁，不利于生產的平穩運行；

（3）氣相二步循環能耗較高；

圖1 氯化亞砜原氣相循環工藝流程簡圖

（4） 隔膜泵檢修頻繁， 檢修時循環氣量出現波動，不利于生產的平穩運行；

（5）隔膜泵維修成本較高，勞動強度大。

2 水力噴射氣相循環工藝

水力噴射氣相循環工藝的特點是利用流體動力學原理，通過流體的高速噴射作用，抽取粗品冷凝器冷凝后分離出的混合氣體， 混合氣體在粗品受槽內與粗品氯化亞砜溶解的氣體一起霧化膨脹加壓，從而重新返回氣體混合器， 進入氯化亞砜反應器合成氯化亞砜。 水力噴射氣相循環工藝簡圖見圖2。

圖2 水力噴射氣相循環工藝簡圖

由原隔膜泵脫氣氣相循環改為水力噴射氣相循環，從以下3 方面著手改進。

（1）工藝由繁到簡，簡化了工藝流程

原氣相循環工藝相對繁雜， 其氣相循環分兩步并列進行，一步是冷凝后分離的氣體用隔膜泵輸送，一步是粗品氯化亞砜進一步脫氣加壓輸送。 現循環工藝一步到位， 即粗品氯化亞砜脫出的氣體與冷凝器后分離的氣體均從粗品受槽加壓輸送至氣體混合器。

（2）操作由難入易，操作相對簡便，指標易控制

原氣相循環工藝操作分兩步并列進行， 操作壓力指標不易控制， 其中任一步的指標發生變化均會影響另一步操作， 即任一步壓力指標出現狀況均會影響另一方壓力指標， 進而會影響整個流程及至生產進程；現氣相循環工藝則不會出現此情況，其操作控制點只有一處，不存在相互影響和制約因素。

（3）系統壓力出現較大變化，即系統壓力大為降低，系統安全性大為增強，系統平穩可靠

原氣相循環工藝生產系統壓力均在0.1MPa 以上，最高壓力達0.18 MPa 以上， 系統均壓約為0.14 MPa；系統安全性能較差，經常泄漏。 現氣相循環工藝生產系統壓力均在0.1 MPa 以下， 系統均壓為0.05~0.08 MPa，系統安全性能大為提高，生產運行平穩可靠。

3 水力噴射氣相循環操作控制

3.1 粗品受槽內液位及溫度控制

粗品受槽內液位不得低于30%，該液位可保證水力噴射裝置正常工作； 且液位不得高于70%，該液位可保證抽吸的氣體具有一定的膨脹和釋放空間。 受槽溫度不得低于60 ℃，該溫度可保證粗品中的二氯化硫及氯氣等不凝性氣體正常分離， 從而使生產的粗品質量得到有效保證。

3.2 水力噴射液體流量抽吸氣量控制

水力噴射氣相循環裝置的液體噴射流量不得小于100 m3/h（以水流量測算），氣體抽吸量不少于500 m3/h（以空氣流量測算），故液體循環泵及噴射器的選型非常重要。

4 水力噴射氣相循環的優勢

（1）簡化了操作工藝和設備，氣相循環工作程序簡化。

（2）氣相循環控制點減少，便于系統調節，更利于穩定操作。

（3）生產系統壓力較低。 且壓力較穩定，壓力數值波動小，從而物料進出較平穩，從而促進了前汽化工序的穩定，提高了系統的安全性。

（4）水力噴射氣相循環氣體循環量大，氣體流量較穩定 （原氣相循環隔膜泵故障時易出現較大波動），增加了系統的物料流速，故增加了物料的反應速度， 從而間接提高了單套氯化亞砜合成生產裝置的產能。

（5）水力噴射氣相循環裝置運行平穩可靠，故障率極低，維修概率小，維修成本極低。 將江西世龍實業股份有限公司前后兩種氣相循環裝置比較： 原氣相循環裝置主要設備為進口氣動隔膜泵， 每套合成裝置需要4 臺隔膜泵，年維修費用近10 萬元；更改氣相循環裝置工藝后，年維修費用不足1 萬元。

（6）水力噴射氣相循環裝置氣體循環量較穩定，合成裝置系統壓力較平穩， 故進入系統的兩種物料氯氣和二氧化硫的配比也較穩定， 從而粗品氯化亞砜的產品質量也較穩定， 對后續配硫中和工序具有參考性的指導意義。

5 結語

通過對改變氣相循環生產裝置實際情況對比，水力噴射氣相循環裝置不但簡化了氣相循環工藝路線，既減輕勞動強度，又降低原料、動力消耗，較大的降低了裝置的維修費用和成本， 同時氯化亞砜粗品的質量穩定提高。水力噴射氣相循環裝置的應用，單套氯化亞砜合成裝置的產能可從原15 t/d 提高到18 t/d 以上。