王海霞，韓建軍，張國(guó)玉

（新疆天業(yè)集團(tuán)天辰化工有限公司，新疆 石河子832000）

近年來(lái)，天辰化工有限公司加大技術(shù)投入，在干法乙炔廢液溶解乙炔氣回收方面采取措施有效降低了生產(chǎn)成本。

1 工藝介紹及現(xiàn)狀

50 mm 左右的塊狀電石經(jīng)過(guò)破碎機(jī)和篩分裝置破碎后，自流進(jìn)入斗提式升降機(jī)，輸送到緩沖料倉(cāng)，通過(guò)電石計(jì)量裝置加入干法乙炔發(fā)生器，將水按照（電石和水1.2∶1.0～1.3∶1.0）比例以霧態(tài)形式噴在粉狀電石上使之水解，保證氣相溫度為95 ℃左右，固相溫度為100～120 ℃，反應(yīng)放出的熱由水氣化的水蒸氣與乙炔氣一起帶走，未反應(yīng)完全的粉狀電石自發(fā)生器上部逐漸向下部移動(dòng)，邊移動(dòng)邊水解，產(chǎn)生的電石渣含水量為6%左右，自干法發(fā)生器底部排出，通過(guò)刮板機(jī)輸送下一道工序，從發(fā)生器出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)洗滌裝置除去氣體中的灰塵，再通過(guò)次氯酸鈉溶液的清洗除去氣體中磷化氫和硫化氫，最終干凈的乙炔氣送入氣柜供下游用戶使用。

干法乙炔技術(shù)從誕生之初，就憑借其安全性、經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)受到業(yè)內(nèi)追捧。目前，天辰化工有限公司擁有40 萬(wàn)t/a 乙炔裝置，結(jié)合同行業(yè)的運(yùn)行情況和自身運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)來(lái)看，干法乙炔1 t 電石參與反應(yīng)為例，電石與水反應(yīng)生成1.2 t 的干基電石渣，產(chǎn)生的粉狀電石渣含水6%，其中10%的粉塵隨著乙炔氣被帶走，最終經(jīng)過(guò)洗滌塔和洗滌二塔除去粉塵送到清凈除雜質(zhì)離子。整個(gè)過(guò)程中，干法乙炔發(fā)生裝置并不像濕法乙炔裝置一樣產(chǎn)生大量的電石渣漿，相反因?yàn)楫a(chǎn)生的電石渣漿含水在6%～10%可以直接去干法水泥工段生產(chǎn)水泥，所以干法乙炔無(wú)需處理發(fā)生器廢液。

盡管如此，干法乙炔同樣也會(huì)產(chǎn)生廢液。以天辰化工為例，生產(chǎn)乙炔氣從發(fā)生裝置出來(lái)的電石渣含水在10%以內(nèi)，雖然沒(méi)有電石渣漿，但由于乙炔氣從發(fā)生出來(lái)和水蒸氣混合并帶有大量的電石灰，需要經(jīng)過(guò)洗滌塔水洗除去，洗滌水每小時(shí)循環(huán)量為900 m3，這900 m3洗滌水在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，從發(fā)生器出來(lái)的乙炔氣經(jīng)過(guò)一級(jí)洗滌塔、二級(jí)洗滌塔后進(jìn)入渡槽緩沖。在渡槽中上清液流入循環(huán)罐通過(guò)循環(huán)泵打入洗滌塔中，而每小時(shí)約有50 m3的洗滌廢液排到壓濾廠房，通過(guò)壓濾，濾渣送水泥使用，清液通過(guò)回收管道送回發(fā)生使用。但在此過(guò)程中溶解在洗滌液中的乙炔氣逸散到空氣中，不僅造成資源浪費(fèi)，同時(shí)也為現(xiàn)場(chǎng)的安全生產(chǎn)留下隱患。

另外，從發(fā)生工段過(guò)來(lái)的粗乙炔氣需要經(jīng)過(guò)清凈工序除去硫化氫和磷化氫，采用的是0.08%～0.12%的次氯酸鈉溶液對(duì)乙炔氣進(jìn)行洗滌處理，根據(jù)天辰化工40 萬(wàn)t/a 乙炔裝置規(guī)模時(shí)，產(chǎn)生150 m3/h 的廢次鈉液，其中100～120 m3/h 通過(guò)曝氣脫吸，降低液體中乙炔氣含量，防止乙炔氣與濃次鈉反應(yīng)生成易爆物氯乙炔，后與濃次鈉進(jìn)行重新配置再生成新鮮次鈉液進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行洗滌；另外30～50 m3/h 進(jìn)入發(fā)生系統(tǒng)作為發(fā)生系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)用水。但曝氣脫吸使乙炔氣逸散到空氣中產(chǎn)生安全隱患，而且造成產(chǎn)品氣浪費(fèi)。

干法乙炔的廢液主要包括次氯酸鈉廢液、洗滌塔廢液。為了將廢液中的乙炔氣徹底回收特制訂了回收方案。

2 回收方案

由于洗滌廢液和廢次氯酸鈉成分區(qū)別較大，所以需要分開(kāi)對(duì)乙炔氣進(jìn)行回收。

洗滌廢水乙炔氣回收系統(tǒng)構(gòu)成包括緩沖罐、過(guò)濾器、廢水泵、真空萃取塔、水環(huán)式壓縮機(jī)以及在線監(jiān)測(cè)氧氣裝置、氣體流量計(jì)、自控連鎖裝置等。

流程敘述：自水洗塔流出來(lái)的洗滌水經(jīng)過(guò)濾器除去廢水中電石灰泥，之后進(jìn)入緩沖罐，經(jīng)廢水泵由上部進(jìn)入真空萃取塔，將溶解在洗滌水中的乙炔氣脫出，乙炔氣從真空萃取塔上部脫出，由水環(huán)式壓縮機(jī)輸送通過(guò)冷凝器冷卻后，對(duì)含氧在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)含氧低于1%經(jīng)流量計(jì)送入乙炔氣柜；若高于該值則經(jīng)過(guò)阻火器將其放空。

由于次氯酸鈉廢液氯根含量高，極容易腐蝕碳鋼以及不銹鋼材質(zhì)，通常在清凈生產(chǎn)中采用襯塑的方式解決腐蝕，但是該系統(tǒng)為負(fù)壓系統(tǒng)，并且介質(zhì)為乙炔氣，密封要求極高，碳鋼襯塑不能滿足要求，故采用特殊材質(zhì)（鎳材）裝置系統(tǒng)。此外，由于廢次氯酸鈉在解吸過(guò)程中產(chǎn)生氯氣，容易產(chǎn)生氯乙炔爆炸。所以在次氯酸鈉乙炔氣回收系統(tǒng)中需要堿液或者加亞硫酸鈉裝置進(jìn)行處理，將pH 值調(diào)節(jié)為7.0～8.0 進(jìn)行真空萃取。

圖1 洗滌廢水乙炔氣回收系統(tǒng)

廢次氯酸鈉液乙炔氣回收系統(tǒng)：緩沖罐（襯塑）、pH 監(jiān)測(cè)儀、加堿裝置、加亞硫酸鈉裝置、廢次鈉泵、真空萃取塔（鎳材）、水環(huán)式壓縮機(jī)機(jī)以及在線監(jiān)測(cè)氧氣裝置、氣體流量計(jì)、自控連鎖裝置。

流程簡(jiǎn)述：來(lái)自清凈的次氯酸鈉廢液進(jìn)入緩沖罐，通過(guò)廢次鈉泵將廢次氯酸鈉廢液打入真空萃取塔，進(jìn)入真空萃取塔前的管線上通過(guò)pH 值在線監(jiān)測(cè)儀及加堿裝置和亞硫酸鈉加入裝置在管道混合器中進(jìn)行預(yù)處理，使進(jìn)入真空萃取塔中的廢液性質(zhì)穩(wěn)定。乙炔氣從真空萃取塔上部脫出，由水環(huán)式壓縮機(jī)輸送通過(guò)冷凝器冷卻后，經(jīng)含氧在線監(jiān)測(cè)處檢測(cè)：當(dāng)含氧低于1%經(jīng)流量計(jì)送入乙炔氣柜；若高于該值則經(jīng)過(guò)阻火器將其放空。經(jīng)過(guò)脫吸后廢次氯酸鈉溶液進(jìn)入膜處理系統(tǒng)最終全部回收利用。

圖2 廢次氯酸鈉液乙炔氣回收系統(tǒng)

通過(guò)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下1 m3的廢液中含有乙炔為0.93 m3，以天偉化工乙炔為例，200 m3/h 中約溶解186 m3/h 的乙炔氣。按電石發(fā)氣量為285 L/kg，可以如果將廢液中乙炔氣回收折算出652 kg/h 電石，每年以8 000 h 計(jì)算，可以節(jié)省5 216 t 電石。以電石2 500 元/t 價(jià)格折算，每年可以節(jié)省1 304 萬(wàn)元。

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一年來(lái)的穩(wěn)定運(yùn)行，該裝置有效提高了乙炔氣產(chǎn)量，并且降低了電石耗也為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。干法乙炔裝置中廢液分類處理，有利于廢液中乙炔氣更好的回收，同時(shí)降低了危險(xiǎn)情況的發(fā)生，保證了系統(tǒng)的長(zhǎng)效穩(wěn)定。由于技術(shù)及安全等原因，該廢液含乙炔氣的問(wèn)題已成為制約電石法PVC企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一，干法乙炔廢液中乙炔氣分類回收技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于干法乙炔生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展具有積極作用。

［1］劉紅松，趙曉煥.濕法乙炔生產(chǎn)中的廢液、廢渣的循環(huán)利用.聚氯乙烯，2011，39（2）：43－46.

［2］張麗俊.電石渣漿回收乙炔裝置的應(yīng)用.聚氯乙烯，2011，39（7）：43－44.

［3］李新立，唐聰明.乙炔的溶解特性研究.四川化工，2011，14（3）：1－4.

［4］李朝陽(yáng)，張 磊.干法乙炔新工藝運(yùn)行狀況、問(wèn)題及對(duì)策.中國(guó)氯堿，2010，2（2）：23－25.