事故氯處理裝置的工藝優(yōu)化

張龍（中鹽安徽紅四方股份有限公司，安徽合肥230022）

事故氯處理裝置的工藝優(yōu)化

張龍
（中鹽安徽紅四方股份有限公司，安徽合肥230022）

摘要：針對(duì)氯堿生產(chǎn)事故氯處理裝置中產(chǎn)生的副產(chǎn)品次氯酸鈉溶液含量低的問題，采取增加一套次氯酸鈉生產(chǎn)裝置的方法，將低含量次氯酸鈉中的有效氯再次吸收，達(dá)到滿足市場需求，降低生產(chǎn)成本的目的。

關(guān)鍵詞：工藝優(yōu)化；事故氯處理；13%次氯酸鈉

中鹽安徽紅四方股份有限公司利用合肥化工企業(yè)整體整合搬遷至肥東經(jīng)濟(jì)循環(huán)示范園的機(jī)會(huì)，對(duì)事故氯處理裝置進(jìn)行了技術(shù)革新及產(chǎn)品擴(kuò)能，形成了4萬噸/ 年13%以上次氯酸鈉產(chǎn)品生產(chǎn)能力。

1　原設(shè)計(jì)中事故氯裝置工藝簡介

中鹽安徽紅四方氯堿裝置事故氯處理裝置原設(shè)計(jì)施工中主要承擔(dān)三項(xiàng)任務(wù)：一是吸收液氯充裝裝置及各設(shè)備尾氣；二是防止氯氣主管正壓造成的氯氣外逸及事故停動(dòng)力電；三是負(fù)責(zé)電解正常開停車時(shí)氯氣外逸的吸收工作。原設(shè)計(jì)能力可生產(chǎn)1萬噸/年次氯酸鈉溶液，有效氯約在8%～10%之間。

上述廢氯氣進(jìn)入除害塔下部，與循環(huán)堿液逆流接觸進(jìn)行吸收反應(yīng)，吸收后的尾氣中氯氣含量可達(dá)到45mg/m3以下，再通過除害塔頂部的尾氣風(fēng)機(jī)排入大氣。

從除害塔底部出來的吸收液流入次氯酸鈉循環(huán)槽，由除害塔循環(huán)泵送出經(jīng)除害塔冷卻器被循環(huán)水冷卻后返回除害塔，與氯氣繼續(xù)反應(yīng)，直至循環(huán)液中有效氯達(dá)到5%時(shí)，送入吸收塔制成有效氯10%以下的次氯酸鈉溶液產(chǎn)品，由次氯酸鈉成品泵送至罐區(qū)。

次氯酸鈉循環(huán)槽作為配堿功能使用時(shí)，向槽中加入32%的NaOH，并加水配制成15%～18%的稀堿液，該槽同時(shí)也可作為除害塔、吸收塔的循環(huán)槽。

廢氣系統(tǒng)配有堿高位槽，在系統(tǒng)事故狀態(tài)下，堿高位槽出口開關(guān)閥打開，進(jìn)入除害塔吸收系統(tǒng)事故狀態(tài)下溢出的氯氣。

2　存在的問題

2.1設(shè)備選材有誤，不耐腐蝕

次氯酸鈉銷售市場上主要是有效氯含量13%以上的產(chǎn)品，原事故氯處理設(shè)計(jì)施工時(shí)沒有考慮市場因素，吸收設(shè)備選材不能耐超過10%以上高含量有效氯溶液的腐蝕。

2.2冷卻裝置不夠，冷量不足

次氯酸鈉溶液是一種不穩(wěn)定的化合物，易分解，溫度高于30℃時(shí)，保存期為3～4天，最佳貯存溫度為29.4℃以下；溫度每升高5℃，分解速度就增加一倍。

堿液吸收氯氣生成次氯酸鈉的過程中，放出大量反應(yīng)熱。如果熱量不及時(shí)移走，會(huì)導(dǎo)致副產(chǎn)物產(chǎn)生。

主要反應(yīng)過程：

2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O+103.1kJ/mol

3Cl2+ 6NaOH=5NaCl + NaClO3+3H2O

而原設(shè)計(jì)施工中，考慮該裝置吸收廢氯的量小，反應(yīng)生成熱也不會(huì)太大，因此在除害塔及吸收塔中沒有設(shè)置冷卻裝置，只是在循環(huán)泵出口各加一臺(tái)板換用+5℃水冷卻循環(huán)液，特別是吸收塔的板換面積只有46.5m2。如果原設(shè)計(jì)施工方案不改動(dòng)，難以生產(chǎn)高含量的次氯酸鈉產(chǎn)品，原因一是瞬間反應(yīng)劇烈，放出大量熱量，造成循環(huán)液溫度上升過快，無法生產(chǎn)次氯酸鈉；二是吸收塔材質(zhì)為玻璃鋼，填料為塑料，在高溫下易變形，造成設(shè)備損壞及管道堵塞。

3　采取的方案

為了滿足市場需求，同時(shí)充分利用事故氯裝置產(chǎn)生高含量的次氯酸鈉溶液，擴(kuò)大次氯酸鈉產(chǎn)能，考慮到公司氯堿裝置施工還未結(jié)束，在氯氫處置裝置北面空地增加一套2萬噸/年次氯酸鈉生產(chǎn)裝置，利用事故氯裝置產(chǎn)生的低含量次氯酸鈉溶液繼續(xù)吸收尾氯生產(chǎn)13%以上的次氯酸鈉產(chǎn)品。

新增加的次氯酸鈉裝置包括一臺(tái)Ф1400*3500的鈦反應(yīng)器，內(nèi)加兩路冷卻盤管，換熱面積7.5m2，通+5℃水用以控制反應(yīng)器中心溫度不要過高；一臺(tái)THC10BW- 0.6/90- 80換熱器，換熱面積30m2，兩臺(tái)內(nèi)設(shè)冷卻盤管的成品槽，用以循環(huán)與分別盛放13%和14%次氯酸鈉成品；另在原吸收塔循環(huán)液出口加一臺(tái)列管式換熱器。

原事故氯裝置循環(huán)槽用于配堿及貯存低含量次氯酸鈉溶液，除害塔及吸收塔吸收液有效氯含量控制在較低水平，以確保事故氯裝置安全生產(chǎn)。這部分吸收液根據(jù)分析數(shù)據(jù)及時(shí)輸送到新次氯酸鈉裝置，用尾氯生產(chǎn)合格的次氯酸鈉產(chǎn)品。

該方案2014年初動(dòng)工，兩個(gè)多月完成施工，4月份完成試生產(chǎn)，獲得了合格的次氯酸鈉產(chǎn)品。

4　方案效果

4.1降低單耗，提升產(chǎn)品品質(zhì)

由于充分考慮到新增次氯酸鈉裝置反應(yīng)熱及次氯酸鈉穩(wěn)定性問題，冷卻設(shè)施完善，冷量充足，反應(yīng)溫度控制在29℃以下，降低了副反應(yīng)，氯耗、堿耗也大大降低，次氯酸鈉溶液中氯化鈉成分相應(yīng)減少，產(chǎn)品品質(zhì)得到了提升。

2014年4～9月合計(jì)產(chǎn)次氯酸鈉12970噸，有效氯含量13.8%，完全達(dá)到改造要求，見表1。

表1　2014年4～9月次氯酸鈉產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量

4.2符合清潔節(jié)能生產(chǎn)要求

在氯堿事故氯處理裝置中吸收液中最終有效氯含量不能太高，否則吸收塔上的引風(fēng)機(jī)排放口有氯氣外逸，造成環(huán)境二次污染，因此事故氯處理裝置吸收液一旦達(dá)到工藝指標(biāo)，立即更換。將低含量次氯酸鈉用再次吸收尾氯的方法提高有效氯含量。技改后不會(huì)引起環(huán)境二次污染，符合國家清潔節(jié)能生產(chǎn)的要求。

5　結(jié)論

從幾個(gè)月的生產(chǎn)運(yùn)行來看，利用事故氯處理裝置生產(chǎn)13%以上次氯酸鈉溶液，無論是在工藝技術(shù)、還是經(jīng)濟(jì)上都是可行的。節(jié)約了單耗，降低了生產(chǎn)成本，減少了環(huán)境二次污染的可能性，符合國家節(jié)能清潔生產(chǎn)要求，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。□

doi：10.3969/j.issn.1008- 553X.2015.02.019

中圖分類號(hào)：TQ114.16

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1008- 553X（2015）02- 0053- 02

收稿日期：2014- 10- 31

作者簡介：張龍（1982-），男，安徽合肥人，助理工程師，主要從事生產(chǎn)工藝管理工作，13866165663，1123753708@qq.com。