[doc格式] 淡盐水脱氯工艺的改进

[doc格式] 淡盐水脱氯工艺的改进 淡盐水脱氯工艺的改进 第6期 2009年6月 中国氯碱 ChinaChlo卜Alkali No.6 17 淡盐水脱氯工艺的改进 张术山,冯超,许剑平 (天津渤天化工有限责任公司,天津300480) 摘要:对淡盐水空气吹除法脱氯和机械真空法脱氯工艺进行了比较, 并提出了改进建议. 关键词:淡盐水;脱氯;空气吹除法;机械真空法 中图分类号:TQ114.26文献标识码:B文章编 号:1009—1785(2009)06—0017—04 Innovationondechlorinationprocessofdepletedbrine ZHANGShu-shan,FENGChao,XUJian-ping (TianjinBotianChemicalandIndustryCo.,Ltd.,300480,China) Abstract:Airpurgeprocessandmechanicalvacuumdechlorinationprocesso fdepletedbrinewere compared.Thesuggestionsofimprovementwereputforward. Keys:depletedebrine;dechlorination;airpurgeprocess;mechanicalva cuumprocess 1淡盐水脱氯方法简介 在水银法生产烧碱和离子膜法生产烧碱工艺中 都存在着精盐水在直流电作用下,在产生氯气,氢 气,烧碱的同时.未分解的盐水在电槽里形成质量浓 度为0.4,0.8geL的淡盐水,这部分淡盐水必须经过 脱氯才能二次化盐循环利用. 淡盐水脱氯方法可分为化学法和物理法.化学 法有碳素法,硫化物分解法;物理法有空气吹除法, 喷射真空法,机械真空法.目前国内各厂家以机械 真空法辅以硫化物分解法较普遍,一般简称为真空 脱氯. 2空气吹除法和机械真空法工艺简介 天津渤天化工有限责任公司的淡盐水脱氯工艺 经历了3次发展. 2-1第一代空气吹除法工艺 第一代空气吹除法是以地下吹除槽加塑料湍球 吸收塔为主体设备的工艺,其流程为:来自电解的淡 盐水自流进淡盐水吹除槽,在槽前端加入31%盐酸 调节pH值(由于槽盖封闭无法取样),淡盐水在 吹除槽内压缩空气的剧烈搅动下,游离氯分解并被 空气带出.脱氯后的淡盐水自流进缓冲槽,在缓冲槽 内加入碱液调pH值及Na~SO,还原余氯后,泵送一 次盐水工序循环使用.吹除出来的低浓度氯气由钛 风机抽出送进湍球吸收塔.用10%氢氧化钠溶液吸 收.生产游离氯质量浓度t>60g/L的次氯酸钠溶液 外售.工艺流程见图1. 2.2第二代空气吹除法工艺 第二代空气吹除法是以空气脱氯塔加废气吸收 塔为主体设备的工艺.其流程为:来自电解的淡盐水 (部分淡盐水去氯酸盐分解槽,分解后自流回淡盐水 系统)经加盐酸调pH值1.5,2.0后由淡盐水泵送人 空气吹除脱氯塔上部,在脱氯塔内与风机送来的空 气逆流接触,大量的空气不断打破液相界面中氯的 平衡浓度,液相中的氯不断转移到气相中,淡盐水中 的游离氯被吹除,吹除出的氯气纯度一般较低,质量 分数为2.0%,3.0%,在风压(一般为3.5,6.0kPa)的作 用下送入废气吸收塔,用15%,20%氢氧化钠溶液吸 收,生产游离氯质量分数?4%的次氯酸钠. 脱氯后的淡盐水在脱氯塔的下部加人氢氧化 钠,调pH值至8.0,9.0,然后加Na2SO还原余氯后 送一次盐水循环使用.工艺流程见图2. 中国氯碱2009年第6期 * 辎 嚣 世 H 琏 血 1一淡盐水吹除槽;2一自引罐;3一淡盐水泵;4一氯气风机;5一球形填料吸收塔;6一自引罐;7一次氯酸钠输出泵;8一水 环真空泵;9一空气分离器;1O一盐酸高位槽;1l一碱液高位槽;12一碱液配槽;13一碱液配送泵;l4一次氯酸钠输出地槽 图1第一代空气吹除法工艺漉程圈 去废气吸收塔 1一脱氯淡盐水罐;2一脱氯前淡盐水泵;3一脱氯塔;4一脱氯后淡盐水泵; 5一空气过率器;6一风机;7一氯酸盐分解槽;8一盐酸高位槽;9一碱液高位槽 圈2第二代空气吹除法工艺流程图 2.3机械真空法脱氯工艺 机械真空法脱氯工艺是以真空脱氯塔,氯气冷 却器和真空泵为主体设备的工艺.其流程为:来自电 解的淡盐水进入淡盐水储罐,经加酸调pH值1.5, 2.0后由脱前淡盐水泵送入真空脱氯塔的顶部.在脱 氯塔内,淡盐水在减压条件下脱氯,脱氯真空度一般 第6期张术山,等:淡盐水脱氯工艺的改进19 碱液来自电解 1一脱前淡盐水储罐;2一真空脱氯塔;3一液封摧;4一脱后淡盐水储罐;5一脱前淡盐水泵;6一脱后淡盐水泵; 7一氯气冷凝器;8一真空泵;9一冷凝液分离器;lo_-氯水冷却器;l1一氯水回收罐;12一盐酸高位槽; 13一碱液高位槽;14--凉水塔;15一循环水地槽;l6一循环水泵;17--氯水泵 圈3机械真空法工艺流程豳 在-0.03一_0.02MPa,脱氯后的淡盐水经液封槽自流到 脱后淡盐水储罐,经加氢氧化钠调pH值为8.0~9.0 后加Na2SO,还原余氯后送一次盐水循环使用.脱出 的氯气送入氯气主管.氯气冷却器冷凝下来的氯水经 液封自流入脱前淡盐水罐.真空泵工作氯水经分离 器分离后一部分进入钛板式换热器用循环水冷却至 40?以下循环使用.一部分氯水进人氯水地下槽经 泵送人脱前淡盐水罐回收利用.工艺流程见图3. 33种工艺的比较 已淘汰多年的水银电解系统当时应用了第一代空 气吹除法.电解正常生产状态,淡盐水流量为360m3/h. 温度为8O,83?,含游离氯0.4—0.6g/L,空气采用 5台sz一3水环真空泵,电机功率为30kW.开三备 二;废气引风钛风机2台,7.5kW,15kPa风压,开一 备一;打碱泵2台,5.5kW电机,开一备一;次氯酸钠 输出泵2台,5.5kW,开一备一.1991年,淘汰了槽式 空气吹除法,采用机械真空法对水银电解淡盐水进 行了真空脱氯改造,并成功应用至1998年水银系统 停车. 1994年,投产单极离子膜采用了第二代空气吹 除法工艺.淡盐水流量约46m3/h.温度为83,85?. 游离氯质量浓度为0.5—0.7g/t,,空气吹除脱氯塔为 填料塔,塔上部设有捕雾填料.风机2台.功率为 2.2kW,风压3.5—5.0kPa,开一备一. 在复极离子膜改造过程中,对原水银电解真空 脱氯装置进行了部分调整,将整套装置应用到复极 离子膜淡盐水脱氯.复极系统淡盐水流量约120m3/h, 温度81,83?,游离氯质量浓度为0.35,0.60g/L,氯 化钠质量浓度为(210+10)g/L,真空脱氯塔为陶瓷填 料塔,真空泵为钛真空泵,功率30kW,开一备一. 第一代空气吹除法优点:(1)工艺简单,可靠性 强.脱氯后游离氯质量分数一般为4x10-6~7x10. (2)生产的次氯酸钠商品价值较高.脱除后的废氯气 由于在槽顶部与吹除槽撞击,并折流抽出,废氯气含 水量有所降低.用质量浓度为120r,/L的NaOH吸 收,一般有效氯质量浓度能达到>60g/L,有一定的 市场. 缺点:(1)动力消耗高.配电机功率为90/360= O.25kW/m3淡盐水(未计废气吸收部分).(2)设备 庞大,密封难度大.槽式吹除槽由于采用混凝土内衬 耐酸磁砖,结构比较粗放,设备庞大.槽盖为块状钢 衬橡胶板,用耐酸胶泥封接,使用不长即出现严重漏 气,易发生氯气外泄.(3)废气吸收塔选材不合理, 维修量大.废气吸收塔受当时钛材的供应限制选用 了PVC材质,内填空心球填料塔,由于腐蚀严重,每 20天要倒塔1次更换空心球.每3个月要倒塔更换 塔盘,维修工作量很大,操作和维修条件十分恶劣. 第二代空气吹除法优点:(1)工艺简单,可操作性提 中国氯碱2009年第6期 高,脱氯后淡盐水中游离氯质量分数为7xlO~~lOxl0r6 (2)动力消耗低.配电机功率0.048kW『m淡盐水.(3) 检修量小,日常基本无检修(不包括废气吸收部分). 缺点:(1)脱出的废氯气含水高,吸收后的次氯 酸钠溶液有效气含量低.由于用填料塔空气吹除, 脱除的氯气虽然经塔项捕集分离,但含水量仍很高, 用15%氢氧化钠吸收,也很难生产有效氯质量分 数>5%的次氯酸钠.(2)脱氯塔储液箱容积小,若仪 出现问题,液位不好控制.空气吹除脱氯塔吹除部 分与储液部分为联体结构,虽下部直径放大.但在仪 表失灵或电解负荷突变的情况下仍不易控制液位. 偶而还出现液封,致使风吹不进去,进而影响脱氯效 率.(3)脱氯后烧碱加入点选择不合理.脱氯后淡盐 水pH值可控性不高,淡盐水在脱氯下部加碱液,由 于检测与加入随动性不强,致使脱氯后淡盐水在pH 值波动较大,为保证脱氯质量,造成烧碱的浪费. 机械真空脱氯法优点:(1)工艺可靠性较高.脱 氯后淡盐水中氯质量分数为7x10~-20x10.(2)检 修量小(不包括脱前淡盐水泵,脱后淡盐水泵),脱氯 塔,氯气冷却器,真空泵均选用钛材.日常基本无检 修.(3)无”三废”产生.脱出的氯气经压缩后进氯气 主管,提高了氯气价值.氯气冷却器冷凝下来的氯 水,真空泵富集的氯水又回到淡盐水系统.正常运行 时无”三废”产生. 缺点:(1)输送设备较多,动力消耗高.由于是老 工艺改造,装置中脱前,脱后设2台淡盐水输送泵, 动力消耗显然不合理.脱氯部分配电机功率约为 0.25kW/m3淡盐水,高于第二代空气吹除法.(2)投 资相对较高.淡盐水脱氯塔工艺要求安置较高的位 置,因此单独1套装置相对投资较大. 4建议 (1)对新建离子膜电解企业,宜选择机械真空脱 氯法辅以硫化物还原工艺,这对于消除”三废”,提高 氯气的价值有决定性意义. (2)真空脱氯塔内塔料宜选用轻质的填料.该厂 现使用的是陶瓷鲍尔环,由于其单位体积较重.使塔 与泵部分设施较笨重,钛材耗量较大,占用资金多. (3)选用高效率真空泵.真空泵的效率直接影响 单位淡盐水脱氯电耗,在脱氯塔进一步强化传质效 率的同时,选用高效率的真空泵从长期运行的角度 上讲,成本可降低. (4)m艺流程宜简化.对于离子膜淡盐水脱氯, 在工艺布置时,要充分考虑与电解系统装置的结合, 力求输送接力装置越少越好.减少不必要的接力而 增加动力消耗.真空泵宜布置在高位.使真空泵富集 的氯水能自流到废盐水罐,不设氯水回收系统,既有 利于电耗的下降,又解决了维修氯水泵工作量较大 的难题. (5)仪表分析宜少不宜多.脱氯工序分析项目较 多.部分厂家在诸如游离氯检测等项目上均考虑了 0RP分析仪,通过氧化一还原电位来指导控制脱氯 过程,这应该值得肯定,但由于分析仪表寿命较短, 维护费用较高,致使指示经常失真.一定程度上制约 了生产的可控性.因此,除严格限定量化现场显示 外.应采用人工取样分析的方法.减少不必要的双重 浪费. (6)要降低单位淡盐水的脱氯功耗,简化工艺, 提高脱氯工艺的可控性. 收稿日期:2008—05—11 (上接第13页) 4提高糊树脂热稳定性的措施 (1)加强精馏操作,在线备用1台低沸塔,2台 低沸塔可切换使用,从而提高氯乙烯单体质量,减少 杂质,控制杂质的质量分数指标为:乙炔~5x10; HCI?Ixl0;醛?10x10;氯化物~<90x10;铁离 子?lxl0. (2)聚合反应温度控制在聚合设定温度的如.5? 之间,聚合反应后期”翘尾巴”控制在聚合设定温度 10?以下.同时严格控制干燥温度,干燥热风温度 控制在170?以下,干燥器出口树脂温度控制在 60?以下. (3)聚合投料前,聚合釜抽真空脱氧要彻底,控 制聚合釜内压力达一0.974kg/cm2时再投料,以彻底 脱除系统内的氧. (4)控制乳化剂SIS中铁离子质量分数,要求 ?50×10.对铁离子含量超标的乳化剂拒绝使用. (5)针对微悬浮法采用EEP—ABVN复合引发剂 体系,EEP水分解率大于ABVN的特点,在生产中 可适当调整2种引发剂的用量,即减少ABVN用 量,相对增加EEP用量,同时确保EEP的活性成分 在2.95%以上.尽量降低糊树脂产品中引发剂的残 留量. (6)对聚合投料的水油比,根据冷却水温度及聚 合釜的换热情况来定,前提是聚合反应温度容易控 制,不产生局部过热现象.收稿日期:2009-01—12