乙炔生产中清液温度控制降低PVC电石单耗

乙炔生产中清液温度控制降低PVC电石单耗

袁金华  ,王世刚

新疆圣雄氯碱有限公司，新疆 吐鲁番838000

摘要:针对当前氯碱行业中关于电石法PVC生产工艺，迫于环保压力和经济效益相互影响，企业生产中的各类“三废排放”达标和尽可能降低生产成本，增加利润已经成为各大企业关注的重点和行业现状。本文针对生产过程中降低PVC电石单耗，从原材料辅材上进行一系列控制措施，其中包括清液温度控制、清液加水管道运行周期和延长清液管道结垢周期等项目进行介绍及效果。

关键词：电石单耗、清液温度、清液管道结垢周期延长改造。

1.1项目背景简介

电石法PVC生产工艺中，由于生产成本和环保要求双重制约下，利用各类工程和管理措施，有效降低电石单耗势在必行。

随着近些年节能降耗的要求，氯碱化工生产技术和精细化操作能力不断提高，同行业中降低电石单耗的生产成本，可以有效合理的分配共有资源配置产能优化，目前，圣雄氯碱有限公司（以下简称氯碱公司）在针对电石单耗控制措施中，从原材料把控到辅材控制等措施进行单耗控制，经过4年同类数据对比和摸索，氯碱公司结合实际控制水平和一系列精细化操作，有效降低生产成本中的电石单耗占比。

1.2工艺流程简介

      氯碱公司乙炔车间发生器生产使用加水为自发生器溢流管溢流出的浓浆经过浓缩池自然沉淀，固液分离后流入清液池，经过凉水塔的循环、降温反复循环使用，运行中，因清液中含有部分固体颗粒（0.8%左右，主要成分氢氧化钙、碳酸钙、氢氧化镁），造成介质在管道中容易结垢，运行周期在3个月左右时，发生器分支加水管道（DN150）结垢厚度达30mm，严重影响发生器使用和装置运行，若能延长清液管道的使用周期，减缓发生器的紧急停机，保障长周期稳定运行，不仅有效降低因检修中造成的电石损失，还可以提高生产装置的运行连续性，此项研究在行业内有很好的推广前景。

1.3实施方案

对单台设备发生器的清液分支管道中易结垢部位进行统计，进过数据测试和检查发现，静止管道的结垢速率远大于震动管道的结垢速率，其中，设备本体连接管口和母管本体连接管口结垢速率最快，从而管道内部清液介质沿着母管而上进行结垢，大面积管道结垢后，管道内部液体流速降低（管道内部垢层摩擦系数增大0.6倍，介质流速趋于0.67~1.08m/s之间），实际运行流量达到设计流量的60%，所以，增大管线震动，减少静止管道中的含固量沉淀是解决结垢周期的关键参数和方法，因此，运行管道配管中在管道中安装有等径的（DN150）金属软连接工艺配管，运行中因管道经过自控流量调节阀减压作用影响，管道内部流量发生变化，同时，管道产生自然振动和流体通过金属管道内部流量变化对比发现，解压后的介质流量满足生产使用要求，因此管道安装金属软连接方式符合使用要求和达到使用效果。

1.4实施效果

通过一系列改造和试验对比，得出金属软连接实施投用效果相比原设计碳钢管道相比，结垢周期在相同运行时间内为原设计周期一倍有余，同时，通过检修检查和人机工程操作对比，金属软连接管道安装更为简便，安装难度低，泄漏概率低，结垢周期长，运行稳定性高，满足现有的安全生产使用需求。

2 清液温度控制

2.1实施方案

   对清液介质温度采取措施，通过远传温度报警和管控等一系列的工程措施控制清液温度，温度要求为秋冬季节严格控制在35℃左右，春夏季因环境温度高，高温天气时控制在38℃左右，优化凉水塔结垢和风量需求，满足最小化清液自然空气冷却换热时的最小风量控制和减少清液成分中的固体溶解量，最小风量要求，以清液温度显示为标准作为控制要求下，避免过量二氧化碳造成的过量反应而造成的碳酸钙沉淀。

凉水塔的低温运行中，独立凉水塔液位满足生产需求的同时，将通过溢流将剩余清液溢流至清液池（清液池温度60℃）此时，一次降温后的清液（38℃）通过上塔泵的吸入，再次送入凉水塔，此时，清液在同一周期满足生产用水的同时进行二次降温（35℃，冬季26℃），有效缓解短周期内的清液降温条件。

同时，针对电石反应方程式得知：

CaC2 + H2O → Ca（OH）2 + C2H2 + 127.3 kJ/mol

经过方程式计算可得：

每单吨电石折算使用生产用水0.5吨，反应热通过溢流带走时，循环周期越短，延长乙炔气在系统中的相对停留时间，同时，同周期的运行周期不变时，降低清液温度势在必行。

查阅电石反应热量控制相关资料得知：（反应温度控制83℃）

30℃，35℃，50℃清液使用，电石水解反应热量维持添加清液4.4m³，5.8m³，8.2m³。

通过以上得知，清液温度的降低，可有效解决因水解反应后的溶解量相同时，循环周期延长，电石单耗减低，具有实际应用前景和效果。

3 电石损耗的有效控制措施

3.1 严把原料关

精准计量电石重量。规范电石进厂地磅管理，加强电石进厂监督，定期对地磅进行抽检，有问题直接反映相关部门解决。准确测量电石发气量、灰分。对批次电石粉碎过程中采用取样机自动取样，取样过程全程监控，并制定电石取样操作规程和电石分析化验操作规程，监管部门和生产部门同时分析，仓储留样，分析结果差别较大时，要对留样重新分析。对发气量特别低的电石进行折标处理，并增加扣量处理。同时，电石灰分控制在4%以内，对灰分和杂质含量高的电石进行扣量处理。

3.2 加强过程管理

制定电石管理制度，严格落实。厂区生产运行处和聚氯乙烯工段加强对电石卸存和生产现场的监督管理，保证卸存现场、大小破碎及运输皮带等周边撒落的电石及时清理回收。必须将电磁除铁器上遗留的电石和磁铁分开回收．杜绝电石浪费。

厂区生产运行处和聚氯乙烯工段要加强电石的卸车管理，如是袋装电石，必须人工卸车，严禁使用铲车卸车，避免电石袋破损造成的风化，卸存的袋装电石要避开风口和阳光直射，整齐堆放，发现包装破损的要立即使用，减少粉化引起的消耗上升。在雨季厂区生产运行处和聚氯乙烯工段加大电石现场防雨设施的检查，对漏雨隐患要及时制定措施限期整改。下雨期间，原则上不卸存电石，若生产需要．在车辆进入电石厂房前必须将覆盖电石蓬布上的积水清理干净，杜绝雨水流人厂房内，引发安全事故。运输來的电石及时入电石料仓并氮气保护，未破电石存放不超过 16 小时，一定确保电石先进先破先入仓。

车间严格落实设备巡检、维护制度，使关键设备高效、稳定运行，减少发生器的检修频次。原则上每月不得超过 1 次。从而降低因发生器检修置换所消耗的电石用量。每月不少于 1 次，对生产系统的排空点和换热设备进行检查，并及时整改存在问题，杜绝物料泄漏。 

技术组组织专人到生产现场督查各项指标执行情况。凡查出各类问题严肃追究相关人员的责任。确保各项指标达标，不出现跑冒滴漏现象。

强化职工培训，落实奖惩制度。持续开展职工技能培训活动，加强对新职工、技能较差人员的培训力度，实行“一老带一新、技能强带技能弱”的培训模式，并建立完善的奖罚机制，对带的好、学的好的职工给予奖励。

4结论

在电石法乙炔生产中，电石单耗对PVC生产企业的成本产生重大影响，降低电石单耗是氯碱公司降本增效，实现利润最大化的重要途径。

【参考文献】

【1】马升博 PVC生产中降低电石单耗的措施  聚氯乙烯，2014，42（12）

作者简介：袁金华、男 出生年月1991.04.04、工作单位：新疆圣雄氯碱有限公司、职务职称：技术员、通讯地址：新疆圣雄氯碱有限公司乙炔车间、邮编、电话：13999413701、E-mail：975210024@qq.com