碱洗塔洗塔系统的优化

第47卷第12期2019年12月
聚氯乙烯Polyvinyl Chloride
Vol . 47 , No . 12
Dec . , 2019
【装置与设备】
喊洗卷洗卷糸统的优化
刘堂 '王各义，田孝斌，刘金良 (天辰化工有限公司，新疆石河子832〇00)
[关键词]氯乙烯；碱洗塔；洗塔；优化；自动化
[摘要]介绍了氯乙烯合成工段碱洗塔洗塔工艺流程，并针对存在的问题对其进行了优化升级，使碱洗塔自 控洗塔、配碱，提高了系统的自动化控制水平，节约了水资源，也降低了废水处理系统的负荷，最大限度地提高了碱 液的利用率，提高了工作效率，增加了经济效益，
[中图分类号]T Q 325.3;T Q 051.8
[文献标志码]B
[文章编号]1009 -7937(2019) 12 -0024 -03
Optimization of the wash system for alkaline wash towers
LIU Tang , WANG Geyi , TIAN Xioabin , LIU Jinliang
(T ia n c h e n C hem ical C o. , Ltd. , Shihezi 832000, C h in a)
Key words ： vinyl ch lo rid e ； alkaline wash tow er; w ashing to w e r ； o p tim izatio n ； autom ation Abstract ： T he process flow o f alkaline wash tow er in production o f vinyl chloride was introduced.
A im ing at the problem s existed, the process was optim ized and upgraded to realize the autom atic washing o f alkaline wash tow er and the autom atic preparation o f alkali liq u o r, so the autom atic control level o f the alkaline wash tow er was im p ro v e d , the autom atic control level o f the system was im p ro v e d , the w ater re­source was saved, the load o f the w astew ater treatm ent system was re d u c e d , the utilization rate o f the al­kali liquor was im proved to the m axim um ex ten t, the w orking efficiency was im p ro v ed , and the eco­nom ic benefits w ere increased.
近年来，我国P V C 行业发展迅速，2018我国 P V C 产能已经达到约2 250万i /a (含糊树脂），PVC 的生产主要有两种工艺，一是电石法，主要生产原料 是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。

国际市场上P V C 生产主要以乙烯法为主，而国内受 富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，以及水资源的逐 渐短缺，则主要以电石法为主。

国内采用电石干法乙炔生产氯乙烯单体的生产 工艺中，是将乙炔与氯化氢按规定的摩尔比[(1:1.02 )~1: 1.1)]在混合器里充分混合后，经过混 合气冷却器和酸雾分离器进行冷冻脱水，再将经过 冷冻脱水后的混合气经混合气换热器和混合气预热 器加热后送人固定床式转化器，在催化剂的作用下 转化成粗氯乙烯气体，将粗氯乙烯气体经脱汞器脱 汞、氯乙烯冷却器冷却后送人脱酸塔和组合塔中，用 水吸收生成质量分数31%的盐酸，除去大部分氯化
.
[收稿日期]2019 -02 -28
[作者简介]刘堂（1981_),男，多年从事聚氯乙烯和氯碱生产管理工作，现任天辰化工有限公司总经理。

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氢的粗氯乙烯气体进人水洗塔、碱洗塔进一步净化 洗涤，除去氯化氢气体、二氧化碳等酸性物质后，送 往后续岗位。

1碱洗塔洗塔工艺优化前工艺流程
由转化工序送来的粗氯乙烯进人粗氯乙烯冷却器
冷却后再进人组合塔、水洗塔，吸收过量的氯化氢气 体，再经一、二级碱洗塔内循环的碱液净化吸收未吸收 完的氯化氢和二氧化碳等酸性气体，将净化后的粗氯 乙烯气体送往压缩精馏工段，当其中的碳酸氢钠浓度 超标后更换符合指标的碱液作为新的吸收液。

其反应原理为：
C 02 +2N a O H ——►NajCOj +H 20；HC1 +N a O H ——
►NaCl +H 2O 0
随着反应时间的推移.碱洗塔吸收氯化氢和二
第12期
氧化碳等酸性气体，当反应持续到后期，N aO H耗尽 之后，其反应原理为：
Na2C03 +C02 +H20---►2NaHC03〇
HC1 + C02+ H20+ 2Na2C03—►NaCl+ 3NaH C03
2碱洗塔洗塔工艺优化前存在的问题
氯乙烯合成工段水碱洗系统经过多年的运行，随着生产负荷的提高，关键设备开始凸显颓态，水洗 塔、碱洗塔填料密度增大，冷凝系统换热效果逐渐降 低，能耗增加，系统阻力升高，碱洗塔洗塔频率增加，水碱洗系统用水量增大，外排废水量增大，造成水资 源浪费；同时，外排废水中携带的乙炔和氯乙烯气体 排放到大气中，不但污染环境，而且与空气混合形成 爆炸性混合物，存在安全隐患。

碱洗塔运行的正常 与否对生产有很大的影响，碱洗塔若结晶堵塞，则容 易造成系统阻力大；同时，由于过量H C1处理不完 生成盐酸，腐蚀后续系统设备管线，严重时会造成系 统紧急停车。

碱洗塔在运行过程中，除了要确保塔 的正常循环外，还要及时更换碱液，也就是洗塔操作[卜2]。

据调查，绝大数企业都是通过操作人员手动洗塔与配碱操作，在传统的手动操作洗塔过程中，容
装置与设备
易造成误操作，影响系统的稳定运行；频繁开停碱洗
塔循环泵易损坏机械密封。

3套碱洗塔中的A塔一
般每4 ~5天洗塔1次，B塔一般13天洗塔1次。

每洗1次碱洗塔，需要一次水约20 m3,严重浪费水
资源，且操作频繁，不利于劳动生产率的提高。

3碱洗塔洗塔工艺优化方案
针对以上情况对现有工艺进行优化改进。

(1) 在碱槽、水槽、碱洗塔现场液位计处增加远传液位计，便于控制中心操作人员掌握现场液位情
况进行远程调节。

(2) 在碱槽出口总管和水槽的出口管上各增加1个气动阀，便于调节碱槽和水槽给碱洗塔的补碱
量和补水量。

(3) 在碱洗塔A/B外排管线上各增加1个气动 阀，便于调节碱洗塔A/B洗塔时外排的洗塔水量。

(4)在碱洗塔循环泵A/C进口管上各增加1个 气动阀，系统正常运行时碱洗塔A/B洗塔时补碱或
补水互不影响；将气动阀和碱洗塔A/B液位联锁，
通过D C S系统远程控制，实现碱洗塔自控洗塔、配
碱操作。

改造后碱洗塔工艺流程如图1所示。

刘堂等：碱洗塔洗塔系统的优化
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图1改造后碱洗塔工艺流程
Fig. 1 Improved process flow diagram of alkaline wash tower
一、二级碱洗塔循环到一定时间后，如果检测碱 洗塔出口碱样发现N a O H和Na2C03溶液浓度达到规定的指标时，中控人员一键启动碱洗塔自控洗塔操作，碱洗塔废碱液通过外排气动阀排入中和池，送往水处理系统处理；碱洗塔中废碱液排至碱洗塔液位0.1 m时，外排气动阀自动关闭，补水气动阀打 开，给碱洗塔补水至碱洗塔液位0.5 m时自动关闭，碱洗塔循环30 m in,重复上述步骤，反复冲洗至洗塔水中N a O H浓度及Na2C03浓度达到规定值。

最后一次洗塔步骤中，（下转第31页）
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第12期周立强：离心泵机械密封的改造与应用装置与设备
3.2集装式改造
将原先的两套机械密封动环做成一个整体的动 环座，使用同一个弹簧装置，背靠背的相向作用，这 就保证了两边密封的压缩量是一样的，另外还可以 防止轴窜动引起的两端密封面摩擦副压力不等现象 的出现。

将介质端静环面不安装在泵盖内侧，而是在密 封腔内侧进行设计改造，这样就使离心泵和集装式密封完全分割，实现真正意义上的集装式密封。

密封腔、机械密封、定位套三者为一整体，在脱 离泵的情况下，使用限位板进行定位安装，设计时，在轴套上对机械密封动环座的定位销设定位槽，使 机械密封有很好的定位效果[2]。

该处应该注意的是，限位板的作用是确定定位套和密封腔的相对位置，但是在运行时，须拆除限位板，否则会很快将定位套磨损，使密封失效。

集装式密封图纸见图11。

图11集装式成套机械密封结构图
Fig. 11 Structure of integrated mechanical seal
4结语
离心泵机械密封经改造后，现场运行状况良好,未发生异常现象，保证了稳定生产。

此次推陈出新, 虽然实际效果很好，但未建立在试验数据的基础上，大部分的改造是凭借经验进行的，以后的工作还需 要在理论方面不断加强。

(上接第25页）将洗塔水排至0.1 m后，自动关闭 外排气动阀，同时打开碱洗塔补碱阀，系统自动计算 得出应加人碱洗塔的碱液液位和水液位，关闭碱洗 塔补碱气动阀和补水气动阀，碱洗塔自控洗塔配碱操作完成。

4碱洗塔洗塔工艺优化后的效益
碱洗塔自控洗塔、配碱代替人工洗塔、配碱后，洗塔用水量大大降低，每洗1次碱洗塔，可节约水资 源约8.2 m3,年操作时间以8 000 h计，平均每年节 约水资源：（8 000 —24 —4 X3 +8 000 +24 +13 X3) X8. 2 =2 680. 8 m3,每次洗塔换水操作所需时间由 约25 m in缩减为约5 m in。

[参考文献]
[1]孙开元，郝振洁.机械密封结构图例与应用[M].北京：
化学工业出版社,2012.
[2] 黄志坚.机械故障诊断技术及维修案例精选[M].北京:
化学工业出版社,2016.
[编辑：陈立春]
化工企业需要大量的水资源，随着水资源的逐渐 短缺，加强管理和优化工艺控制来回收利用水资源势 在必行。

天辰化工有限公司通过对碱洗塔工艺进行优 化，实现了碱洗塔自控洗塔、配碱，提高了系统的自动 化控制水平,节约了水资源，也降低了废水处理系统的 负荷，最大程度地提高了碱液的利用率，同时降低了劳 动强度，提高了工作效率，增加了经济效益。

[参考文献]
[1]邱华，章颖颀，李强，等.乙烯装置碱洗塔堵塔原因分析
及对策[J].乙烯工业，2002,14(3) :61 -64.
[2]黄仁耿.影响碱洗塔操作的因素及解决措施[J].乙烯工
[编辑：陈立春]
5结语
业，2005,17(2) :36 -40.
31。