氯气处理工艺改进

于雷 电多发区， 雷雨季节供电不够稳定 ， 若任意一套 电解系统发生跳闸， 势必影响另一套电解系统 的生 产。加之离子膜法烧碱对华湘化工来说是一项全新 的技术 ， 为确保离子膜法烧碱在试生产期间的安全
运行 ， 决定 新建 氯气 处 理 装 置 采取 循 序 渐 近 的稳 妥
方式 进行 。
１ 课 题选 择 的 背 景
郴 州华 湘化 工 有 限 责 任 公 司 （ 下 简 称 “ 湘 以 华 化 工 ” 于 １９ ） ９３年投 运 １ １万 ｔａ金 属 阳极 隔 膜 法 ． ／
烧 碱 的氯 气 处 理 装 置 ，０ ０年 在 原 址 改 扩 为 满 足 ２０
段钛冷却器 ， ５℃冷冻水冷却至 ｌ ｌ 用 ２一 ５℃ ， 冷却 后 的氯气 经水雾 捕 集 器 除 去氯 气 中水 雾后 ， 人 泡 进
ｒ ｎｓ ｏ ｔ ｔ ｆｃ ｌ ｒ ｅ ｇ ｓ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ａｉｅ ｃ ｎ ｍｉ ｎ ｆｔ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ． ｔａ ｐ ｒａ ｉｎ ｏ ｈ ｏ ｎ ａ ｏ ｉ ｎ ｅ ｌｚ ｄ ｅ ｏ ｏ ｃ ｂｅ ｅ ｓ ｗｅ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈ ｉ
氯 气处理 工序是 氯 碱生产 中至关 重要 的环 节 之
后果。
的氯气各 自单独处理最大 的弊端是 占地面积大、 所 需设备多、 能耗高。因此考虑 ２ 套氯气合并处理 ， 按 ８万 ｔａ ／ 烧碱 规模异 地新 建 。
氯气合 并处 理方 案存 在 的风 险在 于 ２套 电解 系
目前 ， 内外较 为先 进 、 国 典型 的氯气 干燥 流程分
统电解槽 内压力、 温度的控制不尽相同， 电解产物的
沫干燥 塔用 浓硫 酸 干燥 ， 干燥 后 的氯 气 再 进 入 氯气 压 缩机 （ 氏泵 ） 压 后 分 送 液 氯 工 序 和 氯 化 氢 合 纳 加
成 工序 。工 艺流 程见 图 １ 。
２４万 ｔａ ． ／ 烧碱 的 氯处 理 能力 。装 置 采用 传 统 的泡 沫筛 板塔 干燥 及 纳 氏泵输 送 工 艺 。２０ ０４年 ， 华湘 化 工第 ３ 技 改工程 拟新 增 ２ ５万 ｔａ离 子膜 法 烧 碱 期 ． ／ （ ： 留 ２ ５万 ｔａ烧 碱 装 置 生 产 余 地 ） 注 预 ． ／ 。新 增
第４ ７卷
第 ８期
氯 碱 工
业
２ １ 年 ８月 ０ １
Ｃ ｌｒＡ ｋ ｌ Ｉ ｄ ｓｒ ｈｏ — ｌ ａｉ ｎ ｕ ｔ ｙ
Ｖｏ ． ７，Ｎ ． １４ ｏ８ Ａｕ ． ０ ｇ ，２ １ １
【 氯氢处理】
氯气 处 理 工 艺 改 进
蔡 永久
（ 州华湘化工有限责任公司， 郴 湖南 郴州 ４３４ ） ２０ １
ｃｕｔ ｏ ａｓｓ ｍ ｉ ｔ ｉ ｈ ｓ ｐｏｅｔ ｎ ｅｔ ｒ ｈ ｓ ａａｃｎ ｎ ｕ ｐｅ ｅ ｔ ｇｔ ｈ ｉ ｌ ａ ｓｃｓｄ ｙｔ ｅｔ ｒ ｐ ａｅ ｒｊ ｄｔ ｉ ｐ ａｅｂ ｌ ｉｇａ ｄｓｐ ｌｍ ｎｉ ｃ ｎｃ ｉ ｅ ｎｈ ｈ ｄ ｃａ ｈ ｈ ｄ ｎ ｎ ｅ ａ
行 业发展 迅猛 ， 企业 新 、 旧装 置 共 存 ， 选择 适 宜 的氯
气 干燥工 艺方案 ， 进行 过程 优化 设计 ， 成为 氯碱行 业 技术 改造 的重 中之重 。
２ 原 氯 气处 理 工 艺流 程 简述
从 电解 来 的 ８ ０—９ Ｏ℃高 温 湿 氯 气进 人 一 段 钛 冷 却器 ， 用一 般循 环水 冷 却 至 ４ Ｃ 右 ， 进 入 二 Ｏｑ左 再
组分 也有 区别 。此 外 ， 湘 化工 所 属 的郴 州 地 区 属 华
为３类 ： ①串联 的填料塔组合流程 ； ②强化型泡沫 塔流程 ； 填料塔 与泡 罩塔 组合 流程 。 ③ 串联 的填料塔流程一般 由双塔 、 三塔或四塔 串
联组合 而成 。填 料塔 的特 点是操 作平 稳 、 弹性 较 大 、
［ 作者简介］蔡永久 （９Ｏ ， ， １ 一）男 工程师 ，９１ ６ １９ 年毕业于华东化工学 院化学工程 系 ， 现任郴州华湘化工 有限责任公 司
生产技术部副部长 。
［ 收稿 日期］２ １ ０ ０ １— ４—１ ３
１ ５
氯 碱 工
业
２１ Hale Waihona Puke Baidu １生
第１ ： 步 离子膜氯气处理装置先独立运行 ， 新建 氯气处理工序的氯气冷却、 干燥按合并后 的８万 ｔａ ／ 生产能力建设 ， 氯气输送暂按 ２ ５ ｔ 离子膜法 ．万 ／ ａ 烧碱生产能力配置 ， 选用 易于操 作的纳氏泵 （ 与原 隔膜法烧碱氯气 输送泵 型一致 ） 行氯气压缩 输 进 送 。原隔膜法烧碱氯气处理装置暂维持原状 。 第 ２步 ： 待离子膜法烧碱开车具备一定经验 ， 装
建 已无 法满 足新增 氯处 理装 置能力 的需要 。同时考
虑到下一步离子膜法烧碱规模需增加到 ５ ｔ ， 万 ／ 建 ａ
设 用 地极为 紧 张 ， 新增 离子 膜 电解 与原 隔 膜 电解 而
的氯气 如果水 含量 超 标 ， 加 剧 氯气 输 送 等 后续 工 将 序管道和设备 的腐蚀 ， 给整个生产系统带来严重 的
一
２ ５万ｔａ 子膜 法 烧 碱 的氯 气 处 理 装 置 是 在 原 址 ． ／离
，
受到 氯碱行 业 的高 度 重视 。特 别 是 近 年来 氯 碱
改建 ， 还是 异地新 建 ； 气 是 分 开 处 理 ， 氯 还是 合 并 处 理； 建设 规 模应如 何取 舍 ； 以及确 定何 种干 燥工 艺方 案 等 ， 过程 优化 设计 中考 虑 的主要 问题 。 是
和输送等 ） 以及 实现 的经济效益 。 ［ 中圈分类号］Ｔ ０ ８２ Ｑ ２ ． ［ 文献标志码］Ｂ ［ 文章编号］１０ ０ ８—１３ ２ １） ８— ０ ５— ５ ３ Ｘ（０ １０ ０ １ ０
Ｉ ｐ ｏ ｅ ｅ ｓ ｏ ｏ ｅ ｓ ｏ ｒ ａ ｉ ｈ ｏ ｉ ｅ ｇ ｓ ｍ ｒ ｖ ｍ ｎｔ ｎ ｐｒ ｃ ｓ ｆ ｔ ｅ ｔｎｇ ｃ ｌ ｒ ｎ ａ
初期 投运 ， 房狭 小 ， 部分设 备 已逐 渐老 化 。 厂 且
采用 单一 的泡 沫 干燥 塔工 艺 流程 ， 气 干燥 效 氯
第 ３期技改项 目投运后 ， 离子膜法烧碱装置运 行平稳， 且氯气含水经检测合格 ， 达到 了２ 套烧碱装 置氯气合并处理的工艺要求 ， ２套电解氯气合并 故 处理 方案在 １ 年半 后 的第 ３期 技 改填平 补齐工 程 中 予 以实 施 。
４ ２ 工艺 方案 的优化 ．
果差 ， 干燥后 氯 气 含 水 质 量 分 数 约 ０ ０ ％ ， 后 续 ．４ 对 工序 的设备腐 蚀 大 。
４ ２ １ 氯 气冷却 工 艺方案 ． ．
氯气输送设备采用 ４台 Ｙ Ｊ ７０ ３０型氯气 Ｌ 一 ５／ ．
压缩 机 （ 氏泵 ）正 常 生产 时 ２开 ２备 。泵 的输 送 纳 ， 能力 小 、 电量大 。 耗
该系 统没 有 氯气 洗 涤设 备 ， 成 氯气 中盐 等 杂 造
采用 氯水洗 涤塔 、 ２台钛 冷却 器 串联 、 国孟莫 美
克水雾 捕集 器工艺 方 案 。氯 水洗 涤塔 可 以除去氯气
中盐雾 等 杂质 。孟 莫 克水 雾 捕集 器 可 １０ 除去 粒 ０％ 径 大于 ３ ｍ 的雾粒 … ， ９ ．％ 除 去小于 ３ 可 ９３ 的 雾粒 ； 而原 含氟硅 油 玻 璃 棉 除雾 器 仅 能 除去 粒 径 大 于 ３ｔ 的雾 粒 。使用 孟莫 克 水 雾 捕集 器取 代 水雾 ｍ ｘ 捕集 器 ， 使进入 后 续 硫 酸 干燥 系统 的水 雾 大 量 减 可 少 ， 而 降低氯气 干燥 剂硫 酸 的消耗 ， 从 提高氯 气干燥 工艺 的运 行 品质 。本 装置 进氯 压机前 的酸雾 捕集 器 也采 用孟 莫克 滤芯 。
４ ２ ２ 氯 气干燥工 艺方 案 ．． 氯气 干 燥 是氯 气 处 理 至关 重 要 的环节 ， 干燥 后
质含 量高 ， 塞后 续设 备并影 响 干燥 效果 。 易堵 该 系统产 生 的氯气 冷凝水 —— 氯水直 接排人 地 沟， 污染 环境 。
４ 改造方案的选择
４ １ 合并处 理方 案的选 择 ． 由于 原氯 气 处 理工 序 存在 上 述 问题 ， 原址 改 在
ｉｎ ｖ ｔ ｎ ｐ ０ｅ ｔ ｈ ｒｖ ｍｅ ｔ ｏ ｈ ｒｃ ｓ ｆｔ ａｉｇ ｃ ｌｒ ｅ ｎ ｌｄｎ ｏ ｌ ｇ，ｄ ｉｇ ａ ｄ ｎ ｏ ａｉ ｒｊｃ．Ｔ ｅｉ ｏｅ ｎｓ ｎ ｔｅ ｐｏ ｅ ｓｏ ｅ ｔ ｈｏ ｎ ，ｉｃｕ ｉｇ ｃ ｏｉ ｏ ｍｐ ｒ ｎ ｉ ｎ ｙ ｒ ｎ ｎ
［ 关键词］氯气处理 ； 冷却 ； 干燥 ； 输送 ［ 摘 要］针对原氯气处理存在 的问题 ， 郴州华湘化工有限责任公司在第 ３ 填平补 齐技 改工程 中 ， 期 结合 实际 制订了隔膜烧碱和离子膜烧碱 ２套氯气合 并处理工艺方案。介绍 了氯气处理 工艺改 造 内容 （ 包括 氯气冷却 、 干燥
氯＝ 蚶
．
废ｌ 蹶 帽 验；
１ 一一段钛冷却器 ； 二段钛冷却器 ； ２ 一 ３ 一水雾捕集器 ； ４ 一硫 酸高位槽 ；一泡沫干燥塔 ； ５ ６ 一氯气压缩机
置运行平稳且对氯气输送设备作进 一步考 察论证 后， 在第 ３ 期填平补齐工程 （ 即离子膜装 置规模 达 到 ５万 ｔａ 时 ， ／ ） 再将 离子 膜 法 烧 碱装 置 和 隔膜 法 烧
ｌ ６
塔的阻力降小 ， 缺点是 占地面积大、 投资较多、 清理
检修难度较大。 强化 型 泡 沫 干 燥 塔 有 泡 沫 塔、 罩 塔 等 形 泡 式 ， 其特点是设备小 、 占地少 、 投资省 、 产量大 ， 缺 点是阻力降大， 增加氯压机的动力消耗 ， 操作弹性较
碱装 置 的氯气合并 处 理 。
图 １ 原 氯 气 处 理 工艺 流 程 图
Ｆｉ ． Ｆ ｒ ｅ ｏ ｃ ａ ｔｏ ｒ ａ ｉｇ ｃ ｌ ｒｎ ａ ｇ１ ｏ ｍ ｒ ｆ ｗ ｈ ｒ ｆｔ ｅ ｔ ｈ ｏ ｉ ｅ ｇ ｓ ｌ ｎ
３ 原装置存在 的主 要问题
原有厂房及部分设备为 １９ ９３年华湘化工建厂
Ｃ ／ ｏｇｉ Ａ Ｙ ｎｊ ｕ
（ ｈ ｎｈｕ Ｈ ａｉ ｇＣ ｅ ｃｌ ｎ ｕｔ ｏ ，Ｌｄ ，Ｃ ｅｚｏ ２ ０ １ Ｃ ｉａ Ｃ ｅ ｚｏ ｕｘａ ｈｍｉ ｄ ｓ Ｃ ． ｔ． ｈｎｈ ｕ４ ３４ ， ｈ ） ｎ ａＩ ｙ ｒ ｎ
Ｋｅ ｒ ｓ ｈｏ ｎ ａ ｒ ａｍｅ ｔ ｏ ｌｎ ｙｗｏ ｄ ：ｃ ｌｒ ｅ ｇ ｓｔｅ ｔ ｎ ；ｃ ｏ ｉｇ；ｄ ｙ ｎ ｉ ｒ ｉ ｇ；ｔａ ｓ ｒａ ｉｎ ｒ ｎ ｐｏｔ ｔ ｏ Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａｉ ｎ ａ ｔｅ ｒ ｂ ｅ ｅ ｉｔｎ ｉ ｔ ｅ ｏ ｍｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｆ ｒ ａ ｉ ｃ ｌ ｒｎ ｇ ｓ ａ ｄ ｍｉ ｇ ｔ ｈ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｘｓｉ ｇ ｎ ｈ ｆｒ ｒ ｒ ｃ ｓ ｏ ｔｅ ｔ ｎｇ ｈ ｏ ｅ ａ ， ｎ ｉ ｃ ｍｂｉｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ａ ｔｃ ｌｓｔ ａｉ ｎ ，Ｃｈ ｎｚ ｕ Ｈｕ ｘ ａ ｇ Ｃｈｅ ｃ ｌＩ ｕ ｔ ．，Ｌ ｄ．ｗｏ ｋ ｄ ｏ ａ ｏ ｎ ｎ ｒ ｃｉ ａ ｉｕ ｔ ｓ ｈ ｏ ｅ ｈｏ ａ ｉｎ ｍｉａ ｎｄ ｓｒ Ｃｏ ｙ ｔ ｒ ｅ ｕｔａ ｐｌｎ ｆｒｔ ｇ ｔ ｒｔｅ ｔ ｈ ｆｎ ａ ｏｈ ｆｏ ｄ ａ ｈ ａ ｍ ａ ｔｃ ｓ ｄ ｙ ｔ ｍ ｎ ｏ ｅ ｃ ａ ｇ ｍｂ ａ ｅ ｏ ｏ ｅｈｅ ｒ ａ ｉ ｃ ｏ ｅ ｇ ｓ ｂ ｔ ｒ ｍ ｉｐ ｒ ｇ ｃ ｕｓｉ ｏ ａ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｉｎ— ｘ ｈ ｎ ｅ ｍｅ ｒ ｎ ｎｇ ｉ