聚氯乙烯廠合成工序II線凈化優(yōu)化方案

1、合成ii線凈化優(yōu)化方案第 9 頁 共 9 頁聚氯乙烯廠合成工序ii線凈化優(yōu)化方案一、現(xiàn)狀概述1、工藝流程方框圖：一段石墨冷卻器大泡沫塔二段石墨冷卻器小泡沫塔一段石墨冷卻器二段石墨冷卻器粗vc氣體填料塔二合一堿洗塔精vc氣體二合一堿洗塔2、環(huán)境衛(wèi)生現(xiàn)況由于2002年在對ii線凈化進行設(shè)計的過程中未考慮將填料塔稀酸回收利用，因此在剛開車、停車、泡沫塔運行不正常需開填料塔時所產(chǎn)生的稀鹽酸均排往了污水處理池，這樣大大的造成了污水池、泵及污水處理廠的負荷。而小泡沫塔其設(shè)計能力較小，現(xiàn)在將大、小泡沫塔同時啟用也只能滿足10萬噸/年vcm的處理能力，有時還需開填料塔分壓才能正常運行。二、ii線凈化進行優(yōu)化的

2、必要性系統(tǒng)全年正常運行時間按8000小時計，工業(yè)水每立方米0.28元，30時氯乙烯在水中的溶解度為0.0118 m3/ m3，氯乙烯每噸4000元，ii凈化需達到12萬噸/年vcm的處理能力，必須開啟填料塔分壓，填料塔的開工率為90%，填料塔每小時消耗工業(yè)水34 m3。當對系統(tǒng)進行優(yōu)化后，填料塔稀酸內(nèi)循環(huán)使用，每小時補充工業(yè)水僅為1.5 m3/h。1、填料塔造成工業(yè)水（年）流失的價值計算：80000.283490%=7616090%元 =6.8544萬元 2、氯乙烯在填料塔內(nèi)的（年）溶解損失價值計算： 8000341030.011810-30.8910310-3400090%=10283558

3、.4元 =1028.36萬元 80001.51030.011810-30.8910310-3400090%=453686.4元 =45.37萬元 優(yōu)化后產(chǎn)生的效益：=1028.36-45.37=982.99萬元 4、回收利用填料塔所產(chǎn)稀鹽酸，能減少環(huán)境污染，還能降低污水廠負荷，此社會價值無法估算。5、 現(xiàn)有ii線凈化工藝進行優(yōu)化，能夠降低+5水的消耗每小時15m3；5按1.5元/kcal計。查化工物性數(shù)據(jù)手冊知+5度水比熱4.201kj/kg*k，+5度水進水溫度為5，出水溫度為8，則：q=cptq=（4.201273） kj/kg*（8-5）q=0.046 kj/kg每小時降低消耗+5度水熱

4、量：15m3/h1000kg/ m30.046kj/kg =690 kj/h年運行時間為8000小時，4.184kj =1kcal, 5按1.5元/kcal計，則年降低5消耗費用:8000h（6904.184） kcal/h1.5元/kcal=1978967元=197.8967萬元6、 每小時減少污水池、泵及污水處理廠負荷（1%的稀鹽酸）35 m3；1%的稀鹽酸35 m3需1%的堿液35m3中和，從氯堿所采購30%堿每立方米1000元，要得到1%的堿液需30%堿液0.35 m3，則年降低污水處理費用： 8000 h0.35 m31000元=280000元=28萬元7、 能大大提高泡沫塔的處理能

5、力及處理效果，達到去vc壓縮崗位無酸的要求；8、 優(yōu)化現(xiàn)有泡沫塔的結(jié)構(gòu)，降低設(shè)備維修費用及維修次數(shù)，提高生產(chǎn)平穩(wěn)率；9、 重選設(shè)備材質(zhì)，減少因設(shè)備泄漏原因造成的安全隱患。二、ii線凈化優(yōu)化方案ii線凈化于2004年技改擴建完成后需達到12萬噸/年vcm的處理能力，現(xiàn)有ii線凈化裝置最大生產(chǎn)能力為10萬噸每年vcm的處理量，因此要達到12萬噸/年vcm處理能力，必須對工藝、設(shè)備進行優(yōu)化改造，增加4萬噸每年vcm的處理能力。方案一：（流程附后）1、 將現(xiàn)有ii線凈化的大、小泡沫塔取消，按年產(chǎn)12萬噸vcm的生產(chǎn)能力重新設(shè)計一臺新泡沫塔，對設(shè)備材質(zhì)進行重新選用。根據(jù)工藝計算，此塔直徑需1400mm。

6、2、 將ii線凈化現(xiàn)有填料塔取消，按年產(chǎn)vcm12萬噸的生產(chǎn)能力重新設(shè)計一臺新填料塔，并重新選用比較安全可靠的設(shè)備材質(zhì)。根據(jù)工藝計算，此塔直徑需1400mm。3、 將填料塔同泡沫塔進行串聯(lián)使用，保證除酸效果達到100%。4、 現(xiàn)有兩臺1200mm二合一堿洗塔保持現(xiàn)在的并聯(lián)方式，同時處理vcm12萬噸每年。5、 新增兩臺稀酸泵及一臺塊孔式換熱器，將填料塔稀鹽酸一部份送到泡沫塔作吸收劑，大部份作填料塔自身循環(huán)?？衫f一臺泵及一臺塊孔式換熱器。方案二：（流程附后）1、 保留原有1200mm大泡沫塔，取消現(xiàn)有ii線凈化800mm的小泡沫塔，為保證ii線凈化12萬噸每年vcm處理能力的生產(chǎn)要求，重新設(shè)計

7、一臺泡沫塔，將新泡沫塔與原有1200mm泡沫塔設(shè)計為并聯(lián)方式。根據(jù)工藝計算，新泡沫塔所需塔徑1200mm。2、 因受場地限制，取消ii線凈化現(xiàn)有1200mm的填料塔，按年產(chǎn)vcm12萬噸的生產(chǎn)能力重新設(shè)計一臺填料塔。根據(jù)工藝計算，此塔直徑需1400mm。3、 現(xiàn)有兩臺1200mm二合一堿洗塔仍保持并聯(lián)方式，同時處理vcm12萬噸每年。4、 將填料塔同泡沫塔進行串聯(lián)使用，保證除酸效果達到100%。5、 新增兩臺稀酸泵及一臺塊孔式換熱器，將填料塔稀鹽酸一部份送到泡沫塔作吸收劑，大部份作填料塔自身循環(huán)?？衫f一臺泵及一臺塊孔式換熱器。6、設(shè)備狀況說明設(shè)備名稱使用年限消耗設(shè)備材質(zhì)設(shè)備直徑年處理量工作狀

8、況大泡沫塔6年1.0m3/h鋼襯pe1200mm6萬噸vcm多次維修，能力不足。小泡沫塔3年0.4m3/h鋼襯pe800mm4萬噸vcm處理效果差。填料塔6年35m3/h鋼襯pe1200mm8萬噸vcm維修多次，產(chǎn)生大量稀鹽酸未被回收利用，增大了污水處理廠的負荷及對環(huán)境的污染。三、凈化崗位實現(xiàn)dcs控制方案(1)、實現(xiàn)洗泡沫塔稀酸（工業(yè)水）進液流量自控調(diào)節(jié)，在稀酸冷卻器出口（泡沫塔吸收劑）管吸收劑進口管安裝調(diào)節(jié)閥，操作人員可根據(jù)出口物料溫度及回收酸濃度在dcs系統(tǒng)上對進塔流量進行調(diào)節(jié)。（2）、將水洗泡沫塔、水洗填料塔底部稀酸液位接至dcs控制系統(tǒng)，保證安全操作。（3）、實現(xiàn)水洗填料塔底部稀酸液

9、位與工業(yè)水加入量的聯(lián)鎖控制。水洗泡沫塔消耗掉的稀酸在填料塔吸收劑進口管處加入工業(yè)水，保持水洗填料塔液位不變。在補充工業(yè)水管上安裝自動調(diào)節(jié)閥一個，根據(jù)填料塔底部液位自動調(diào)節(jié)。（4）、水洗填料塔酸封進口處設(shè)計一可用于調(diào)節(jié)的自動調(diào)節(jié)閥，在正常開停車的情況，操作人員可在dcs系統(tǒng)上對填料塔液位進行調(diào)節(jié)。四、增加機前冷卻器一臺自從分餾增能改造以來，線c2h3cl年產(chǎn)量已上升至10萬噸/年，但單體質(zhì)量一直波動較大，特別是單體含水量。為解決分餾增能改造后單體質(zhì)量不穩(wěn)定這一難題，特增加機前冷卻器一臺。現(xiàn)線壓縮機前冷卻器的換熱面積為296m2，已遠遠滿足不了現(xiàn)有條件下的生產(chǎn)要求。由于現(xiàn)有機前冷卻器換熱面積過小，

10、導致其脫水效果不理想，從而增加了壓縮系統(tǒng)機后固堿干燥器的負荷，換堿頻率高居不下：1520天換一次堿，換堿量為3噸，旨在減輕機后固堿干燥器的負荷，為c2h3cl的精餾加工提供有利條件為目的，并結(jié)合線壓縮現(xiàn)有的地勢，擬在線凈化樓外旁的堡坎上增加機前冷卻器一臺，與原機前冷卻器并聯(lián)使用。五、優(yōu)化后工藝流程簡述：1、流程簡述：從生產(chǎn)系統(tǒng)送來的粗氯乙烯氣體進入除汞器除去汞蒸汽及少量酸霧后，物料進入用循環(huán)水冷卻的一段石墨冷卻器冷至40左右，物料再進入經(jīng)過冷凍+5水冷卻至10左右的二段石墨冷卻器后，進入水洗泡沫塔底部，從稀酸泵送來的稀酸水在石墨冷卻器內(nèi)經(jīng)過冷凍+5水冷卻至10后，進入泡沫塔上部。在泡沫塔內(nèi)，兩

11、流體在塔板上部呈泡沫狀接觸，經(jīng)過傳質(zhì)，粗氯乙烯氣體中95%以上的氯化氫被稀酸水吸收，形成28%30%的鹽酸，在泡沫塔中部28%30%的鹽酸需進入一段中間冷卻器，將泡沫塔內(nèi)的濃酸冷卻至15左右再反回泡沫塔內(nèi)，鹽酸從泡沫塔底部經(jīng)酸封流入耐酸管直接輸送到酸池儲存以出售。凈化后的粗氯乙烯氣體從泡沫塔頂部出來，進入水洗填料塔底部，氣體在上升過程中，與塔上部噴淋下來的稀酸水逆流接觸，得到進一步凈化，氯乙烯氣體中氯化氫的體積分數(shù)降至0.002%，氯乙烯氣體再進入二合一堿洗塔底部與塔頂噴淋下來濃度為20%的氫氧化鈉溶液逆流接觸，除去少量的二氧化碳及氯化氫等酸性氣體，被凈化后的氯乙烯氣體送到壓縮崗位。濃度為20

12、%的氫氧化鈉溶液用堿泵從堿貯槽內(nèi)打至二合一堿洗塔頂部。正常生產(chǎn)時從水洗填料塔底部出來的稀酸，用稀酸泵輸送到用冷凍+5水冷卻至510的石墨冷卻器后，一部分送到泡沫塔用于吸收氯化氫氣體，別一部分送入水洗填料塔內(nèi)循環(huán)利用，吸收氯乙烯氣體中極少量的氯化氫氣體；在剛開車或生產(chǎn)異常時從水洗填料塔底部出來的稀酸直接進入水洗填料塔酸封流入耐酸管送入污水處理池，水洗填料塔酸封進口處設(shè)有一可用于調(diào)節(jié)的自動調(diào)節(jié)閥，操作人員可在dcs系統(tǒng)上對其進行開關(guān)調(diào)節(jié)。在補充工業(yè)水管道上加一個調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)填料塔底部液位，保證補充水量與送到水洗泡沫塔的稀酸流量相等，以維持水洗填料塔穩(wěn)定的運行。2、流程方框圖：（方案一）填料塔泡沫塔

13、一段石墨冷卻器二段石墨冷卻器機前冷卻器氣柜二合一堿洗塔精vc氣體二合一堿洗塔（方案二）泡沫塔二段石墨冷卻器一段石墨冷卻器機前冷卻器精vc氣體泡沫塔二段石墨冷卻器一段石墨冷卻器氣柜二合一堿洗塔二合一堿洗塔填料塔六、主要設(shè)備、材料的選用：（一）、水洗泡沫塔及水洗填料塔需采用耐酸材料，因此可考慮采用玻璃鋼或者碳鋼襯pe的材料。1、采用玻璃鋼材料的優(yōu)點：a、不存在分層的問題； b、有強烈的耐腐蝕性；c、使用年限可達12年以上；d、采用玻璃鋼材料其設(shè)備凈重將比鋼襯pe材料輕一半，方便運輸和檢修；e、在我廠已成功采用，運行情況良好。2、采用玻璃鋼材料的缺點：同等規(guī)格的設(shè)備，采用玻璃鋼材料的價格比采用鋼襯p

14、e材料的價格貴。3、采用鋼襯pe材料的優(yōu)點：a、一次性投資比玻璃鋼便宜1/4；b、設(shè)備制作廠家較近，售后服務方便。4、采用鋼襯pe材料的缺點：a、若碳鋼設(shè)備內(nèi)pe襯得不牢固，或者有薄弱環(huán)節(jié)，將存在分層的可能，一旦分層則容易破裂，塔體將輕易被腐蝕穿孔，我廠使用已多次受以上問題困擾；b、如此大直徑的塔，其自身凈重將比玻璃鋼材料重一倍，將提高對土建方面的要求，也不易吊運；c、根據(jù)泡沫塔的使用情況來看，若pe未襯好，存在經(jīng)常檢修塔體的情況，嚴重影響生產(chǎn)的平穩(wěn)及安全性。根據(jù)以上情況說明，建議采用玻璃鋼材料做為塔體材料。（二）、主要設(shè)備及投資：方案一：主要設(shè)備設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格設(shè)備材料價 格（萬元）設(shè)備數(shù)量

15、水洗泡沫塔1400玻璃鋼131臺水洗填料塔1400玻璃鋼121臺酸封pvc051臺矩型塊孔式換熱器f=20m2石墨利舊1臺稀酸泵q=50 m312=22臺調(diào)節(jié)閥dn25耐酸21臺機前冷卻器f=296m2碳鋼141臺方案一：投資估算設(shè)備投資（萬元）管道閥門、儀表電氣等（萬元）安裝（萬元）土建（萬元）合計（萬元）備注4351365669方案二：主要設(shè)備設(shè)備名稱設(shè)備規(guī)格設(shè)備材料價 格（萬元）設(shè)備數(shù)量水洗泡沫塔1200玻璃鋼111臺水洗填料塔1400玻璃鋼121臺酸封pvc051臺矩型塊孔式換熱器f=20m2石墨利舊1臺稀酸泵q=50 m312=22臺調(diào)節(jié)閥dn25耐酸42臺機前冷卻器f=296m2碳

16、鋼141臺方案二：投資估算設(shè)備投資（萬元）管道閥門、儀表電氣等（萬元）安裝（萬元）土建（萬元）合計（萬元）備注4351765875比較內(nèi)容七、技術(shù)經(jīng)濟評價：方案優(yōu)點缺點制造及維護方案一a、單臺泡沫塔直接串聯(lián)填料塔工藝流程簡單，操作簡便安全；b、設(shè)備少，投資少；c、占地面積少，土建施工難度小；d、系統(tǒng)正常運行時可施工；a、泡沫塔最低運行流量為2600立方米，否則泡沫塔效果不明顯；a、相對方案二設(shè)備減少1/4，減小了設(shè)備泄漏率及檢修機率；b、能降低維修費用及備品備件庫存量；方案二a、流量在2300立方米時仍可開啟泡沫塔；b、正常生產(chǎn)時可施工，但所需時間比方案一多一至兩天。a、設(shè)備多，工藝流程復雜，

17、操作復雜；b、占地面積增加，土建施工難度大；a、維修及維護難度大，不易吊裝；b、原有1200mm的泡沫塔已維修多次，現(xiàn)處于待修狀態(tài)，存在安全隱患；c、非標附件的庫存量增加，各項費用提高。八、安全、環(huán)保職業(yè)衛(wèi)生三同時情況：1、水洗填料塔產(chǎn)生的稀鹽酸用泵打循環(huán)一部分去水洗泡沫塔作吸收劑產(chǎn)生30%的鹽酸出售，一部分送去填料塔做自身循環(huán)，解決了稀酸下河污染環(huán)境的問題；2、堿洗塔產(chǎn)生的廢堿送去動力廠污水處理廠進行統(tǒng)一處理；3、凈化采用dcs控制，使操作更簡便也更安全；4、新工人上崗必須經(jīng)過安全技術(shù)培訓，合格后方能上崗作業(yè)；5、酸管道延現(xiàn)在i線凈化下酸管道走向，地溝需防腐。九、施工方案1、方案實施時間表步驟方案一方案二1、提土建條件圖、設(shè)備條件圖、儀表及電氣條件表4天6天2、置換原有設(shè)備46小時68小時3、拆除原有設(shè)備1天半2天半4、設(shè)備基礎(chǔ)制作時間23天45天5、設(shè)備制作時間1個月1個半月6、設(shè)備安裝時間23天34天7、管道及儀表安裝2 3天3 4天2、方案實施步驟以上兩個方案實施均可在開車狀態(tài)下進行，具體實施步驟如下：1、 方案確定后由工藝人設(shè)計員提出土建及設(shè)備條件圖，交相關(guān)部門進行設(shè)計。2、 方案確定后，由工藝