氫氧化鉀裝置工藝技術(shù)預(yù)案

1、183/183工藝技術(shù)方案4.1 氫氧化鉀裝置4.1.1 一次鹽水精制工藝技術(shù)方案選擇目前一次鹽水精制有傳統(tǒng)的澄清桶工藝與薄膜液體過濾工藝兩種工藝。(1)傳統(tǒng)的鹽水精制工藝傳統(tǒng)的鹽水精制工藝是：先將粗鹽水加精制劑反應(yīng)后經(jīng)澄清桶澄清，再經(jīng)砂濾器和-纖維素預(yù)涂型過濾器過濾后進(jìn)入螯合樹脂塔系統(tǒng)。該工藝所需澄清桶龐大、占地多，為了達(dá)到好的澄清效果，須保證粗鹽水中Ca/Mg大于1，但工藝成熟、可靠、操作穩(wěn)定。(2)膜液體過濾工藝流體通過濾元件，固液分離一次完成，得到幾乎不含固態(tài)物質(zhì)的液體。與傳統(tǒng)澄清桶工藝相比，薄膜液體過濾工藝不需大型的澄清桶、砂濾器和-纖維素預(yù)涂型過濾器等設(shè)備。但由于膜的開孔率極高，孔

2、徑小，過濾速度要緊由濾膜表面形成的濾餅透濾性能所決定，因此對(duì)顆粒大、剛性較好的CaCO3等不溶物有專門好的濾出性能。而有機(jī)高分子、菌、藻類以及Mg(OH)2（特不是膠體形態(tài)）則對(duì)濾速有較大阻礙。因而在應(yīng)用膜過濾時(shí)需設(shè)置小的澄清桶先除SO42-，再設(shè)置浮現(xiàn)桶，并投加化學(xué)品KClO、FeCl3，以盡可能去除有機(jī)物和減少M(fèi)g(OH)2的比例，以獲得中意的過濾速度。也正由于粗鹽水中的雜質(zhì)是分不去除的，該工藝對(duì)原鹽的要求低于傳統(tǒng)澄清桶工藝。其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng)、操作復(fù)雜。兩種工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，從技術(shù)方案的成熟、可靠和操作穩(wěn)定和滿足可研設(shè)計(jì)進(jìn)度考慮，本項(xiàng)目在可行性時(shí)期采納傳統(tǒng)的澄清桶工藝，最終采納何種工藝路線在工

3、程設(shè)計(jì)時(shí)期再落實(shí)。4.1.2電解（含二次鹽水精制及淡鹽水脫氯）工藝技術(shù)方案選擇(1)電解采納氯化鉀溶液電解制氫氧化鉀、氯氣和氫氣的方法有三種，即水銀法、隔膜法和離子膜法。因?yàn)楣廴緡?yán)峻，國(guó)內(nèi)又無完全治理的方法，我國(guó)已取消了水銀法電解，不再予以考慮。隔膜法又分石墨陽極電解槽和金屬陽極電解槽。石墨陽極電解槽由于鉛污染嚴(yán)峻、電耗高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的缺點(diǎn)，目前已逐步淘汰。金屬陽極電解槽盡管克服了石墨陽極電解槽鉛污染嚴(yán)峻、電耗高的缺點(diǎn)，但仍存在石棉絨污染、產(chǎn)品質(zhì)量差、能耗較高、操作治理復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度較大、技術(shù)落后等不足。離子膜法是目前世界上工業(yè)化生產(chǎn)中最先進(jìn)的一項(xiàng)技術(shù)，與隔膜法、水解法相比，本方法具有能耗低

4、，產(chǎn)品質(zhì)量高、三廢污染?。o隔膜法的石棉絨和水銀法的汞污染，為清潔工藝）、成本低及操作治理方便等優(yōu)點(diǎn)，故本項(xiàng)目采納離子膜法。離子膜電解技術(shù)分為復(fù)極式和單極式兩類。復(fù)極式電解槽和單極式電解槽要緊特點(diǎn)比較下表4-1-1：表4-1-1復(fù)極槽和單槽的特點(diǎn)比較表項(xiàng)目槽型復(fù)極式單極式通電情況小電流、高電壓大電流、低電壓槽間電流分布均勻欠均勻匯流銅排電槽之間用量較少較多電解槽容量便于加大容量不易電槽占地面積同樣規(guī)模較小較大電槽組裝、折卸較簡(jiǎn)單較復(fù)雜整流效率較高較低電流泄漏較大（可加措施）較小膜利用率較高較低陰、陽極材料均好均好投資較低較高從當(dāng)前世界離子膜電解技術(shù)進(jìn)展來看，采納自然循環(huán)復(fù)極式電槽，高電流密度，

5、大型化是其方向。故本項(xiàng)目采納自然循環(huán)高電流密度復(fù)極槽技術(shù)。(2)二次鹽水精制離子膜電解對(duì)鹽水的質(zhì)量要求高，從一次鹽水工序來的過濾精鹽水還需通過離子交換，進(jìn)一步降低Ca、Mg離子。離子交換樹脂塔有兩塔流程和三塔流程之分。對(duì)大中型項(xiàng)目，宜采納三塔流程。故本項(xiàng)目選用三臺(tái)離子交換樹脂塔，正常情況下兩塔串聯(lián)運(yùn)行，一塔再生。(3)淡鹽水脫氯離子膜電解槽排出的淡鹽水含有游離氯，腐蝕性高，必須脫除游離氯后才能送回一次鹽水工序進(jìn)行重飽和。淡鹽水脫氯目前有下述幾種方法：a.壓縮空氣吹除b.真空脫氯鑒于壓縮空氣吹除產(chǎn)生濃度低的氯氣，降低了氯氣利用率，對(duì)規(guī)模較大的裝置不適用，故本項(xiàng)目采納真空脫氯。真空脫氯分蒸氣噴射、

6、氯水噴射和真空泵三種，從節(jié)能和運(yùn)行穩(wěn)定動(dòng)身本項(xiàng)目采納能耗較低、操作穩(wěn)定的真空泵作為真空源。經(jīng)真空脫氯后的淡鹽水含游離氯30mg/l。然后加亞硫酸鉀進(jìn)行化學(xué)脫氯以除凈游離氯。4.1.3堿液濃縮工藝技術(shù)方案選擇堿液濃縮有逆流和順流之分，也有單效、雙效和三效之區(qū)不，關(guān)于中等偏大的規(guī)模，既可采納雙效，也可采納三效，綜合考慮能耗與投資，本項(xiàng)目采納雙效逆流降膜蒸發(fā)較為合理。4.1.4固堿工藝技術(shù)方案選擇固堿生產(chǎn)有大鍋法和降膜法兩種工藝。傳統(tǒng)的大鍋法雖有操作簡(jiǎn)便、成熟可靠等特點(diǎn)而被用于隔膜電解法生產(chǎn)的堿液為原料的固堿生產(chǎn)。然而由于其操作強(qiáng)度大、生產(chǎn)條件惡劣、環(huán)境條件差、不安全、間斷生產(chǎn)、能耗高等缺點(diǎn)，在國(guó)外

7、已被淘汰。另外采納離子膜法電解工藝制得的系高純度的堿液，如用大鍋法還存在被污染而變成含多種重金屬的固堿而降低在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。在七十年代以降膜法生產(chǎn)固堿的技術(shù)被開發(fā)以來，已廣泛用于固堿的生產(chǎn)。降膜法生產(chǎn)固堿的能耗低于大鍋法，而且生產(chǎn)環(huán)境好、連續(xù)生產(chǎn)便于操縱。氫氧化鉀固堿的加工有桶堿和片堿兩種方法。桶堿包裝容易但使用特不苦惱，白費(fèi)大量高質(zhì)量的鍍鋅鐵皮還有被污染的危險(xiǎn)，現(xiàn)已較少使用。故本項(xiàng)目采納降膜法生產(chǎn)片裝固堿。4.1.5氯氣干燥工藝技術(shù)方案選擇氯氣干燥有填料塔+泡沫塔，三臺(tái)或四臺(tái)填料塔以及填料塔+泡罩塔等干燥流程。由于填料塔+泡沫塔流程，含水量高（在200ppm以上），目前只有小規(guī)模裝置還有使

8、用；而三臺(tái)或四臺(tái)填料塔流程，設(shè)備多、占地大，投資高。從而使填料塔+泡罩塔流程得以迅速進(jìn)展，該技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)氯氣干燥效率高（可使氯氣中含水小于50ppm），因而大大延長(zhǎng)了設(shè)備操作運(yùn)行壽命，減少了維修工作量。(2)設(shè)備臺(tái)數(shù)少，整個(gè)系統(tǒng)只有1臺(tái)填料干燥塔、1臺(tái)泡罩干燥塔、1臺(tái)循環(huán)泵、1臺(tái)板式換熱器，與要達(dá)到相同效果的三臺(tái)或四臺(tái)填料塔相比，少79臺(tái)設(shè)備。因而占地小、投資省、操作簡(jiǎn)單。本項(xiàng)目擬采納填料塔+泡罩塔技術(shù)。4.1.6氫氣處理工藝技術(shù)方案選擇由于電解槽出來的氫氣溫度較高，其中含有大量飽和水蒸汽，同時(shí)還帶有堿霧等雜質(zhì)。需通過洗滌和冷卻，使其中所帶的堿霧被洗滌掉，同時(shí)氣體溫度也得到降低，所含

9、的飽和水蒸汽被冷凝下來，使氫氣得到凈化。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)氯堿廠采納的是生產(chǎn)上水或含堿循環(huán)水直接噴淋洗滌冷卻的方法，如用生產(chǎn)上水，排水量大，只能在小規(guī)模裝置使用，如采納含堿循環(huán)水，需要單獨(dú)設(shè)置循環(huán)水系統(tǒng)，必將增加投資。為此本項(xiàng)目采納中國(guó)成達(dá)工程公司設(shè)計(jì)的填料塔洗滌冷卻的技術(shù)。4.1.7氯化氫及鹽酸工藝技術(shù)方案選擇氯化氫的生產(chǎn)一般采納二合一爐直接生產(chǎn)氯化氫氣體，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)二合一爐已有較成熟的技術(shù)。合成爐形式有一般的冷卻水冷卻、熱量回收副產(chǎn)熱水和熱量回收副產(chǎn)蒸汽三種形式。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)鹽酸的方法有三種，即三合一工藝；熱回收分體式工藝；分體式工藝。(1)三合一工藝具有工藝流程短，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備維修量較

10、大。(2)熱回收分體式工藝具有操作容易，設(shè)備維修簡(jiǎn)單，熱回收利用率高等優(yōu)點(diǎn)，但工藝流程較長(zhǎng)，設(shè)備加工要求高。(3)分體工藝具有操作容易、設(shè)備維修簡(jiǎn)單、產(chǎn)品質(zhì)量操縱容易等優(yōu)點(diǎn)，但工藝流程較長(zhǎng)。考慮本裝置要緊以生產(chǎn)氯化氫氣體作為氯乙烯的原料，而鹽酸要緊以自用為目的，故本項(xiàng)目擬采納熱量回收副產(chǎn)蒸汽的二合一爐生產(chǎn)氯化氫氣體，大部分直接送氯乙烯裝置作為原料，另按需要引入部分氯化氫氣體進(jìn)入氯化氫汲取單元生產(chǎn)高純鹽酸供鉀堿裝置生產(chǎn)自用。氯化氫汲取單元同時(shí)還作為下游裝置緊急停車后事故氯化氫氣體的處理設(shè)施。4.1.8引進(jìn)技術(shù)及設(shè)備的范圍和內(nèi)容目前世界上擁有離子膜法電解技術(shù)的專利商專門多，如美國(guó)的ELTECH公司

11、、日本的旭化成、日本氯工程公司、英國(guó)的ICI公司、德國(guó)伍德公司、伍德公司和意大利迪諾拉公司合資的伍德諾拉公司以及引進(jìn)了旭化成技術(shù)的北京化工機(jī)械廠，上述各家技術(shù)各有特點(diǎn)，沒有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。采納哪家技術(shù)，需通過技術(shù)交流、現(xiàn)場(chǎng)考察和合同談判，綜合比較后確定?，F(xiàn)時(shí)期暫按引進(jìn)日本的旭化成公司的電解技術(shù)和設(shè)備考慮。關(guān)于蒸發(fā)固堿技術(shù)，瑞士BETERAMS公司仍處于領(lǐng)先地位，本項(xiàng)目暫按引進(jìn)瑞士BETERAMS公司的技術(shù)和部分設(shè)備考慮。除電解和蒸發(fā)技術(shù)和設(shè)備外，還需引進(jìn)國(guó)內(nèi)無法解決的專門設(shè)備和專門材料如二次鹽水過濾器，脫氯真空泵，氯氣壓縮機(jī)、熔融堿管等。引進(jìn)設(shè)備范圍見下表4-1-2。表4-1-2 引進(jìn)設(shè)備范圍序號(hào)引

12、進(jìn)內(nèi)容1二次鹽水過濾器2主體給料泵3離子交換樹脂塔（含樹脂）4樹脂過濾器5電解槽及其附件（包括部分修槽設(shè)備和工具）6離子膜7堿液循環(huán)泵8脫氯真空泵9氯氣壓縮機(jī)10濃堿泵11堿預(yù)熱器、堿液換熱器12降膜蒸發(fā)器13降膜濃縮器14熔融堿閥和管道15熔鹽加熱爐系統(tǒng)（包括燒嘴和操縱系統(tǒng)）16熔鹽泵、熔鹽閥和熔鹽管17片堿機(jī)、包裝稱及附屬專門設(shè)備18程控閥和專門儀表4.1.9工藝流程及消耗定額工藝流程簡(jiǎn)述(1)一次鹽水工序原鹽經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送入溶鹽槽，用化鹽水槽來的化鹽水溶解制得飽和粗鹽水。粗鹽水經(jīng)粗鹽水溜槽進(jìn)入精制反應(yīng)槽與定量加入的BaCl2、K2CO3和KOH反應(yīng)，然后進(jìn)入凝聚反應(yīng)槽與凝聚劑反應(yīng)后進(jìn)入澄

13、清桶澄清。從澄清桶上部溢流出的澄清鹽水經(jīng)一次鹽水過濾器（砂濾器）和二次鹽水過濾器過濾后得過濾精鹽水送電解工序。從澄清桶底部排出的沉淀物BaSO4、CaCO3和Mg（OH）2送至鹽泥壓濾機(jī)壓濾，回收的鹽水用作化鹽用，濾餅用汽車送出界區(qū)。(2)電解工序電解工序包括二次鹽水精制、電解和淡鹽水脫氯三部分。a.二次鹽水精制一次鹽水工序來的過濾精鹽水進(jìn)入離子交換樹脂塔進(jìn)一步將鹽水中微量Ca2+、Mg2+等多價(jià)陽離子除去，使其含量小于規(guī)定值。從離子交換樹脂塔出來的二次精鹽水進(jìn)入鹽水高位槽，然后自流進(jìn)入電解槽。b.電解二次精鹽水在電解槽的陽極室進(jìn)行電解被分解產(chǎn)生氯氣。反應(yīng)式如下所示：KCl e K+ 1/2

14、Cl2電解后的低濃度鹽水稱為淡鹽水送脫氯塔脫氯。在電解陰極室，水被分解產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)式如下：H2O e OH- 1/2 H2OH-與由陽極室遷移來的K+結(jié)合生成32%堿溶液。電槽陰極室生成的32%堿液流入堿液受槽后分為兩部分。一部份堿液通過加入純水來操縱堿液濃度后循環(huán)回到電解槽；另一部份則送蒸發(fā)片堿工序。電解槽陽極室和陰極室產(chǎn)生的Cl2和H2被分不送至氯處理和氫處理工序。c.淡鹽水脫氯電解產(chǎn)生的淡鹽水進(jìn)入脫氯塔，在真空下溶解在淡鹽水中的游離氯被脫出，脫氯后的淡鹽水含游離氯約30mg/l經(jīng)加入堿調(diào)節(jié)PH后加入K2SO3溶液進(jìn)一步除去游離氯。脫氯后的淡鹽水送至一次鹽水工序。脫氯分離出的氯氣經(jīng)脫氯冷

15、凝器冷卻、分離水分后由真空泵送氯氣總管。(3)蒸發(fā)片堿工序從電解工序來的32%KOH，通過雙效效逆流降膜蒸發(fā)后，使堿液中KOH濃度達(dá)48%，一部分送至濃縮單元生產(chǎn)片堿，另一部分送碳酸鉀裝置或經(jīng)冷卻后進(jìn)入48%液堿槽貯存。蒸發(fā)單元采納蒸汽做II效蒸發(fā)器熱源，II效蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽又作為I效蒸發(fā)器的熱源。48%的堿液再經(jīng)降膜預(yù)濃縮器和濃縮器濃縮成熔融堿。熔融堿經(jīng)片堿機(jī)冷卻制片后，包裝出售。降膜濃縮器采納熔鹽作為熱載體，在系統(tǒng)中循環(huán)使用，熔鹽的加熱采納天然氣。降膜濃縮器中產(chǎn)生的二次蒸汽作為降膜預(yù)濃縮器，故系統(tǒng)中不需外加蒸汽，熱利用率高。(4)氯氣處理工序從電解工序來的濕氯氣先經(jīng)氯氣洗滌塔洗滌后

16、，進(jìn)入氯氣冷卻器以冷凍水進(jìn)行冷卻，使氯氣溫度冷到1215，經(jīng)水霧分離器送到填料塔與硫酸逆流接觸進(jìn)行第一步脫水，從填料塔出來的氯氣再送到泡罩塔與濃硫酸進(jìn)行逆流接觸進(jìn)一步脫水，從泡罩塔出來后的氯氣經(jīng)酸霧捕沫器后，其氯中含水量低于50PPm，然后經(jīng)氯氣壓縮機(jī)壓縮加壓后送氯氣用戶。干燥過程中產(chǎn)生的稀硫酸通過濃縮裝置提濃后循環(huán)使用。不足部分由外購(gòu)濃硫酸補(bǔ)充。(5)廢氣處理工序裝置開停車及事故狀態(tài)時(shí)的氯氣先在汲取塔內(nèi)用循環(huán)槽來的汲取堿液進(jìn)行汲取，汲取反應(yīng)后的尾氣再進(jìn)入尾氣塔進(jìn)一步用堿液汲取，使排出尾氣達(dá)標(biāo)后經(jīng)風(fēng)機(jī)在25m高處排至大氣。同時(shí)可依照市場(chǎng)需要將汲取液制成10%NaClO產(chǎn)品。(6)氫氣處理單元由

17、電解工序來的濕氫氣，溫度約85，進(jìn)入氫氣洗滌塔下部，與塔內(nèi)噴淋冷卻水直接進(jìn)行冷卻和洗滌，氫氣中所含堿霧及蒸汽冷凝水被冷卻水帶走，氫氣溫度降至45。再送入氫氣壓縮機(jī)增壓至0.15MPa.G，溫度約60，再經(jīng)(7)液氯工序自氯氫處理工序來的氯氣進(jìn)入液化器，在液化器中，氯氣與致冷劑換熱被液化，經(jīng)液氯分離器分離后，液氯流入液氯貯槽，再經(jīng)液氯泵加壓后裝瓶。液氯分離器頂部出來的不凝氣，經(jīng)分配臺(tái)送往廢氣處理或HCl合成及高純鹽酸工序。(8)氯化氫合成及高純鹽酸工序氯氣處理工序的氯氣及液氯工序的液化尾氣經(jīng)氯氣緩沖罐和氯氣管道阻火器、氫氣處理工序的氫氣經(jīng)氫氣緩沖罐和氫氣管道阻火器分不送入二合一石墨合成爐，在爐內(nèi)

18、進(jìn)行燃燒，生成氯化氫氣體。生成的氯化氫氣體經(jīng)氯化氫冷卻水槽和氯化氫冷卻器冷卻后通過氯化氫分配臺(tái)部分送VCM裝置作原料，部分送高純鹽酸汲取系統(tǒng)。(9)消耗定額32%KOH32%KOH消耗定額（包括一次鹽水、二次鹽水精制及電解、氯氣處理、廢氣處理和氫氣處理）詳見下表4-1-3。表4-1-3 32%KOH消耗定額（以1噸100%KOH計(jì)）序號(hào)名稱及技術(shù)規(guī)格單位數(shù)量備注1原鹽（KCl 97.39%）kg13902碳酸鉀（K2CO398%）kg83高純鹽酸(31%HCl, 折100%HCl)kg464氯化鋇 （BaCl2.2H2O98%）kg75亞硫酸鉀 K2SO395%kg1.56純水 電阻率1105

19、-cmm32.87離子交換樹脂 l0.00918過濾助劑（-纖維素）kg0.299凝聚劑（TXY）kg0.0310鉀堿(KOH以100%計(jì))kg4011低壓蒸汽 0.3Mpa（G）t0.512循環(huán)水 t=10m39613生產(chǎn)上水 25m3314硫酸98%kg15.015動(dòng)力電 380VkWh15016直流電耗 DCKWh158017離子膜m20.00618儀表空氣 0.6MpaGNm32719工藝空氣 0.6MpaGNm3/h400間斷20氮?dú)?0.6MpaGNm3/h400開停車21冷凍水+10 t=m31222鉀堿(KOH以100%計(jì))Kg/次2800開或停車一次蒸發(fā)（KOH溶液從32%濃

20、縮到48%）蒸發(fā)消耗定額詳見下表4-1-4。表4-1-4 蒸發(fā)消耗定額 （以每噸100%KOH計(jì)）序號(hào)名稱及技術(shù)規(guī)格單位數(shù)量備注132% KOHkg31252中壓蒸汽0.9MpaGkg7503循環(huán)水 t=10m3454純水 電阻率1105-cmm30.45生產(chǎn)上水 25m30.46儀表空氣Nm327動(dòng)力電 380VkWh7.5片堿（KOH溶液從48%濃縮到95%）片堿消耗定額詳見下表4-1-5。表4-1-5 片堿消耗定額 （以每噸100%KOH計(jì)）序號(hào)名稱及技術(shù)規(guī)格單位數(shù)量備注148% KOHkg20802燃料熱值kJ3.61063熔鹽（一次填充）kg4動(dòng)力電（380V）kWh555食糖kg0

21、.256循環(huán)水 t=10m3357氮?dú)釴m328儀表空氣Nm38液氯液氯工序消耗定額詳見下表4-1-6。表4-1-6 液氯工序消耗定額（以每噸100%液氯計(jì)）序號(hào)名稱及技術(shù)規(guī)格單位數(shù)量1氯氣Cl2=100%kg10032動(dòng)力電（包括冷凍量） 380VkWh953硫酸 98%kg1.44儀表空氣Nm325循環(huán)水（冷凍機(jī)組用）t=10m360氯化氫及高純鹽酸氯化氫合成及高純鹽酸工序消耗定額詳見下表4-1-7。表4-1-7 氯化氫合成及高純鹽酸工序消耗定額序號(hào)名稱及技術(shù)規(guī)格單位數(shù)量氯化氫（以每噸100%氯化氫計(jì)）1氯氣Cl2=100%kg9802氫氣H2=100%kg303循環(huán)水 t=10m344軟

22、水（回收熱量副產(chǎn)蒸汽用）m30.75高純鹽酸（以每噸31%HCl計(jì)）1氯氣Cl2=100%kg3052氫氣H2=100%kg9.53純水 電阻率1105-cmm30.854循環(huán)水 t=10m3405動(dòng)力電 380VkWh104.1.10要緊設(shè)備方案(1)要緊設(shè)備的選型a.電解槽離子膜電解槽是離子膜技術(shù)的關(guān)鍵設(shè)備。本項(xiàng)目暫按日本旭化成的高電流密度復(fù)極式電解槽考慮。其要緊規(guī)格如下：電解槽型式ACILYZER-ML32NCH每槽單元數(shù)98設(shè)計(jì)電流密度4.70 kA/m2膜有效面積2.7 陽極材料鈦/活性涂層陰極材料鎳/活性涂層整流器設(shè)計(jì)參數(shù)14.4 kA / 370 Vb.石墨合成爐石墨合成爐是提供

23、VCM裝置所需氯化氫原料的關(guān)鍵設(shè)備，VCM裝置和離子膜燒堿裝置自用鹽酸所需的氯化氫的總量約為225噸/天，結(jié)合國(guó)內(nèi)目前已有成熟的正壓合成爐生產(chǎn)能力，選用單臺(tái)生產(chǎn)能力大于80噸/天的正壓二合一石墨合成爐3+1套。(2)要緊設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱材料數(shù)量備注一、一次鹽水工序1精制反應(yīng)槽Q235-A22凝聚反應(yīng)槽Q235-A13化鹽水換熱器Ti14一次鹽水過濾器Q235-A/FL1+15鹽泥壓濾機(jī)CS/PP1+16溶鹽桶給料泵Ti1+17凝聚反應(yīng)槽加料泵Ti1+18氯化鋇溶液泵PVDF19碳酸鉀溶液泵PVDF110凝聚劑泵PVDF111澄清桶泥漿泵UHMWPE212精鹽水泵Ti1+113精鹽水給料泵Ti

24、1+114反洗鹽水泵PVDF1+115鹽泥壓濾機(jī)給料泵UHMWPE1+116化鹽水槽FRP1+117溶鹽桶Q235-A/FL118氯化鋇溶解槽Q235-A119碳酸鉀溶解槽Q235-A120凝聚劑槽FRP121澄清桶Q235-A/FL122精鹽水受槽FRP123精鹽水槽FRP124泥漿受槽Q235-A125反洗鹽水槽Q235-A126泥漿貯槽Q235-A1（二次鹽水過濾）1一次鹽水槽FRP12預(yù)涂槽Q235-A/HRL1含攪拌3主體給料槽Q235-A/HRL1含攪拌4過濾鹽水槽FRP15二次鹽水過濾器CS/HRL1+1引進(jìn)6一次鹽水泵Ti1+17預(yù)涂泵Ti18主體給料泵PP1+1引進(jìn)9鹽水過濾

25、器泥漿坑泵CI110過濾鹽水泵Ti1+111鹽水過濾器返洗泵Ti11240-A51.018-96 40-A51.018-96 40-A51.018-96 鹽水過濾器泥漿坑砼+FRP1含攪拌圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期 STAGE 專業(yè) SPECIAL 圖號(hào) DWG. NO. 分項(xiàng)名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期STAGE 圖號(hào) DWG. NO. 分項(xiàng)名稱圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期 STAGE 專業(yè) SPECIAL 圖號(hào) DWG. NO. 分項(xiàng)名稱SUB

26、PROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期STAGE 圖號(hào) DWG. NO. 分項(xiàng)名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期STAGE 圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期 STAGE 專業(yè) SPECIAL 圖號(hào) DWG. NO. 分項(xiàng)名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期STAGE CCECC96208 分析化驗(yàn) 9610-1-49-0320-3 圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期 STAGE 專業(yè) SPECIAL 二二次鹽水精制及電解工序（包括脫氯

27、）(一)二次鹽水精制1樹脂過濾器20/RLL1引進(jìn)2回收鹽水槽FRP13廢水槽FRP14鹽水高位槽TA215鹽水加熱器TA226回收鹽水泵CS+F417廢水泵CS+F418離子交換樹脂塔16MnR/RLL3引進(jìn)9離子交換樹脂捕集器16MnR/RLL1(二)電解及修槽1堿液中間槽Ni/Q235-A12鹽酸槽FRP13純水槽FRP14淡鹽水受槽TA215堿液受槽N6+16MnR16堿液高位槽N6+16MnR17陽極液排放槽FRP18陰極液排放槽0Cr18Ni919堿液中間換熱器N6110儀表冷卻器TA2111陰極液冷卻器N6112堿液中間槽泵20合金1+113鹽酸泵PVDF1+114純水泵304S

28、S1+115淡鹽水泵Ti1+116堿液泵Ni1+1引進(jìn)17陽極液排放槽泵Ti118陰極液排放槽泵20#合金119電解槽Ti/A283Gr.C/Ni6引進(jìn)20電解槽用吊車組合件121油壓動(dòng)力單元(含泵、冷卻器等)組合件1套引進(jìn)27油壓分配器（右）（含油缸和閥組）6 套引進(jìn)28油壓分配器（左）（含油缸和閥組）6 套引進(jìn)29修槽設(shè)備1 套部分引進(jìn)30離子膜698 張引進(jìn)(三)淡鹽水脫氯1脫氯真空泵含分離器和冷卻器引進(jìn)2亞硫酸鈉槽0Cr18Ni91含攪拌3脫氯塔冷凝器TA2/16MnR14儀表冷卻器TA225脫氯鹽水泵Ti1+16亞硫酸鈉泵304SS1+17脫氯塔TA21三蒸發(fā)固堿工序(一)蒸發(fā)單元1

29、I效降膜蒸發(fā)器SS1引進(jìn)2II效降膜蒸發(fā)器LC-Ni/CS1引進(jìn)3堿換熱器LC-Ni/CS1圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期 STAGE 專業(yè) SPECIAL 4堿預(yù)熱器LC-Ni/CS1引進(jìn)5成品堿冷卻器HAC-276/CS1632%KOH泵SS3161+1743%KOH泵SS3161+1848%KOH泵Ni1+1引進(jìn)948%KOH輸送泵SS3161+11032% KOH 貯槽SS3161+11148% KOH 貯槽SS3161+112表面冷凝器SS/CS113真空泵CS1+1(二)濃

30、縮、片堿單元1降膜預(yù)蒸濃縮器Ni/SS1引進(jìn)2降膜濃縮器Ni/SS1引進(jìn)3閃蒸器Ni1引進(jìn)456% KOH泵Ni1+1引進(jìn)5片堿機(jī)Ni/SS/CS1引進(jìn)6冷卻水冷卻器SS304/CS17冷卻水泵CS1+18冷卻水槽16MnR19包裝秤SS/CS1+1引進(jìn)10輸送機(jī)SS/CS111封袋機(jī)CS112燃燒系統(tǒng)CS1引進(jìn)13助燃空氣風(fēng)機(jī)CS1引進(jìn)14熔鹽加熱器15Mo3/16Mo31引進(jìn)15助燃空氣預(yù)熱器CS1引進(jìn)16熔鹽泵HRS1引進(jìn)17熔鹽槽CS118熔鹽19煙道氣煙囪CS120表面冷凝器SS/CS121真空泵CS1+122冷凝水泵SS1+123冷凝水槽SS124糖液計(jì)量泵SS1+1引進(jìn)25糖溶解

31、槽SS304L2含攪拌四氯氣處理工序1氯氣壓縮機(jī)組含冷卻器和氣液分離器CI2成套引進(jìn)2氯水冷卻器Ti13氯氣冷卻器Ti14循環(huán)酸冷卻器HAC-2761598%硫酸冷卻器316L16水霧分離器FRP1引進(jìn)Monsanto過濾元件7酸捕沫器16MnR1引進(jìn)Monsanto過濾元件8氯水循環(huán)泵Ti1+19硫酸循環(huán)泵HAS-C1+140-A51.018-96 40-A51.018-96 98%硫酸泵PVDF1+111濃硫酸泵PVDF112稀酸泵HAS-C113氯氣洗滌塔FRP114填料干燥塔PVC/FRP115泡罩干燥塔PVC/FRP11698%硫酸貯槽Q235-B11798%硫酸高位槽Q235-A1

32、18稀酸貯槽PVC/FRP119稀硫酸回收單元組合件1套成套20單梁橋式吊車組合件1五廢氣處理工序1循環(huán)液冷卻器Ti12尾氣塔冷卻器Ti13汲取塔FRP14尾氣塔FRP15循環(huán)槽FRP1+16配堿循環(huán)槽FRP1+17成品貯槽FRP18NaOH貯槽SS31629汲取塔循環(huán)泵Ti1+110尾氣塔循環(huán)泵Ti1+111成品輸送泵Ti112NaOH泵SS316113風(fēng)機(jī)Ti1+1六氫氣處理工序1氫氣壓縮機(jī)組含冷卻器和氫水分離器CI2+1成套引進(jìn)2氫氣冷卻器16MnR23循環(huán)液冷卻器SS14水霧捕沫器16MnR1引進(jìn)Monsanto過濾元件5氫氣洗滌塔16MnR16洗滌液循環(huán)泵304SS1+17冷凝水收集

33、槽Q235-A18單梁橋式吊車組合件1防爆七液氯工序1氯氣液化裝置含螺桿式冷凝機(jī)組、液化器、液氯分離器組合1+22硫酸冷卻器2013吊車CS14液氯泵16Mn1+15液環(huán)泵CI1+16試壓泵CS17硫酸分離器16MnR18液氯貯槽16MnDR3+19液氯汽化器16MnDR1+110排污槽16MnDR111中和槽PVC112廢氣緩沖罐16MnR113磅秤CI4+1帶過裝報(bào)警儀14液氯鋼瓶16MnR4016MnR100八氯化氫合成及高純鹽酸工序1氯化氫冷卻器石墨3+1與二合一石墨合成爐配套2氯化氫冷卻槽石墨3+1與二合一石墨合成爐配套3水流噴射器石墨2+1特大號(hào),隨合成爐成套供貨4氫氣管道阻火器C

34、S/（礫石）3+15氯氣管道阻火器CS/（礫石）3+16循環(huán)液泵PVDF1+17高純鹽酸泵PVDF1+18二合一石墨合成爐不透性石墨3+1副產(chǎn)蒸汽9降膜汲取器石墨2隨二合一合成爐成套供貨10尾氣汲取塔石墨2隨二合一合成爐成套供貨11氯氣緩沖罐16MnR112氫氣緩沖罐16MnR113循環(huán)液槽FRP114高純鹽酸貯槽FRP2+115冷凝酸液封槽FRP116鹽酸液封槽FRP24.2碳酸鉀裝置4.2.1 工藝方案的比較及選擇碳酸鉀的生產(chǎn)方法要緊有離子交換法、隔膜電解氫氧化鉀二次碳化法（簡(jiǎn)稱電解法）、離子膜氫氧化鉀流化床制碳酸鉀化法（簡(jiǎn)稱流化床法）三種工藝。 （1）離子交換法離子交換法是將氯化鉀溶液逆

35、流通過陽離子交換柱使R-Na樹脂變成鉀型R-K除氯；用碳酸氫銨順流過樹脂交換柱使R-K變成R-NH3制得KHCO3和NH3HCO3混合溶液；再將氯化鉀溶液送入離子交換柱中，使銨型樹脂再生為鉀，循環(huán)使用，所得氯化銨溶液，可作為肥料。經(jīng)離子交換得到的碳酸氫鉀和碳酸氫銨混合溶液經(jīng)濃縮分解碳酸氫銨得碳酸鉀，經(jīng)除氯化鉀和鉀鈉復(fù)鹽后，所得溶液再經(jīng)碳化得碳酸氫鉀，再經(jīng)結(jié)晶、分離、水洗、煅燒后，即得精制碳酸鉀成品。該工藝的特點(diǎn)是：原料易得、工藝流程較短、設(shè)備簡(jiǎn)單；但能耗高、成本高、產(chǎn)生大量氯化銨廢液。（2） 電解法電解法是將氯化鉀溶液電解得濃度為1015%，再經(jīng)蒸發(fā)濃縮并除氯化鉀，經(jīng)預(yù)預(yù)碳化得粗碳酸鉀，接著碳

36、化可得碳酸氫鉀結(jié)晶，晶體經(jīng)離心分離、水洗和煅燒后，即得精制碳酸鉀成品。該工藝的特點(diǎn)是：原料易得，但工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備較復(fù)雜、能耗較高，投資大，占地多。使用金屬陽極電解槽有石棉絨的污染。（3） 流化床法流化床法是將采納先進(jìn)的離子膜電解制得高純的32%氫氧化鉀先經(jīng)蒸發(fā)濃縮到48%KOH，然后送入流化床反應(yīng)器內(nèi)將碳化、蒸發(fā)、結(jié)晶、煅燒等工序一步完成，得到高純的碳酸鉀成品。也可用43%KOH先在碳化塔中碳化得K2CO3乳液，通過濾后送入流化床內(nèi)完成蒸發(fā)、結(jié)晶和煅燒得到高純的碳酸鉀成品。該工藝的特點(diǎn)是：工藝先進(jìn)、流程短、操作操縱簡(jiǎn)單、節(jié)能、設(shè)備少、投資少、占地少。隨著離子膜電解技術(shù)的普及，流化床工藝的優(yōu)點(diǎn)

37、越來越明顯，得到了迅速的進(jìn)展。因此本項(xiàng)目將采納先進(jìn)的流化床工藝技術(shù)。考慮到采納流化床反應(yīng)器更為簡(jiǎn)單，可研時(shí)期暫按使用流化床反應(yīng)器來考慮。4.2.2 工藝流程及消耗定額（1）工藝流程簡(jiǎn)述自氫氧化鉀裝置來的48%KOH經(jīng)加料泵進(jìn)入流化床反應(yīng)器的噴嘴，KOH液被霧化；自合成氨裝置來的CO2與天然氣燃燒爐燃燒后生成的高溫CO2混合使氣體被加熱，然后進(jìn)入流化床反應(yīng)器底部，使霧化的KOH被碳化，同時(shí)排出尾氣將水分帶走而得到K2CO3顆粒。碳酸鉀顆粒從流化反應(yīng)器下部流出經(jīng)振動(dòng)輸送機(jī)、冷卻器、斗式提升機(jī)送入振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，粗顆粒經(jīng)磨碎后與細(xì)顆粒一并作為晶種返回流化床反應(yīng)器；合格的碳酸鉀顆粒經(jīng)分配漏斗、振動(dòng)給料

38、器進(jìn)入碳酸鉀料倉(cāng)，經(jīng)包裝、縫袋后送入倉(cāng)庫(kù)。 流化床反應(yīng)器的不凝氣和水蒸汽，經(jīng)旋風(fēng)分離器，大部份碳酸鉀粉末分離返回流化床反應(yīng)器內(nèi)，氣體經(jīng)洗滌塔洗滌后放空。洗滌塔的循環(huán)液達(dá)到一定濃度后可送回流化床反應(yīng)器。（2）消耗定額，見表4-2-1表4-2-1 碳酸鉀消耗定額（以每噸100%碳酸鉀計(jì)）序號(hào)名稱及技術(shù)規(guī)格單位數(shù)量備注1二氧化碳（CO2：100）Nm395.002天然氣Nm398.003氫氧化鉀（100KOH計(jì)）噸0.8134循環(huán)水 t=10m385儀表空氣 0.6MPaGNm3206裝置空氣 0.6MPaGNm397動(dòng)力電 380VkWh1008純水噸1.54.2.3自控技術(shù)方案（1） 本裝置采納

39、生產(chǎn)操縱水平較高的DCS（集散操縱系統(tǒng)）系統(tǒng)及與其相應(yīng)配套儀表，在操縱室內(nèi)通過DCS系統(tǒng)和其他自動(dòng)化設(shè)備對(duì)整個(gè)裝置實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)視和集中操縱。（2） 本裝置的儀表及自動(dòng)化設(shè)備的選用，差不多上立足國(guó)內(nèi)，可選用合資企業(yè)或引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的性能優(yōu)良的儀表。由于本裝置采納的是國(guó)外的先進(jìn)工藝技術(shù)，工藝流程短，不單獨(dú)設(shè)立操縱室，將和其它裝置合用。4.2.4 要緊設(shè)備方案（1） 要緊設(shè)備的選型a. 流化床反應(yīng)器采納將48%KOH的碳化、蒸發(fā)和煅燒一步完成的先進(jìn)設(shè)備。該設(shè)備具有投資省、操作方便、節(jié)約能源等優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)碳酸鉀的關(guān)鍵設(shè)備之一。b. 燃燒爐該設(shè)備是為流化床反應(yīng)器提供熱源及反應(yīng)所需的部分二氧化碳，與流化床反應(yīng)

40、器直接連接，也是生產(chǎn)碳酸鉀的關(guān)鍵設(shè)備之一。（2） 要緊設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱材料數(shù)量備注1燃燒爐空氣鼓風(fēng)機(jī)CS2圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱圖號(hào) DWG. NO. 裝置名稱SUBPROJECT 項(xiàng)目名稱PROJECT 設(shè)計(jì)時(shí)期 STAGE 專業(yè) SPECIAL 2返料鼓風(fēng)機(jī)CS4引進(jìn)3工藝氣體鼓風(fēng)機(jī)CS2引進(jìn)4產(chǎn)品分配器CS2引進(jìn)5燃燒爐HRS/CCS2引進(jìn)6返料注射器SS4引進(jìn)7粉碎機(jī)SS/CS2引進(jìn)8流化床反應(yīng)器Inc/SS2引進(jìn)9成品冷卻器CS2引進(jìn)10出料旋轉(zhuǎn)閥CI/CS2引進(jìn)11細(xì)粉進(jìn)料旋轉(zhuǎn)閥CI/CS4引進(jìn)12出料螺旋輸送器SS2引進(jìn)13振動(dòng)篩SS/C

41、S2引進(jìn)14定量包裝稱CS4引進(jìn)15斗式提升機(jī)SS/CS216旋風(fēng)分離器SS/CS21748%KOH液泵SS2+218洗液循環(huán)泵SS2+219洗液輸送泵SS2+220洗液泵SS221尾氣洗滌塔SS222洗液貯槽CS223振動(dòng)輸送器SS/CS4引進(jìn)24皮帶輸送機(jī)CS225料倉(cāng)CS24.3 天然氣制乙炔裝置4.3.1（1）原料路線確定的原則和依據(jù)乙炔可用電石和烴類作原料，而烴類又以天然氣更為普遍。電石法（特不是濕法）是國(guó)內(nèi)普遍采納的生產(chǎn)方法，利用碳化鈣和水作用生成乙炔。此工藝技術(shù)成熟、安全可靠，對(duì)電石粒度要求不嚴(yán)格，反應(yīng)熱易撤走，易于治理和操作。缺點(diǎn)是電耗大，電石渣處理比較苦惱。天然氣為原料生產(chǎn)乙

42、炔工藝技術(shù)先進(jìn)，操作安全，節(jié)能效果好，所產(chǎn)生的廢物便于處理。依照本項(xiàng)目的實(shí)際情況格爾木富產(chǎn)天然氣和環(huán)保方面的綜合考慮，本方案選用天然氣生產(chǎn)乙炔的工藝路線。目前，以天然氣為原料生產(chǎn)乙炔的方法要緊有等離子法和部分氧化法兩種，以部分氧化法最為成熟、可靠，在世界上建廠也最多。等離子法，現(xiàn)在運(yùn)行的工廠甚少，僅有德國(guó)Marl有一個(gè)30000噸/年能力的以C4為原料的工廠。烴類在高溫電場(chǎng)下的等離子流中裂解，再經(jīng)除塵、冷卻、堿洗、油洗、甲醇/NMP洗滌回收乙炔。其電耗甚高，高達(dá)14000kWh/噸乙炔,而且技術(shù)來源困難，技術(shù)費(fèi)用專門高。天然氣部分氧化法生產(chǎn)乙炔的工藝過程可大體分為兩個(gè)要緊部分，即部分氧化和提濃

43、。在部分氧化單元，原料天然氣在沒有任何催化劑和熱載體存在的情況下，與氧氣進(jìn)行火焰反應(yīng)并裂解，制得含乙炔約8%（體積）的裂解氣。在提濃單元，裂解氣在加壓、常溫條件下用N甲基吡咯烷酮（NMP）作汲取劑將乙炔提純，獲得純度約99%（體積）的粗乙炔。再經(jīng)后續(xù)用戶進(jìn)一步精制得到符合要求的精乙炔。副產(chǎn)的尾氣富含CO和H2，可用作合成甲醇或合成氨的原料，也可用作提取CO或H2的原料。 本項(xiàng)目選用天然氣部分氧化法生產(chǎn)乙炔。（2）國(guó)內(nèi)、外工藝技術(shù)概況目前，可用于本裝置的部分氧化制乙炔技術(shù)來源有兩個(gè)：一個(gè)是以四川維尼綸廠引進(jìn)的德國(guó)BASF技術(shù)為基礎(chǔ)的部分氧化法技術(shù)或德國(guó)本土的BASF部分氧化技術(shù)，另一個(gè)是烏克蘭的

44、部分氧化法技術(shù)。四川維尼綸廠引進(jìn)的德國(guó)BASF技術(shù)已有二十年歷史，已超過了專利技術(shù)的愛護(hù)年限，再建廠已不存在對(duì)BASF技術(shù)侵權(quán)，但要向四川維尼綸廠購(gòu)買使用權(quán)。烏克蘭部分氧化制乙炔技術(shù)由烏克蘭國(guó)家化學(xué)工程研究設(shè)計(jì)院提供，該院為前蘇聯(lián)氮素合成研究設(shè)計(jì)院北屯列斯克分院，有雄厚的技術(shù)勢(shì)力。自50年代開始就著手天然氣乙炔的研究和開發(fā)工作。在此過程中（60年代）從德國(guó)BASF公司和比利時(shí)SBA公司各引進(jìn)一座乙炔工廠，每座乙炔工廠均為17500噸/年的生產(chǎn)能力。在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合該國(guó)自己的研究成果設(shè)計(jì)了第一套年生產(chǎn)能力為35000噸的天然氣乙炔工廠，于1968年在涅溫諾梅斯克投產(chǎn)。經(jīng)強(qiáng)化后生產(chǎn)能力達(dá)4

45、0000噸/年。此后，烏茲不克的拉維市氮化學(xué)聯(lián)合體、俄羅斯諾夫易羅及氮化學(xué)聯(lián)合體、俄羅斯新莫斯科斯克氮化學(xué)聯(lián)合體的天然氣乙炔裝置均由該院設(shè)計(jì)。這些工廠的乙炔總產(chǎn)量占獨(dú)聯(lián)體國(guó)家乙炔總產(chǎn)量的60%，至今仍在運(yùn)行。（3）工藝技術(shù)方案的比較和選擇理由與四川維尼綸廠引進(jìn)的BASF技術(shù)比較，烏克蘭的技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：a 核心設(shè)備乙炔爐，燒咀為旋流式，單燒咀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)室為圓形且上段不結(jié)炭。刮炭操作每隔四小時(shí)一次，液動(dòng)操作，單臺(tái)能力為10000噸/年。b 在工藝天然氣中加入適量抑制劑氧，阻止乙炔爐早期著火。c 提濃工段的主塔均為穿流式篩板塔。據(jù)介紹不易堵塞，不需經(jīng)常更換塔盤。d裂解產(chǎn)生的炭黑，經(jīng)分離成為

46、炭黑漿，不經(jīng)濃縮便送去焚燒。炭黑焚燒較為完全，且燒除了裝置排放的廢水，使整個(gè)裝置正常情況下無廢水排放。e提濃工序排出的聚合物漿也送焚燒爐燒除。f烏克蘭的技術(shù)中，部分氧化單元的單線生產(chǎn)能力為10,000噸/年，而四川維尼綸廠引進(jìn)的BASF技術(shù)的相應(yīng)部分的生產(chǎn)能力只有7,500噸/年。綜上所述，烏克蘭的技術(shù)有一定的優(yōu)勢(shì)，但國(guó)內(nèi)無生產(chǎn)操作經(jīng)驗(yàn)，需要引進(jìn)技術(shù)，而以四川維尼綸廠引進(jìn)的BASF技術(shù)為基礎(chǔ)的技術(shù)，國(guó)內(nèi)有設(shè)計(jì)、操作和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，除少數(shù)設(shè)備外可全部國(guó)產(chǎn)化，但也有一個(gè)技術(shù)使用權(quán)轉(zhuǎn)讓問題。盡管四川維尼綸廠現(xiàn)有的乙炔裝置生產(chǎn)能力約為30000噸/年、37500噸/年，而本工程所需的乙炔裝置生產(chǎn)能力約為4

47、5000噸/年，但從上述規(guī)模擴(kuò)至為45000噸/年不存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。不管是BASF部分氧化技術(shù)依舊烏克蘭部分氧化技術(shù)，都源于BASF，其生產(chǎn)流程、建設(shè)投資和消耗都差不多。因此，是采納烏克蘭的乙炔生產(chǎn)技術(shù)依舊四川維尼綸廠現(xiàn)有的乙炔生產(chǎn)技術(shù)或直接向BASF購(gòu)買技術(shù)，待今后視技術(shù)來源的可能性而定，現(xiàn)暫以四川維尼綸廠的技術(shù)指標(biāo)為研究依據(jù)。（4） 引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備本裝置的大部分設(shè)備都能做到國(guó)產(chǎn)化，僅裂解氣壓縮機(jī)和循環(huán)氣壓縮機(jī)國(guó)內(nèi)技術(shù)尚不太過關(guān)。為穩(wěn)妥起見，擬從國(guó)外引進(jìn)上述兩種設(shè)備。假如引進(jìn)烏克蘭技術(shù)，因?qū)偈状?，建議還要引進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備乙炔爐。4.3.2 工藝流程講明和消耗定額（1）工藝流程講明a 概述本裝置以天

48、然氣為原料，氧氣為輔助原料，經(jīng)部分氧化生產(chǎn)乙炔，要緊由以下幾個(gè)工序組成：（a）部分氧化工序（b）裂化氣壓縮工序（c）乙炔提濃（d）溶劑處理和溶劑貯存（e）炭黑水處理工序（f）界區(qū)內(nèi)公用工程（g）乙炔加壓工序b. 部分氧化工序(a) 天然氣預(yù)熱從天然氣總管來的0.6Mpa(G)天然氣通過分離器除去水分后，經(jīng)調(diào)節(jié)減壓至0.3Mpa(G)，進(jìn)入天然氣加熱爐，天然氣的流量由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。天然氣進(jìn)入加熱爐前，在天然氣過濾器中除去鐵銹等固體物質(zhì)以幸免鐵銹在高溫下被CH4還原再遇氧劇烈氧化發(fā)生早期著火現(xiàn)象。同時(shí)還在加熱爐入口天然氣中加入水蒸汽，防止天然氣預(yù)熱不均、結(jié)焦、炭化及混合器早期著火。天然氣加熱爐中，天

49、然氣從30被加熱到最高650。為了防止天然氣中高級(jí)烴類發(fā)生裂解，天然氣加熱爐采納大的氣流速及對(duì)流段（上段）天然氣與燃燒氣逆流，而輻射段（下段）則為并流方式，使?fàn)t內(nèi)管壁與天然氣之間形成一個(gè)較小的溫度梯度，消除局部過熱現(xiàn)象。出口天然氣壓力大約為0.135 Mpa(G)。當(dāng)天然氣加熱爐火焰熄滅和溫度過高時(shí)，聯(lián)鎖系統(tǒng)啟動(dòng)切斷燃料氣，使本單元部分聯(lián)鎖停車，并通入氮?dú)狻?b) 氧氣預(yù)熱氧氣總管來的0.25 Mpa(G)氧氣由流量比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)依照進(jìn)入天然氣加熱爐的天然氣流量來調(diào)節(jié)進(jìn)入氧氣加熱爐的氧氣流量。同樣在加熱爐中氧氣預(yù)熱到650。該爐采納與天然氣加熱爐相似的高氣速及結(jié)構(gòu)型式，以保證氧氣被逐漸加熱。加熱

50、爐出口氧氣壓力為0.135 Mpa(G)。氧氣加熱爐也用天然氣作燃料氣，操縱方式與天然氣加熱爐相同。(c) 乙炔爐中的反應(yīng)乙炔爐進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，其反應(yīng)式如下：2CH4C2H2+3H2 402kJ通過加熱爐的氧氣和天然氣，在最高溫度650和0.135 Mpa(G)下，分不進(jìn)入乙炔爐上部的混合器中混合，混合過程中如因局部氧比較高、停留時(shí)刻過長(zhǎng)或因雜質(zhì)的帶入造成早期著火，則由壓差監(jiān)視，首先自動(dòng)吹入1500m3在燒嘴板內(nèi)及下部設(shè)置了軸向和徑向的輔氧，用于正確限制火焰反應(yīng)開始的位置，并穩(wěn)定反應(yīng)火焰。輔氧流量由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。乙炔爐中反應(yīng)生成的炭黑一部分被淬火水洗去，一部分被裂化氣帶走，還有一部分則沉淀在反

51、應(yīng)室側(cè)壁，形成炭黑結(jié)塊，必須定時(shí)用刮炭棒刮除炭黑。刮下的焦炭和洗下的炭黑隨淬火水排入焦炭分離器，在此水和部分輕炭黑與焦炭分離，上層水和輕炭黑進(jìn)入炭黑水集合管與冷卻塔、電除塵器排出的水匯合，重力流入炭黑水洗槽單元處理后循環(huán)使用。焦炭分離器下部的焦炭和部分水排入地溝，流入炭黑洗槽單元處理。乙炔爐為了幸免燒嘴板和反應(yīng)室在高溫下變形和燒壞，設(shè)置了冷凝水夾套冷卻。當(dāng)冷凝水回流過低時(shí)，就會(huì)聯(lián)鎖停車，同時(shí)切斷氧氣供給。此外，為了部分氧化單元的安全運(yùn)行，對(duì)乙炔爐采納了安全可靠的自控聯(lián)鎖愛護(hù)系統(tǒng)，包括：燒嘴板溫度高限報(bào)警聯(lián)鎖、反應(yīng)室的溫度高限或低限報(bào)警聯(lián)鎖以及乙炔爐裂化氣出口壓力高限或低限報(bào)警聯(lián)鎖等措施。(d)

52、 裂化氣的冷卻和凈化離開乙炔爐的裂化氣被水蒸汽飽和，其溫度為89左右，壓力約為5.0 Mpa(G)，在冷卻器中直接用炭黑水噴淋冷卻。裂化氣從下往上流過冷卻器，冷卻到60左右后，從冷卻器下段頂部流出進(jìn)入電除塵器。冷卻器下部出來的裂化氣進(jìn)入電除塵器再次除去裂化氣中的炭黑。電除塵器上部噴淋少量軟水，使兩電極間氣流中的炭黑被帶負(fù)電荷的小水滴捕集，被電離水包圍的炭黑顆粒就沉淀到沉淀電極板上，然后被連續(xù)水膜沖掉，炭黑水從底部排出，除塵后的裂化氣返回冷卻器。裂化氣冷卻塔上段和下段用水封氣密隔板隔開。所用大部分冷水水來自炭黑水循環(huán)系統(tǒng)，分不在水封之上和之下進(jìn)入裂化氣冷卻塔。塔頂部注入軟水進(jìn)行最后冷卻和洗滌，洗

53、滌后的35的裂化氣去氣柜或裂化氣壓縮機(jī)。裂化氣冷卻塔的三股噴淋水均由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)操縱。為幸免水蒸汽在高壓絕緣箱體冷凝而擊穿漏電、炸裂，在電除塵器的箱體夾套內(nèi)通入不低于100的蒸汽保溫。在上部電纜絕緣子中連續(xù)通入氮?dú)鈵圩o(hù)，幸免外界空氣進(jìn)入形成爆炸性氣體。開車時(shí)，為了防止炭黑沉積在絕緣子上產(chǎn)生漏電，用100天然氣吹掃絕緣箱體。電除塵器的出口管道上設(shè)有在線氧含量自動(dòng)分析儀監(jiān)視裂化氣中含氧量，當(dāng)含氧量高于高限時(shí)，就自動(dòng)切斷電除塵器的高壓電源，該單元臨時(shí)停車，同時(shí)在電除塵器上設(shè)有兩個(gè)防爆膜片，當(dāng)壓力超過0.02 Mpa(G)時(shí)防爆膜片破裂。從裂化氣冷卻塔頂部出來去氣柜的精制裂化氣，在去裂化氣氣柜的管線上，

54、設(shè)有一支管，通向水封，水封罐的浸沒深度較氧化單元的其它水封小，這作為乙炔爐系統(tǒng)的安全裝置，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力升高時(shí)，此水封首先起作用，自動(dòng)而安全地把裂化氣導(dǎo)入公用火炬。在緊急情況下，單元臨時(shí)或緊急聯(lián)鎖停車時(shí)，相應(yīng)電磁閥打開，裂化氣去火炬放空燃燒，同時(shí)另外相應(yīng)電磁閥關(guān)閉，切斷去氣柜的裂化氣。c. 裂化氣壓縮工序（a）裂化氣氣柜：從部分氧化工序來的反應(yīng)氣儲(chǔ)存在6kPa下操作的約12000米3容積的氣柜中。其儲(chǔ)存能力足夠容納約10分鐘內(nèi)生產(chǎn)的反應(yīng)氣。因?yàn)闅夤裨诓僮鬟^程中能夠裝到約70%的體積，因此當(dāng)反應(yīng)氣生產(chǎn)完全停止5分鐘也不需要關(guān)閉提濃工序。氣柜的緩沖容積可使部分氧化和提濃工序的操作連續(xù)約5分鐘，從而提

55、供了較高程度的無故障操作。通過擺錘管（“U”型管）可向氣柜供氣或從氣柜放氣。在緊急情況下，閥門自動(dòng)打開，氣柜內(nèi)的水就充滿“U”型管?！癠”型管可通過水封放水而使反應(yīng)氣不致逸出。在氣柜的位置低時(shí)蒸汽透平的轉(zhuǎn)速下降，最低可達(dá)原來的70%左右，并打開壓縮機(jī)附近的旁通閥。氣柜位置過低時(shí)就會(huì)切斷壓縮機(jī)。在氣柜的位置高時(shí)，旁通閥關(guān)閉而蒸汽透平的轉(zhuǎn)速增加，氣柜位置過高時(shí)就使部分氧化工序關(guān)閉。（b）反應(yīng)氣的壓縮從部分氧化工序出來的反應(yīng)氣約含8%（體積）的乙炔，在氣柜的擺錘管之后與來自提濃工序的兩股富乙炔循環(huán)氣流合并，形成含乙炔約11%（體積）的混合氣。差不多完全利用乙炔的最大許可分壓（1.43kg/cm2）。

56、反應(yīng)氣混合物可被壓縮到約12kg/cm2（絕壓）。當(dāng)壓縮混合氣的乙炔含量高于11.8%（體積）時(shí)，分析器就會(huì)發(fā)出警報(bào)。為了防止氣體中的乙炔濃度超過正常值，采取了下列預(yù)防措施：一，使富乙炔循環(huán)氣流不能進(jìn)入氣柜，而把富乙炔循環(huán)氣流送入去氣柜的擺錘管之后的反應(yīng)氣管路；二，反應(yīng)氣流量小時(shí)，操縱循環(huán)氣I（乙炔含量約為兩股循環(huán)氣流中乙炔含量的90%）的比例調(diào)節(jié)器可防止反應(yīng)氣混合物中乙炔濃度的升高。安全水封使循環(huán)氣II壓力不至過高。循環(huán)氣I的水封設(shè)在提濃工序中。用兩段螺桿壓縮機(jī)將接近1大氣壓的反應(yīng)氣混合物壓縮到最終許可壓力12kg/cm2（絕壓）。考慮到待壓縮的氣體量變化，因此設(shè)置了兩臺(tái)壓縮機(jī)并聯(lián)。壓縮機(jī)用

57、蒸汽透平驅(qū)動(dòng)。高壓段直接驅(qū)動(dòng)。低壓段則通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)。采納螺桿壓縮機(jī)的緣故是它們能處理污染氣體而不阻礙操作的安全。反應(yīng)氣含有許多可生成聚合物的微量物質(zhì)。為抑制聚合（高溫有利于聚合），采納了向吸氣管內(nèi)噴水的方法，將各段出口氣體溫度操縱在80度以下。發(fā)出高溫警報(bào)時(shí)，壓縮機(jī)會(huì)停車。向壓縮機(jī)供應(yīng)的密封水，一部分水通過充滿密封水的浮動(dòng)環(huán)漏入壓縮機(jī)內(nèi)，另一部分水循環(huán)使用。設(shè)在壓縮機(jī)各段后面的安全閥會(huì)在排氣壓力過高時(shí)打開，并將排出氣體送入吸氣管。還裝有緊急排氣設(shè)備，這些排氣設(shè)備用于開車，以及壓縮機(jī)停車。從壓縮機(jī)各段出來的反應(yīng)氣分不在中間冷卻器和最終冷卻器中用水直接噴淋，使之冷卻到45度左右，為了防止冷卻器

58、的淋灑系統(tǒng)被聚合物堵塞，直接冷卻器中的噴淋密度應(yīng)高一些。用泵將直接冷卻器用的噴淋水升壓到所需壓力。當(dāng)最終冷卻器出來的反應(yīng)氣升到所需壓力時(shí)，相應(yīng)的壓力開關(guān)就打開有關(guān)的閥，反應(yīng)氣送往提濃工序。冷卻器的噴淋水在液位操縱下靠泵或靠本身的壓力流到脫氣塔中（在液位高時(shí)壓縮機(jī)被停車）。由于與反應(yīng)氣接觸而溶于水中的乙炔用提濃后的尾氣吹除。這些冷卻水送入脫氣塔頂部，并由水噴嘴分布在噴淋系統(tǒng)上，于此與從塔底引入的尾氣逆流接觸而將乙炔帶走，得到的氣體混合物返回壓縮工序。脫氣塔底部積儲(chǔ)的水經(jīng)液位操縱后通過水封流到?jīng)鏊小. 炭黑水處理工序（a）炭黑水系統(tǒng)乙炔爐下部淬火水，裂化氣冷卻塔沖洗水及電除塵器沖洗水，三股炭

59、黑水自流匯合到炭黑水收集總管，在脫氣罐脫水后流到各炭黑洗槽，經(jīng)刮炭處理后，炭黑去焚燒裝置，較潔凈水一部分用泵直接返回作各列乙炔爐上、中環(huán)淬火水，大部分經(jīng)涼水塔冷卻后用泵送到各用戶，其中一路返回乙炔爐作下環(huán)淬火水。（b）燒嘴板冷卻水系統(tǒng)由各列燒嘴板來的冷卻水收集在常壓接收槽中，然后由泵并經(jīng)冷卻器冷卻后到收集槽，然后返回各列燒嘴板，當(dāng)收集槽液位低于低限，由液位操縱器使本單元（氧化）部分大聯(lián)鎖停車。（c）炭黑水冷卻應(yīng)于涼水塔中冷卻的炭黑水包括三股：a、來自炭黑分離池的炭黑水；b、用于反應(yīng)氣壓縮時(shí)直接冷卻的噴淋水；c、在提濃工序蒸汽噴射器操作中用于冷凝噴射蒸汽和氣流中所帶的蒸汽的冷卻水。后兩股水在涼水

60、塔中共同冷卻時(shí)，才與炭黑水接觸。這確實(shí)是上述三股水通稱為“炭黑水”（即含微量炭黑水）的緣故。來源不同的熱炭黑水（平均溫度約為63度）重力自流入涼水塔的熱水池中，并借助三臺(tái)液下泵中之兩臺(tái)，送到雙曲式?jīng)鏊呐渌邸崴氐乃唤柚何徊倏v器來保持。如此就保證：泵的浸入深度可不能低于所需的深度；因而可不能吸入空氣。從配水槽出來的水在填料層與塔底上升的空氣逆流接觸，并部分汽化而冷卻后，并收集在涼水塔主收集池內(nèi)。主收集池內(nèi)的水位和冷水池內(nèi)的水位是相同的，因?yàn)槔渌睾椭魇占厥窍嗤ǖ?，中間沒有隔墻。水位由水位報(bào)警器監(jiān)控。在水位高時(shí)，水就經(jīng)排出裝置排入下水道，若發(fā)生低水位報(bào)警，就可能出現(xiàn)如此的危險(xiǎn)，即用來