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摘要：本文针对现有副产余热、废酸等废弃物等问题，介绍废酸脱析、余热利用新技术、新工艺。利用燃烧反应热所副产的蒸汽，达到节能降耗的效果，又便于脱吸系统残余恒沸酸的循环利用，以便达到酸液零排放的要求，在经济性和环保上取得极佳的平衡。新工艺、新技术实现回收再利用，有效的实现了节能减排的目标；同时变废为宝，实现了节支降耗的目的。
关键词：新工艺；余热；减排；节能
1、现有工艺状况及存在问题
泰山盐化工公司现有生产规模12万吨烧碱、10万吨PVC、2万吨液氯、2万吨高纯盐酸。主要生产工艺为离子膜法生产烧碱，产生的氯气氢气大部分送至氯化氢合成工序合成氯化氢用于下游的聚氯乙烯及盐酸生产。
经过氯化氢合成和氯乙烯转化工艺，其中水洗产生的副产盐酸浓度约为21%左右，此浓度稀酸只能作为废酸出售，价格低且不好销售。
反应放出的大量热量通过循环水带走，不仅浪费大量的热能，且造成循环水系统长期高负荷运行。每生成62.5g氯乙烯约放出124.8k929.8kcal热量（折1kg氯乙烯约放出479kcal热量）。按10万吨/年PVC计，放出的热量约为6.1*106kcal/h，折860kg标煤m。
现泰山盐化工公司转化产生的大量热量只有一部分用于预热器、高、低沸塔再沸器，另外冬天采暖也用一部分，其它热量通过放空和散热都浪费了。此外为了维持热水槽热水温度和水蒸发散失的水，需要额外补充纯水，既浪费了热量又浪费了水。
2、废热利用工艺及研究
根据氯乙烯反应温度，废热生产约97℃的热水；热水作为溴化锂制冷机的热源制得7℃冷水，制出的7℃冷水去烧碱以代替现有螺杆压缩机组，可节省大量电量。
废热锅炉自然循环的示意图其循环的基本原理为：循环回路装有水，气包液面至集箱中心的高度為H。废热锅炉投入生产前系统内的水为冷态，是静止不动的。在集箱中心平面的连接管上假定有一个很薄的截面A-A，此时来自上升管和下降管两侧的压力相等（同一个液柱H），故A-A平面左右两侧的压力相等，△p左=△p右。废热锅炉投入生产后，炉体内部上升管内水被加热沸腾气化产生蒸气，成为气水混合物。由于蒸气密度比水小，所以混合物的密度比水轻，受热段H1管内液柱重量减少，平面A-A的右面液柱静压力开始比左面小，左右两侧产生压力差，左面压力较高，下降管内的水开始向右面压力较低的上升管推动。由于炉中上升管H1段不断地系热，不断地气化成为气水混合物，其密度一直处在较小的状态，所以下降管的水就不断地被输送到气包，在气包中经过气水分离后的炉水又进入了下降管，不断地在回路中流动起来，从而产生了自然循环。
3、废酸脱析工艺及改造
随着盐酸脱析法的逐步推广，副产酸脱析生产氯化氢的工艺在许多厂家已应用于生产。它是通过稀酸在绝热吸收塔吸收有机氯化物生产中的副产氯化氢，提浓后，进入解吸塔脱析出高浓氯化氢气体，作为中间产品送往氯乙烯等部门。
采用副产酸解析法能够综合利用氯化反应中产生的低浓度副产酸中的氯化氢气体。而且生产的氯化氢气体具有纯度高、纯度波动小的优点。这将有利于氯乙烯合成实现按分子比量控制，使氯乙烯合成过程中的氯化氢过量值降至2%-5%，从而减少原料氯化氢的消耗。由于純度高，杂质气体很少，也减少了氯乙烯精馏时尾气的放空损失，提高了精馏收率。其输送动力完全来自于蒸汽压力，也节省了合成炉法生产氯化氢所需要的氯气泵和氢气泵等设备。
副产氯化氢经填料式绝热吸收塔与稀酸泵送来的20%稀盐酸逆流接触，通过绝热吸收，将副产氯化氢制成盐酸。由塔底可获得31%以上的浓酸，经石墨换热器预热稀酸后进入浓酸槽，由浓酸泵送往填料式或板式解吸塔。解吸塔底排出的物料经与之相连的再沸器，借管外通入的蒸汽加热，使氯化氢和少量水蒸气蒸发，与塔顶向下流动的浓盐酸进行热量和质量交换，将酸中的氯化氢气脱吸出去。该氯化氢气体由塔顶进人石墨一级冷却器，被管外冷却水冷却至室温，再进入石墨二级冷却器，用冷冻盐水冷却到-12-18℃，并经酸雾捕集器除去夹带的酸雾后，体积分数为9%以上的干燥氯化氢送至氯乙烯。解析塔底部出来的稀酸是体积分数为20%-2%的氯化氢与水的恒沸物，经稀酸冷却器或与浓酸热交换后，冷却至40℃以下，进入稀酸槽，由稀酸泵送入吸收塔再吸收制取浓酸。
解吸塔塔顶的气相出口温度直接反映了解吸塔的操作状况，同时影响到气相水分含量和氯化氢冷却器的冷凝酸量。当进入解吸塔的酸浓度一定时，该温度过高，势必造成解吸段上移；一旦该温度超过进塔酸的沸点时，将使部分解吸段移出解吸塔，实际降低了进塔酸的浓度，使再沸器的热量和冷却器耗冷量增大。但该温度过低时，势必造成解吸段下移，填料层不能充分利用，造成解吸效率低，塔底排出稀酸浓度偏高，降低了氯化氢的生产能力。一般，当进塔酸质量分数为35.0%-36.0%时，解吸塔塔顶气相温度应控制在60-70℃为宜。
来自吸收器的溴化锂稀溶液在溶液泵的输送下，经过溶液交热交换器提高温度后进人发生器；发生器中的稀溶液被热源蒸气加热，蒸发出冷剂蒸气而浓缩，变为稀溶液；浓溶液回流，经过溶液交热交换器降温后喷淋在吸收器的管簇上，吸收蒸发器来的冷剂蒸气后又形成稀溶液。
来自发生器的温度较高的冷剂蒸气在冷凝器中被冷凝后形成液态冷剂水进入蒸发器；蒸发器中的冷剂水被冷剂泵均匀地喷淋在蒸发器的管簇上，吸收管内水的热量后又蒸发，又形成低温的冷剂蒸气被吸收器中喷淋的浓溶液吸收。
因此，如果脱吸系统与副产蒸汽HCl二合一炉配套使用的情况下，既可以充分利用燃烧反应热所副产的蒸汽，达到节能降耗的效果，又便于脱吸系统残余恒沸酸的循环利用，以便达到酸液零排放的要求，在经济性和环保上取得极佳的平衡。
4、改造效果
按10万吨/年聚氯乙烯计，改造之前需要的热水泵总功率为：360KW，实施自然循环的废热锅炉工艺后，仅需要热水泵功率为：90KW，每年节约电费（0.5元/KW.H）108万元。另外，每年至少可节约设备检修费用20万元。
余热应用、盐酸脱析项目的实施符合能源的梯级利用原则，通过各种热力过程的有机结合，使系统内的中、低温热能得以合理利用，能源利用率显著提高。该套技术的实施应用投资收益率高、节能效益好，且有效实现污染物减排，改善居民职工的劳动和生活环境，值得氯碱行业借鉴推广。
关键词：新工艺；余热；减排；节能
1、现有工艺状况及存在问题
泰山盐化工公司现有生产规模12万吨烧碱、10万吨PVC、2万吨液氯、2万吨高纯盐酸。主要生产工艺为离子膜法生产烧碱，产生的氯气氢气大部分送至氯化氢合成工序合成氯化氢用于下游的聚氯乙烯及盐酸生产。
经过氯化氢合成和氯乙烯转化工艺，其中水洗产生的副产盐酸浓度约为21%左右，此浓度稀酸只能作为废酸出售，价格低且不好销售。
反应放出的大量热量通过循环水带走，不仅浪费大量的热能，且造成循环水系统长期高负荷运行。每生成62.5g氯乙烯约放出124.8k929.8kcal热量（折1kg氯乙烯约放出479kcal热量）。按10万吨/年PVC计，放出的热量约为6.1*106kcal/h，折860kg标煤m。
现泰山盐化工公司转化产生的大量热量只有一部分用于预热器、高、低沸塔再沸器，另外冬天采暖也用一部分，其它热量通过放空和散热都浪费了。此外为了维持热水槽热水温度和水蒸发散失的水，需要额外补充纯水，既浪费了热量又浪费了水。
2、废热利用工艺及研究
根据氯乙烯反应温度，废热生产约97℃的热水；热水作为溴化锂制冷机的热源制得7℃冷水，制出的7℃冷水去烧碱以代替现有螺杆压缩机组，可节省大量电量。
废热锅炉自然循环的示意图其循环的基本原理为：循环回路装有水，气包液面至集箱中心的高度為H。废热锅炉投入生产前系统内的水为冷态，是静止不动的。在集箱中心平面的连接管上假定有一个很薄的截面A-A，此时来自上升管和下降管两侧的压力相等（同一个液柱H），故A-A平面左右两侧的压力相等，△p左=△p右。废热锅炉投入生产后，炉体内部上升管内水被加热沸腾气化产生蒸气，成为气水混合物。由于蒸气密度比水小，所以混合物的密度比水轻，受热段H1管内液柱重量减少，平面A-A的右面液柱静压力开始比左面小，左右两侧产生压力差，左面压力较高，下降管内的水开始向右面压力较低的上升管推动。由于炉中上升管H1段不断地系热，不断地气化成为气水混合物，其密度一直处在较小的状态，所以下降管的水就不断地被输送到气包，在气包中经过气水分离后的炉水又进入了下降管，不断地在回路中流动起来，从而产生了自然循环。
3、废酸脱析工艺及改造
随着盐酸脱析法的逐步推广，副产酸脱析生产氯化氢的工艺在许多厂家已应用于生产。它是通过稀酸在绝热吸收塔吸收有机氯化物生产中的副产氯化氢，提浓后，进入解吸塔脱析出高浓氯化氢气体，作为中间产品送往氯乙烯等部门。
采用副产酸解析法能够综合利用氯化反应中产生的低浓度副产酸中的氯化氢气体。而且生产的氯化氢气体具有纯度高、纯度波动小的优点。这将有利于氯乙烯合成实现按分子比量控制，使氯乙烯合成过程中的氯化氢过量值降至2%-5%，从而减少原料氯化氢的消耗。由于純度高，杂质气体很少，也减少了氯乙烯精馏时尾气的放空损失，提高了精馏收率。其输送动力完全来自于蒸汽压力，也节省了合成炉法生产氯化氢所需要的氯气泵和氢气泵等设备。
副产氯化氢经填料式绝热吸收塔与稀酸泵送来的20%稀盐酸逆流接触，通过绝热吸收，将副产氯化氢制成盐酸。由塔底可获得31%以上的浓酸，经石墨换热器预热稀酸后进入浓酸槽，由浓酸泵送往填料式或板式解吸塔。解吸塔底排出的物料经与之相连的再沸器，借管外通入的蒸汽加热，使氯化氢和少量水蒸气蒸发，与塔顶向下流动的浓盐酸进行热量和质量交换，将酸中的氯化氢气脱吸出去。该氯化氢气体由塔顶进人石墨一级冷却器，被管外冷却水冷却至室温，再进入石墨二级冷却器，用冷冻盐水冷却到-12-18℃，并经酸雾捕集器除去夹带的酸雾后，体积分数为9%以上的干燥氯化氢送至氯乙烯。解析塔底部出来的稀酸是体积分数为20%-2%的氯化氢与水的恒沸物，经稀酸冷却器或与浓酸热交换后，冷却至40℃以下，进入稀酸槽，由稀酸泵送入吸收塔再吸收制取浓酸。
解吸塔塔顶的气相出口温度直接反映了解吸塔的操作状况，同时影响到气相水分含量和氯化氢冷却器的冷凝酸量。当进入解吸塔的酸浓度一定时，该温度过高，势必造成解吸段上移；一旦该温度超过进塔酸的沸点时，将使部分解吸段移出解吸塔，实际降低了进塔酸的浓度，使再沸器的热量和冷却器耗冷量增大。但该温度过低时，势必造成解吸段下移，填料层不能充分利用，造成解吸效率低，塔底排出稀酸浓度偏高，降低了氯化氢的生产能力。一般，当进塔酸质量分数为35.0%-36.0%时，解吸塔塔顶气相温度应控制在60-70℃为宜。
来自吸收器的溴化锂稀溶液在溶液泵的输送下，经过溶液交热交换器提高温度后进人发生器；发生器中的稀溶液被热源蒸气加热，蒸发出冷剂蒸气而浓缩，变为稀溶液；浓溶液回流，经过溶液交热交换器降温后喷淋在吸收器的管簇上，吸收蒸发器来的冷剂蒸气后又形成稀溶液。
来自发生器的温度较高的冷剂蒸气在冷凝器中被冷凝后形成液态冷剂水进入蒸发器；蒸发器中的冷剂水被冷剂泵均匀地喷淋在蒸发器的管簇上，吸收管内水的热量后又蒸发，又形成低温的冷剂蒸气被吸收器中喷淋的浓溶液吸收。
因此，如果脱吸系统与副产蒸汽HCl二合一炉配套使用的情况下，既可以充分利用燃烧反应热所副产的蒸汽，达到节能降耗的效果，又便于脱吸系统残余恒沸酸的循环利用，以便达到酸液零排放的要求，在经济性和环保上取得极佳的平衡。
4、改造效果
按10万吨/年聚氯乙烯计，改造之前需要的热水泵总功率为：360KW，实施自然循环的废热锅炉工艺后，仅需要热水泵功率为：90KW，每年节约电费（0.5元/KW.H）108万元。另外，每年至少可节约设备检修费用20万元。
余热应用、盐酸脱析项目的实施符合能源的梯级利用原则，通过各种热力过程的有机结合，使系统内的中、低温热能得以合理利用，能源利用率显著提高。该套技术的实施应用投资收益率高、节能效益好，且有效实现污染物减排，改善居民职工的劳动和生活环境，值得氯碱行业借鉴推广。