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摘要:本装置是履行国际公约《蒙特利尔议定书》保护氟氯碳化物不对地球臭氧层继续造成恶化及损害的大原则,消耗甲烷氯化物生产过程的CCl4(四氯化碳)而存在的。
关键词:甲烷氯化物;四氯乙烯;R125;蒙特利尔议定书
四氯乙烯装置的由来
四氯乙烯装置是自贡鸿鹤化工股份有限责任公司,全国首先引进美国文氏公司的生产技术包。经过四川省化工研究设计院设计施工建造。2007年8月装置开始试运行生产。经过近三年的工艺优化改造后于2010年5月装置达到设计能力,达到了行业先进水平。
现目前四氯化碳转化主要分为两种方式:1.四氯化碳转化为一氯甲烷法。此法的能耗高,经济性差。2.四氯化碳转化为四氯乙烯法。四氯乙烯的主要用于为干洗剂,高端电子清洗剂,新型制冷剂R-125的生产原料。
一:四氯乙烯装置的引进,国产化运行攻关解析
四氯乙烯生产装置从2006年开始引进,经过多年的摸索攻关,生产设备国产化等。现装置还存在以下几项需要优化改造:1.经过对整套装置诊断,激冷塔下段腐蚀严重主要是由于硫酸干燥塔没有运行好,其次是四氯化碳中间槽的水分偏高。硫酸循环量低3~5 m3,出酸温度高50~70℃循环回反应器的氯气含水量超标是激冷塔腐蚀的主要原因,作为稀释剂的四氯化碳槽所配备的干燥器是不足以除去原料所带的水分的,这两方面水分的含量主要就表现在激冷塔的下段严重腐蚀造成一年度泄漏六次。这是本装置的一大硬伤。2.硫酸干燥塔:针对硫酸干燥塔运行不正常。
本装置的硫酸干燥塔进气温度在30℃左右,循环氯气和放空气量在250N m3∕h左右。进硫酸干燥塔气体的饱和水量大概为250×3.17×10.8= 8559 g∕h,而根据经验分析数据11 m3循环量在出酸温度为35左右时循环氯气的含水量为3000PPm左右。从而本装置的循环氯气中的含水量远远超过3000PPm。解决措施主要有以下几点:
循环量低3~5m3
在试车阶段干燥塔下段超温填料可能损坏堵塞通道,引发硫酸下液不畅。干燥塔塔釜管线衬里层鼓包造成泵进料不畅。排除这两点以后保证硫酸循环量在12 m3左右。
(1)干燥塔上段循环
试车以来上段循环一直没有开起来,是由于上段循环积液段液位不足,会造成泵脱液极易损坏泵。两个解决方案;一:把硫酸干燥塔改为一段循环,从下段循环管线增加一根到上段循环的管线。由经验分析数据得出改为一段循环后能满足工艺要求。二:增加一台衬PTFE缓冲罐,解决泵脱液从而稳定运行上段循环。
(2)硫酸干燥塔出酸溫度高
在吸收水进尾气塔之前增加一台冷却器,冷媒为低温二氯甲烷或者5℃乙二醇水降低吸收水温度到3~5℃,从而把从尾气塔出来的饱和氯气中的含水量降低到现在装置含水量的20%左右(由附表一可以算出)。把硫酸干燥塔下段循环冷却器冷媒改为低温二氯甲烷或者5℃乙二醇水降低硫酸循环温度到10~15℃从而实现循环氯气的含水量低于100PPm。
二:四氯乙烯产品质量
四氯乙烯是极不稳定的一种化工原料,在有少量水分存在的情况下主要表现为容易水解生成三氯乙烯和氯化氢。根据实验得出而在此过程中如果有Fe3+存在和酸性干燥剂的情况下更容易发生水解反应。造成产品的色度和PH都不能达到用户的要求。
针对此种情况:
1)对原有工艺管线进行部分修改见附图一,在碱洗循环泵出口再增加一台管道混合器,从而保证经过碱洗的产品在碱洗分离器出口的PH。
2)在碱洗分离出口新增加一台稳定剂滴加器,保证在干燥过程中产品的稳定性。
3)在日常管理过程中严格控制碱洗过程的液碱浓度10%±2。
4)由于该装置在设计的时候成品管线用的是碳钢材质,在装置运行一段时间以后会有铁锈带进碱洗分离器,碱洗分离器底部会有大量的铁锈沉积。从而影响产品PH的稳定性。根据经验分析数据1个月左右要对碱洗分离器底部进行清洗。
三:四氯乙烯装置特性
1)开车过程中,要严格按照操作规程操作。特别是反应灵敏点温度反应器上部温度点未到570℃时,切勿急于增加负荷。在此阶段还没有大量裂解氯气,反应器中的氯气摩尔浓度低不足以满足反应的需要。以现装置投350N m3∕h,在线控制在5.5%需要消耗氯气约为>1050 N m3∕h,此时在500 N m3∕h左右,反应所需要的大量氯气来至循环氯气和四氯化碳裂解氯气,如果盲目增加负荷会在开车过程中产生大量的重组分。
2)开车过程中激冷塔的控制,本装置对激冷塔控制比较粗放。对激冷塔敏点温度六块板温度要严格控制在110~120之间,不然会造成重组分带到一到六块板的筛板上造成堵塞。对塔顶温度要严格控制在78±1℃,避免从塔顶带四氯乙烯进中间槽作为稀释剂,影响反应平衡而且四氯乙烯深度氯化会增加重组分的生成量。
3)本装置是可逆反应,低压高温有利于消耗四氯化碳生成四氯乙烯。对反应器的压力要尽量保持低压,影响反应器压力的主要有稀释剂(严格控制稀释剂蒸发压力在0.27MPa.G,本装置现在控制压力在0.37 MPa.G左右)、一氯甲烷蒸发压力、后系统压力。
4)脱轻塔控制,严格控制脱轻塔顶温,保证塔顶四氯乙烯含量≤1%。从而有效控制四氯化碳中间槽中四氯乙烯的含量。原因同第二条。
本装置是为履行国际公约蒙特利尔议定书保护氟氯碳化物不对地球臭氧层继续造成恶化及损害的大原则,消耗甲烷氯化物生产过程中的四氯化碳而存在的。
1)在本装置的反应过程中,分两步反应
四氯化碳在整个反应过程中既是生成物也是反应物,由此可见本套装置在反应过程中四氯化碳生成量越少,加入的四氯化碳越多越有利于消耗四氯化碳。控制好灵敏点温度(反应器上部温度570~575℃)能有效的消耗四氯化碳。
2)针对本装置为外加热反应器,反应的热损失较大。对反应器保温材料的选用一定要做到热损耗最小的原则。
本装置的运行,主要得优化好重要的工艺控制指标,建议对部分仪表进行更新见附表二。为更好的掌控好本装置对部分取样点要人工和智能在线同时进行见附表三。
参考文献:
[1]徐洪志 . 耗碱产品手册 中国氯碱工业协会1999. 4.
[2]陈康宁. 氯碱生产岗位知识问答.上海科学技术出版 1991.3
[3]吴正德. 氯碱工艺学. 化学工业出版社 1990.7
[4]方乐平 氯碱生产技术 化工部化公司 1991.8
关键词:甲烷氯化物;四氯乙烯;R125;蒙特利尔议定书
四氯乙烯装置的由来
四氯乙烯装置是自贡鸿鹤化工股份有限责任公司,全国首先引进美国文氏公司的生产技术包。经过四川省化工研究设计院设计施工建造。2007年8月装置开始试运行生产。经过近三年的工艺优化改造后于2010年5月装置达到设计能力,达到了行业先进水平。
现目前四氯化碳转化主要分为两种方式:1.四氯化碳转化为一氯甲烷法。此法的能耗高,经济性差。2.四氯化碳转化为四氯乙烯法。四氯乙烯的主要用于为干洗剂,高端电子清洗剂,新型制冷剂R-125的生产原料。
一:四氯乙烯装置的引进,国产化运行攻关解析
四氯乙烯生产装置从2006年开始引进,经过多年的摸索攻关,生产设备国产化等。现装置还存在以下几项需要优化改造:1.经过对整套装置诊断,激冷塔下段腐蚀严重主要是由于硫酸干燥塔没有运行好,其次是四氯化碳中间槽的水分偏高。硫酸循环量低3~5 m3,出酸温度高50~70℃循环回反应器的氯气含水量超标是激冷塔腐蚀的主要原因,作为稀释剂的四氯化碳槽所配备的干燥器是不足以除去原料所带的水分的,这两方面水分的含量主要就表现在激冷塔的下段严重腐蚀造成一年度泄漏六次。这是本装置的一大硬伤。2.硫酸干燥塔:针对硫酸干燥塔运行不正常。
本装置的硫酸干燥塔进气温度在30℃左右,循环氯气和放空气量在250N m3∕h左右。进硫酸干燥塔气体的饱和水量大概为250×3.17×10.8= 8559 g∕h,而根据经验分析数据11 m3循环量在出酸温度为35左右时循环氯气的含水量为3000PPm左右。从而本装置的循环氯气中的含水量远远超过3000PPm。解决措施主要有以下几点:
循环量低3~5m3
在试车阶段干燥塔下段超温填料可能损坏堵塞通道,引发硫酸下液不畅。干燥塔塔釜管线衬里层鼓包造成泵进料不畅。排除这两点以后保证硫酸循环量在12 m3左右。
(1)干燥塔上段循环
试车以来上段循环一直没有开起来,是由于上段循环积液段液位不足,会造成泵脱液极易损坏泵。两个解决方案;一:把硫酸干燥塔改为一段循环,从下段循环管线增加一根到上段循环的管线。由经验分析数据得出改为一段循环后能满足工艺要求。二:增加一台衬PTFE缓冲罐,解决泵脱液从而稳定运行上段循环。
(2)硫酸干燥塔出酸溫度高
在吸收水进尾气塔之前增加一台冷却器,冷媒为低温二氯甲烷或者5℃乙二醇水降低吸收水温度到3~5℃,从而把从尾气塔出来的饱和氯气中的含水量降低到现在装置含水量的20%左右(由附表一可以算出)。把硫酸干燥塔下段循环冷却器冷媒改为低温二氯甲烷或者5℃乙二醇水降低硫酸循环温度到10~15℃从而实现循环氯气的含水量低于100PPm。
二:四氯乙烯产品质量
四氯乙烯是极不稳定的一种化工原料,在有少量水分存在的情况下主要表现为容易水解生成三氯乙烯和氯化氢。根据实验得出而在此过程中如果有Fe3+存在和酸性干燥剂的情况下更容易发生水解反应。造成产品的色度和PH都不能达到用户的要求。
针对此种情况:
1)对原有工艺管线进行部分修改见附图一,在碱洗循环泵出口再增加一台管道混合器,从而保证经过碱洗的产品在碱洗分离器出口的PH。
2)在碱洗分离出口新增加一台稳定剂滴加器,保证在干燥过程中产品的稳定性。
3)在日常管理过程中严格控制碱洗过程的液碱浓度10%±2。
4)由于该装置在设计的时候成品管线用的是碳钢材质,在装置运行一段时间以后会有铁锈带进碱洗分离器,碱洗分离器底部会有大量的铁锈沉积。从而影响产品PH的稳定性。根据经验分析数据1个月左右要对碱洗分离器底部进行清洗。
三:四氯乙烯装置特性
1)开车过程中,要严格按照操作规程操作。特别是反应灵敏点温度反应器上部温度点未到570℃时,切勿急于增加负荷。在此阶段还没有大量裂解氯气,反应器中的氯气摩尔浓度低不足以满足反应的需要。以现装置投350N m3∕h,在线控制在5.5%需要消耗氯气约为>1050 N m3∕h,此时在500 N m3∕h左右,反应所需要的大量氯气来至循环氯气和四氯化碳裂解氯气,如果盲目增加负荷会在开车过程中产生大量的重组分。
2)开车过程中激冷塔的控制,本装置对激冷塔控制比较粗放。对激冷塔敏点温度六块板温度要严格控制在110~120之间,不然会造成重组分带到一到六块板的筛板上造成堵塞。对塔顶温度要严格控制在78±1℃,避免从塔顶带四氯乙烯进中间槽作为稀释剂,影响反应平衡而且四氯乙烯深度氯化会增加重组分的生成量。
3)本装置是可逆反应,低压高温有利于消耗四氯化碳生成四氯乙烯。对反应器的压力要尽量保持低压,影响反应器压力的主要有稀释剂(严格控制稀释剂蒸发压力在0.27MPa.G,本装置现在控制压力在0.37 MPa.G左右)、一氯甲烷蒸发压力、后系统压力。
4)脱轻塔控制,严格控制脱轻塔顶温,保证塔顶四氯乙烯含量≤1%。从而有效控制四氯化碳中间槽中四氯乙烯的含量。原因同第二条。
本装置是为履行国际公约蒙特利尔议定书保护氟氯碳化物不对地球臭氧层继续造成恶化及损害的大原则,消耗甲烷氯化物生产过程中的四氯化碳而存在的。
1)在本装置的反应过程中,分两步反应
四氯化碳在整个反应过程中既是生成物也是反应物,由此可见本套装置在反应过程中四氯化碳生成量越少,加入的四氯化碳越多越有利于消耗四氯化碳。控制好灵敏点温度(反应器上部温度570~575℃)能有效的消耗四氯化碳。
2)针对本装置为外加热反应器,反应的热损失较大。对反应器保温材料的选用一定要做到热损耗最小的原则。
本装置的运行,主要得优化好重要的工艺控制指标,建议对部分仪表进行更新见附表二。为更好的掌控好本装置对部分取样点要人工和智能在线同时进行见附表三。
参考文献:
[1]徐洪志 . 耗碱产品手册 中国氯碱工业协会1999. 4.
[2]陈康宁. 氯碱生产岗位知识问答.上海科学技术出版 1991.3
[3]吴正德. 氯碱工艺学. 化学工业出版社 1990.7
[4]方乐平 氯碱生产技术 化工部化公司 1991.8