电石法乙炔生产中电石单耗的影响因素分析

电石法乙炔生产中电石单耗的影响因素分析

杨得

新疆圣雄电石有限责任公司电石二车间

830024

摘要：经过几十年的发展和完善，乙炔法聚氯乙烯生产过程相对成熟，资本投入较少，符合中国油气资源的特点，煤和石灰石资源相对丰富，是我国长期、现在和未来PVc生产的主要过程。近年来国内PVC行业竞争日趋激烈，生产规模无序扩大，生产能力扩大，供需失衡，能源、电力和煤炭价格上涨，因此节能、清洁生产、低成本运营、利润优化成为所有企业的首要目标。乙炔法生产PVc期间，电石占总成本的63.2%，是影响生产成本的主要因素[1]。分析电石消耗的影响因素，降低电石消耗比例，对PVC生产企业具有重要意义。

关键词：电石法乙炔；电石单耗；影响因素分析

引言

乙炔法电石生产是国内外常用的生产技术。当前PVC行业的容量过剩、成本控制和生产效率提高是受影响企业面临的主要挑战。摘要:主要分析了电石法乙炔发生器的位置、损耗和温度，讨论了其对电石法乙炔生产钙耗的影响，提出了控制措施。

1电石单耗的影响因素

在电石乙炔水解过程中，影响单体消耗的主要因素是电石粒度、发生器反应温度和乙炔气损失。其中，电石粒度主要影响电石与液压缸的接触面积，影响整体水解反应程度。发生器的反应温度主要影响水解速度，影响乙炔的反应过程和气体损失。乙炔气损失主要包括电石渣排放损失、冷却塔冷却水中乙炔的溶解损失和冷却塔残留次氯酸钠的水损失。

1．1电石粒度的影响

电石粒度主要影响电石水解反应中电石与水的接触面积。小电解槽面积大，反应中水相接触面积大。因为电石水解反应是固液反应，所以电石粒度小，有利于水解反应的发生，降低电石消耗。但是，粒度不能太小，否则水解反应速度太快，不利于及时去除反应热，导致乙炔因局部过热而发生热分解，进而引起温度升高，引发爆炸；粒径不宜过大，否则水解反应太慢，渣发生器倾向于携带不溶性电石，增加了电石的消耗率[2]。对于带有3-5块前面板的连续混合式发电机，为了保证碳化物在发电机中的长时间停留，并在不排放碳化物的情况下完成水解，实际生产时应严格控制碳化物的粒径，通常为15-50毫米。

1．2发生器反应温度的影响

对旋毛虫在2 ~ 80c温度范围内水解反应速率的研究表明，当反应温度低于50 C时，水解速率随温度的升高而升高。低于-35≤c时，电石在盐溶液中反应缓慢。温度越高，电解质反应越快，液体中非活性电解质的数量越少，电解质的用量越小[3]。在湿法工艺中，多余的水通常用于去除反应热，消除产生的Ca(OH)2，即反应温度和固体液体含量由总水与电石的比率决定。当液体固体含量为0 ~ 20%时，电石的水解程度不显着。随着固体含量的增加，钙和水的表面接触被阻断，水解速率降低到60%左右，速率降低了几倍。发生器反应温度对电石溶液中乙炔含量也有很大影响。同尺寸碳化物的反应温度越高，液体中非活性碳化物的粒径越小，溶解在液相[4]中的饱和乙炔也相应减少。但是，在温度过高的情况下，电石渣的排放数量会很高，造成炉渣排放困难。此外，乙炔原料气含有大量水蒸气，增加了冷却负荷。因此，从提高反应温度、减少钙消耗、安全生产的角度来看，最好将生产过程中的反应温度控制在80 ~ 90℃。

1．3乙炔气流失的影响

乙炔气泄漏主要包括乙炔溶解损失、电石渣排放、压力和发生器液位等因素。一定量的乙炔溶解在乙炔净化塔的次氯酸钠水中和喷雾冷却塔的冷却水中。这些水的合理循环对电石消耗有很大影响[ 5 ]，过量的余量必然减少电石在发生器中的停留时间和反应时间，增加电石被发生器完全挤出的可能性，不利于降低电石消耗。乙炔压力大于0.15 MPa，温度大于550 □时，乙炔分子发生集中爆炸，进一步增加了乙炔溶解损失和渣中设备损失。由于发生器内液体含量高，气相缓冲量太小，很容易从溶液和泡沫中除去乙炔。当液位过低甚至低于电石进气管时，发生器相部分的大量乙炔气体容易被上进料和浆液吸入，从而影响进料器[3]的安全运行。在工业生产中，可以使用自动报警系统来提高对压力和发电机液位的控制，以保证压力小于0.15兆帕，至少保证输煤管道插入200 - 300毫米左右，以减少乙炔的安全和泄漏事故。

2电石法乙炔生产中电石单耗降低措施

2.1强化电石管理

根据PVC生产现状，合理应用优质电石可以有效降低单个产品的消耗。大多数高质量电解槽需要280升/千克的气体，或者焦炭和灰分这样的颗粒数量可以控制添加的原料和炉渣的数量。原料少，卸渣过程中乙炔气泄漏会逐渐减少，碳化物消耗能得到有效控制。在生产能力大于285升/千克的电石实际生产过程中，对电石中的各种杂质进行综合检测，可以建立更加全面的监督管理机制，严格控制电石质量，合理控制生产阶段电石质量问题，彻底减少，生产过程中电石将通过挤压输送，产生更多粉尘。从相关实验研究可以看出，粉尘产量很高，用除尘器回收这部分粉尘可以获得较大的经济效益。用皮带运输电石时，应在皮带链条中安装前面板，防止电石在运输过程中掉落。

2.2加强工艺操作

目前，在生产过程中，技术人员必须检查发电机的温度，以保持在80 - 90℃。为了促进良好的生产连续性，大多数企业在生产过程中为两台并联发电机创造了新的应用机会，使控制温度保持恒定。根据规定，为了将发电机的温度保持在规定的温度范围内，一些制造公司进行了技术革新和改造，准备了两台发电机。为了保持发电机的连续运行，工作温度一直保持在85 C以上。其次，合理改造冷却塔出口管，适当整合冷却塔金属回路，控制冷却塔出口乙炔空气温度，充分降低发电机废水温度，合理控制发电机温度，大幅降低碳化物消耗。

在当前的工业生产中，随着应用技术的增多，必须充分利用自动化报警系统的应用价值，自动报警系统监控发电机液位和压力，促进发电机温度和达到压力标准，控制安全事故和乙炔泄漏。例如，在生产过程中，可以使用真空压缩机代替小型水环压缩机。在机械应用中，增加功率，降低功耗，可以避免设备故障造成的损失。

2.3控制乙炔回收

在正常生产过程中，添加电石过程中损失的乙炔的添加、回收、问题、排放、清洗、净化等，可以有效控制碳化物消耗的减少。添加电石时，少量乙炔气体通过发生器进入横截面。为了安全生产，必须用氮气替换上部储存罐中的乙炔，这会导致乙炔失去通风。为了遏制这种损失，一些制造企业一直在向油库注入氮气管道。该措施可以有效防止乙炔气体在加入过程中的传输，减少电石加入造成的乙炔放电损失。从发生器溢流管排出的细矿渣将具有适量的乙炔，这部分乙炔可在生产过程中由电石乙炔回收装置回收。合理采用乙炔回收装置，可将电石渣浆输送至汽提塔。乙炔在水中稍有溶解，但溶解度损失值预计会增加。在生产过程中，冷却塔和净化塔排出的废水溶解在适量的乙炔中，从而回收密封容器，防止乙炔溶解在废液中，减少碳化物消耗。

结语

乙炔电石生产中，电石消耗作为最大生产成本，对PVC生产企业的成本影响很大。降低电石消耗是PVC生产企业降低生产成本、提高市场竞争优势、实现利润最大化的重要途径。影响公司实际生产中电石消耗的主要因素是电石颗粒尺寸、发生器反应温度和乙炔气泄漏。因此，可以采取强化钙煤管理、强化工艺操作、重视乙炔再生等措施来控制一氧化碳的消耗，从而减少煤耗。

参考文献

［1］李媛．降低PVC生产装置的电石消耗［J］．中国氯碱，2007(7):28－30．

［2］王霞，李卫东，陈智华．电石渣浆中乙炔的回收方法及回收效果［J〗．聚氯乙烯，2011，39(7):40－42．

［3］郑石子，颜才南，胡志宏，等．聚氯乙烯生产与操作［M］．北京:化学工业出版社，2007．

［4］薛之化．降低PVC生产中电石消耗的有效方法［J］．聚氯乙烯，2000(4):9－17．

［5］王满庆，孙剑飞．最大限度降低生产成本是电石法生产PVC企业的唯一出路［J］．聚氯乙烯，2002(4):17－20．

［6］胡冰．降低PVC生产电石消耗的措施［J］．聚氯乙烯，2013，41(10):9－10．