三氯乙烯装置生产技术改进

三氯乙烯装置生产技术改进

王军

滨化集团股份有限公司，山东 滨州 256600

摘要：介绍了滨化集团股份有限公司8万t/a气相催化脱HCl法制三氯乙烯的工艺，针对三氯乙烯生产过程中出现的工艺问题所进行的技术改造进行了简要的介绍。为三氯乙烯装置安全稳定生产，解决环保问题提供保障。                                            

关键词：三氯乙烯；工艺；技术改造

1、前言                                          

三氯乙烯（TCE）是一种重要化工原料。分子量131.5，无色透明难燃易流动的液体，具有类似氯仿的气味，能与多种有机溶剂互溶，不溶于水。三氯乙烯的生产方法较多，主要有乙炔法、乙烯直接氯化法、乙烯氧氯化法。滨化集团三氯乙烯装置采用的工艺技术方案是与传统工艺相比具有明显优点的新型工艺路线—电石乙炔、气相催化脱氯化氢气体法[2]。用乙炔和氯气生产三氯乙烯和四氯乙烯，以电石和氯气生产三氯乙烯，副产四氯乙烯和优质氯化氢气体，该技术在当今工业化生产三氯乙烯的工艺路线中，具有工艺先进、成熟、经济合理，原料易得，转化率高、品质高、生产安全可靠，对环境影响小的特点，符合我国的国情，属于国家鼓励发展的新型项目。

2、三氯乙烯装置现状及改进措施

2.1  8万t/a 三氯乙烯装置工艺流程简介

滨化集团8万t/a 三氯乙烯装置主要有乙炔干燥、氯化和反应分离工序，生产出优级品三氯乙烯。来自VCM车间的乙炔气体经变压吸附装置干燥后与来自离子膜车间的氯气进入氯化塔，在四氯乙烷母液中反应生成粗四氯乙烷，粗四氯乙烷经精馏塔精制后进入汽化器进行汽化，之后在催化剂的作用下在脱氯化氢反应器中反应生成三氯乙烯及氯化氢气体，经解吸塔将氯化氢气体脱除，经低沸塔、三氯乙烯塔、中间馏分塔、四氯乙烯塔分别得到产品三氯乙烯和副产品四氯乙烯。

2.2三氯乙烯生产过程中进行的技术改造

2.2.1汽化器进料改造

(1)汽化器进料存在的问题。

汽化器进料口在下封头的侧面，汽化器在汽化物料过程中产生的残渣在下封头内积聚，堵塞下封头底部的残液口及残液管线，造成汽化器停车清洗时无法正常排净残液，只能使用人工自液位计下口将汽化器内残液放至大桶的办法排残液，不但费时费力，还要产生一定的施工费；同时残液在高温情况下排放至大桶时，挥发出大量的物料蒸汽和酸性气体，严重影响操作人员的身体健康，也严重破坏周围环境。

(2)汽化器进料所作改造

增加汽化器底部进料管线，底部进料管线与下封头残液口相连，并保留原侧面进料管线，两条管线均增加阀门控制。汽化器正常运行时，采用底部进料的方式 ，底部的持续进料可有效的防止汽化残渣堵塞残液口和残液管线，从而解决汽化器停车清洗时无法正常排料的问题。

（3）效益分析

节约施工费用：每次人工排残液需要3人，需要3天时间，人工费用按照200元/人/天计算，200×3×3=1800元/次，每年约人工排残液10次，则每年节省：1800×10=18000元。每年可以节约DN32高压黑胶管5根，高压黑胶管350元/根,每年节省：350×5＝1750元。节约时间：汽化器底部放净口不堵塞的情况下，排净残液只需要3小时，堵塞时人工排残液需要3天时间。保护环境和人员健康：使用汽化器底部放净口排料时为全密闭操作，不存在挥发物料蒸汽和酸气的情况。

2.2.2创新解吸塔回流水份高的处理方法

（1）解析回流水份高处理困难

发现解吸塔回流水份超标后，如何准确判断水份超标原因一直是个难题，为了避免事态进一步恶化，目前只能采取解吸系统全线停车的方法，将汽化器、反应器、解吸系统内的物料全部放净后，再对汽化器、再沸器、解吸塔顶冷凝器进行拆检查漏。在这个过程中，停车时间长（至少48小时），处理物料多，劳动强度大，回蒸物料消耗蒸汽多，检查设备的施工费用高。

（2）项目实施方案、方法或措施简要说明

当解吸塔回流水份超标时，利用解吸回流罐切水的方法，对回流罐内物料连续切水，将回流罐水份降下来，从而避免盐酸对解吸塔碳钢塔节的腐蚀。在回流罐切水过程中，保持每小时一次回流水份监测，根据水份变化趋势排查设备是否漏水。在切水过程中，保持解吸系统正常运行。

（3）经济效益或社会效益

目前解吸系统停车一次最低检修费用需要约4万元（至少要检查汽化器、解吸塔再沸器）。采用新处理方法后，根据水份趋势甄别出的未泄漏的设备无需拆检，至少能节省2万/次检修费用。另外该处理方法可以大幅减少需要处理的物料量，节约蒸汽用量及电能。还可以大幅缩短对设备泄漏的判断时间，从原来的至少48小时缩短到8小时以内。

2.2.3 优化汽化器、反应器清理操作综合改造

（1）吹扫清理存在的问题

反应分离装置现阶段汽化器、脱HCL反应器停车吹扫时，管线内冷凝的物料主要通过接临时管线使物料冷凝至物料大桶内。在实际操作过程中，由于现场物料大桶摆放，不利于装置现场管理的开展。另外由于汽化器、脱HCL反应器停车吹扫时，拆按临时管线时会造成少量物料泄漏到装置现场，对周围环境造成污染。盛装满物料的大桶需使用叉车运至中间罐区再连接临时管线将物料抽吸至深冷罐内，该操作过程无法实现密闭操作，挥发出的有机物也会对周围环境及操作人员造成伤害[3]。

另外，汽化器清洗前需进行氮气吹扫置换，目前氮气出口在汽化器上部，造成汽化器下封头内有少量物料积存无法排净。

（2）进行的改造

鉴于以上原因，进行了如下改造：安装一台固定的物料冷凝液收集罐，使汽化器、脱HCL反应器停车吹扫时的冷凝物料直接收集至收集罐内。安装一台气动泵，使用气动泵将物料收集罐内的物料输送至深冷罐或四烷塔釜液罐内。为提高自动化程度，方便冷凝液收集罐液位及压力的观察和记录，需在冷凝液收集罐上增加远传液位计和远传压力表，方便操作人员根据液位及时做出相应操作。

改造汽化器底部残液排净管线，使其与反应器放空管线相连，氮气吹扫置换时自汽化器上部进氮气，利用残液管线排放氮气，冷凝液一并进入收集罐收集。

（3）改造实现的效益

该项目实施后可有效降低劳动强度，节省劳动力；避免汽化器反应器吹扫时因拆按临时管线导致的环境污染；实现密闭操作。节约叉车使用费用和临时管线费用；按照日常生产统计，每年切换清洗汽化器约为36次，切换反应器约为24次/年；每次吹扫收集物料约为1物料大桶。该物料大桶使用叉车运至中间罐区。临时安装的黑橡胶管损耗约为12根/年。按照黑橡胶管耗材费用及拆安费用500元/根，叉车费用800元/年计算，该项目实施后合计节约费用约为：6800元/年。

3、结论：

滨化集团8万t/a 三氯乙烯装置在运行过程中，经过各项技术改进实现了节约成本、提高经济效益、提高装置安全运行水平、提高装置环保水平、降低装置操作难度等目的，从而在一定程度上提高了三氯乙烯销售的市场竞争力，其经济效益、社会效益显著。

参考文献：

[1]丁培杰，王秀娟. 三氯乙烯、四氯乙烯生产技术及市场分析[J].现代化工，2012(12)：28-31.

[2]代庆江.冷凝液在离子膜法烧碱装置的二次应用[J].氯碱工业，2012，48（5）：41-44.

[3]林炳杰，三氯乙烯职业免疫损害特点及其控制对策[J]，中国职业医学，2002（03）6-14.

[4]麻德贤，李成岳，张卫东.化工过程分析与合成.[M].北京：化学工业出版社.2002,13-16.