王思洪 吴华
山东省菏泽市东明县东明石化集团万海氯碱有限公司 山东 菏泽 274500
摘要：在氯碱生产企业中利用氯氢处理系统进行生产，得到高质量的烧碱等化工材料，稳压工艺在系统中发挥着重要作用，影响氯氢产品的质量和生产效率。基于此，本文简单分析了氯氢处理系统生产过程，然后经过对稳压工艺问题的分析，提出了稳压工艺的改造。以期能够通过改造稳压工艺技术，支持氯氢处理系统稳定运行，从而降低系统能耗，提高系统生产效率。
关键词：氯氢处理系统；稳压工艺；工艺改造
引言：在氯碱企业中生产聚氯乙烯树脂以及烧碱等化工材料，受到行业环境影响，企业开始生产耗氢、耗氯产品，生产量逐年提高。但氯氢处理系统面临着氢气、氯气压力的影响，造成生产质量受到影响，存在一定安全风险。因此针对氯氢处理系统的稳压工艺展开研究，通过改造稳压工艺，提高生产稳定性，为生产提供一个稳定的环境和技术条件。
一、氯氢处理系统的过程
电解槽产生的湿氯气以及湿氢气经过洗涤、冷却以及干燥处理后，得到干燥的氢气以及氯气。先进行水洗，去除气体中含有的碱和盐，进行冷却。氯气冷却温度一般为12~17℃，温度过低会形成结晶造成管路堵塞。氯气在降温后经过浓硫酸除水。氢气冷却冷却压缩后分配至氢气柜。对氢气的处理：电解后湿氢气经过喷淋塔底和塔顶喷淋循环逆流接触，喷淋塔出来的氢气，使用鼓风机压缩进行冷却，经过除雾器去除水滴后进入缓冲罐，分送给用户。氯气处理湿氯气进入洗涤塔，经过冷却后洗涤，将氯气中杂质去除[1]。冷却器经过循环水冷却后，降低至12~17℃。冷凝滤水利用位差进入底部，经过脱氯处理。喷淋硫酸去除氯气水分，氯气经过干燥后从顶部出来，运送至用氯单位。系统主要使用洗涤塔、冷却器、水雾捕集器、填料塔以及鼓风机等设备，进行氯氢处理。其中系统的稳压工艺影响着处理流程，通过对系统稳压工艺的改造，能够支持氯氢系统正常运行。
二、氢气系统的稳压工艺改造
（一）稳压工艺问题
氢气通过洗涤冷却可以进入氢气分配台，通过调节压力合成氯化氢，打开自控阀防空富裕氢气。氢气经压缩后经过分配台被分配至指定位置，经过控制回路的调节进入合成炉，经过去氢气的升压机处理后，经过阻火器进入氢气总管。目前稳压工艺存在调节阀在动作时对分配压力造成较大影响，无法稳定压力，反而会影响氢气系统，并不能保证系统的稳定性。分配台需要保留15%维持压力稳定，假设氢气富余量为3000m3/h，那么还有1500m3/h氢气放空维持压力稳定，造成资源利用率低。
（二）稳压工艺改造
通过改造稳压工艺升级氢气处理系统，完善氢气压力稳定措施，从而实现全输送、零排放的目标，稳定输送氢气。对稳压工艺进行改造，仍然经过分配台分配，在控制回路调节后输送至合成炉，使用氢气升压机升压，在控制回路调节下运送至氢气阻火器，再经过控制回路调节输送至泵前氢气总管。其中改变氢气系统的稳压重心，将重心放在分配台压力的稳定上。
去除氯化氢合成系统回路，从稳定进炉压力转变为稳定分配台的压力，实现进炉氢气作用，避免调节阀的动作，减小氢气系统受到的影响。利用控制回路稳定分配台压力，在升压机前管道上增加自控阀，和分配压力形成调节回路，确定分配台稳定基础上，输送多余的氢气。
对稳压工艺的改造重点在于稳定分配台的工艺，保障氯化氢、电解合成，保证分配台输送压力更加稳定。因此需要由技术人员对联锁以及控制回路进行控制。当分配台压力超过90kPa时，要将控制回路打开泄压。通过调节控制回路保证进入洗涤塔前的压力可以稳定在2.5kPa附近。调节控制回路对分配台压力控制，稳定在85kPa，开启超压也应关闭低压。当缓冲罐管道压力小于80kPa，需要将控制回路打开[2]。当缓冲罐压力大于83kPa时也要打开对应控制回路。当分配台压力小于70kPa时，要关闭氢气输送，将调节阀关闭。在整流完全停止时，停止输送氢气，将调节阀关闭。
三、氯气系统的稳压工艺改造
（一）稳压工艺问题
氯气经过冷却干燥洗涤处理后进入氯压机，由分配台将氯气输送至合成氯化氢等工序中。使用高压法进行运作，提高氯气压力至0.7MPa，进入液化气，控制温度，让氯气液化，未经液化的氯气进入合成工序。氯气经过分配台处理后可以分成四路输送。分别为合成氯化氢、经过自控阀制作液氯、经过手阀制作次氯酸钠、输送至压缩机总管。在氯气稳压工艺中存在以下问题，由于自控阀的调节作用有限，动作无法保证压力稳定，反而会增加氯气系统波动，分配台自控阀由于缺乏联锁设置和控制回路，还需要由人工操作，若遇到紧急停车，可能造成高压氯气的倒流，从而产生安全危险。对次氯酸钠的大量生产，会影响分配台压力，造成次氯酸钠产量降低。
（二）稳压工艺改造
将分配台运送改为3路，分别为制作液氯、合成氯化氢以及运送至压缩机前总管。对比改造工艺发现，稳压工艺重心被转移至分配台压力。将合成氯化氢控制回路删除，从稳定进炉压力转变为稳定分配台的压力，对氯气进炉压力进行控制。避免调节阀动作时，干扰氯气系统压力，规避调节阀的频繁动作。提高合成氯化氢差压，将调解回路释放，在氯气压力升高时，将自控阀打开泄压，保证氯化氢达到标准。在分配台压力稳定的基础上，增加控制回路液化氯气。将次氯酸钠管道转至调节阀后，避免产生次氯酸钠时影响分配台的压力，减少操作人员的工作量。对稳定工艺的改造在于将分配台压力稳定作为核心，从而保证液氯制作、合成氯化氢以及电解的压力。在氯气压力超过170kPa时，将控制回路打开泄压。在氯气进入洗涤塔前利用控制回路保证压力保持-0.8kPa。在分配台压力超过150kPa时，用控制回路稳定压力稳定。在氯气缓冲罐压力大于83kPa时，用控制回路打开缓冲罐。当透平机出现停车时，需要将去液氯自控阀关闭，从而保证压力稳定。通过对稳压工艺的改造，能够保证生产安全，提高工艺自动化水平。
结论：综上所述，经过氯碱企业的生产实践和技术创新，对氯氢处理系统进行升级改造，提高其稳压工艺，通过对生产压力稳定的控制，提高生产的安全性。在稳压工艺中重视对分配台压力的控制，灵活利用控制回路减少操作人员工作量，提高自动化水平。一方面能减少处理系统能耗，另一方面支持处理系统稳定生产，保证压力条件适宜生产，预防生产安全事故的发生，积极推动经济效益的提高。
参考文献：
[1]贺仰琪. 氯碱生产过程泄漏事故风险防控技术研究[D].华北科技学院,2020.
[2]魏兴,赵峰.氯化氢合成过程游离氯的控制措施[J].中国氯碱,2020(03):12-14.