氯乙烯转化器的运行管理措施

袁捷才

（广西柳化氯碱有限公司，广西柳州545600）

氯乙烯转化器的运行管理措施

袁捷才

（广西柳化氯碱有限公司，广西柳州545600）

介绍了氯乙烯转化器制造、检修及生产运行管理措施，提出了提高转化器运行效果的建议。

氯乙烯；转化器；触媒；检修质量；生产负荷

广西柳化氯碱有限公司10万t/a PVC装置于2010年5月建成投产，目前已运行一年半。其间，在工艺、设备、操作方面出现了一些问题，经过分析研究并实施技改措施、完善工艺项目，目前生产运行稳定，各项经济技术指标基本达到设计要求。其中，氯乙烯合成工序是出现故障较多的工序，一度成为整个PVC装置运行的瓶颈，有许多经验教训值得总结，本文仅介绍氯乙烯转化器的运行管理措施。

1 严格控制转化器制造质量

转化器是特殊的列管式换热器，列管内装填触媒并进行气相放热反应，产生的热量由气相移出并传递给壳程的热水，再由壳程的热水带走，从而维持管程内适宜的反应温度。虽然转化器的工作压力、工作温度不高，但工作温差变化大，从常温到150℃左右，且管程气流、温度分布不均匀，造成列管与列管之间、列管与壳体之间的热膨胀量不一致，列管与管板之间会产生很大的温差应力。为了削弱温差应力的影响，列管选用挠性较好的10#或20#钢管，而管板则选用强度较高的16MnR低合金钢，列管与管板的连接采用胀接加强度焊工艺，最好是在管板孔内车挖2道沟槽，使列管与管板之间的胀接更加紧密、牢固，焊接也应严格执行焊接工艺要求，确保焊缝质量。制造完毕后，要按规程进行试压检漏，以保证转化器达到设计要求及国家质量标准。

转化器制造质量是提高使用效果的关键和前提，目前，国内PVC企业的转化器日趋大型化，单台重量达几十吨，制造费用几十万元，触媒也日趋昂贵，单台装填触媒费用也达到几十万元，安装1台新转化器的总费用近百万元。一旦转化器发生泄漏，不仅对生产造成较大影响，而且检修时间长、工作量大、费用高，泄漏后对触媒的活性以及转化器本身质量都会造成一定的损害，所以，大型转化器已成为制约PVC生产的关键设备，其制造质量应引起足够的重视。

2 严格触媒管理

用于合成氯乙烯的触媒，是由活性炭浸渍、吸附氯化汞后干燥制成的黑色柱状颗粒，其重要的质量指标有氯化汞含量、机械强度、水含量等，氯化汞含量决定其活性；机械强度决定其孔隙率、粉化率及床层阻力等。水分是一个重要指标，水分可以溶解HgCl2，削弱活性和机械强度，还会溶解HCl，形成盐酸腐蚀转化器，造成转化器泄漏，触媒含水指标为＜0.3%。由于活性炭具有吸潮性，特别是使用过的旧触媒吸潮性更强，无论是新触媒还是倒换下来的触媒必须严密包装并贮存在干燥的室内，转化器泄漏渗湿的触媒还应进行干燥处理，有条件的企业可将触媒在烘房烘干达标后再装填于转化器中使用，没有烘房的企业也应装填后在通热水干燥，同时通氮气吹干，直到吹出的氮气中含水量合格为止，再投入活化或使用，这样才能尽量避免湿触媒遇HCl析出大量盐酸腐蚀转化器列管或列管与管板的焊缝而造成转化器泄漏。

3 严格控制转化生产工艺指标

转化器运行过程中的主要控制指标有原料气乙炔和氯化氢的纯度、混合气的含水量和预热温度。混合气中C2H2与HCl配比、转化器的温度、转化率及循环热水的温度和电导率等。随着PVC生产技术的日益成熟和进步，这些工艺指标控制难度并不大，但是，对使用过程中一些细节方面还应重视和考核。温度计插入管装填的触媒必须与其他管的触媒一致，这样测温才具有代表性。按时巡检转化器底部导淋管视镜，发现突然有酸时，应立即停用该转化器并排水、泄压、置换、插盲板，拆下修理。尾气吸附装置产品气管道应设置1个缓冲罐及视镜，避免液相水带入转化器造成损害，其接入点应放在前转化器进口总管。对降低通量后转化率仍不达标的转化器应及时倒换触媒，在通量为20m3/h时，前台C2H2＞30%、后台C2H2＞3%，即认为超标。前后台转化器不宜同时装填新触媒，无论是低汞或高汞触媒，否则，前台转化器因活性太强而造成温度难以控制，对触媒和转化器均造成极大的损害，对一些新建企业尤其应注意。发现转化器泄漏后，应立即停用，并与系统隔绝，确认合成气进出口阀、热水进出口阀关严，最好打上盲板，否则，细微的渗漏均会加重转化器的损坏程度。倒换的触媒不能搞混，应分析含汞量并做好记录，以有利于测算触媒的使用效率及消耗情况。反应带处于转化器中部，使用周期为成熟期，通量大、转化率高、放热量多的转化器才宜使用自循环；通量小、放热量少、气化量不够则难以形成循环推动力，无法循环，会产生局部过温现象（新触媒）或者越来越冷现象（旧触媒），因此，前、后期触媒均应采用泵循环。

4 严格转化器开停车操作

由于突发故障、检修、生产计划等各种原因造成的临时停车或计划停车是PVC生产企业不可避免的，开、停车过程往往是故障或事故的高发期，对于转化器来说也不例外，因此，认真抓好开停车管理也是维护好转化器的关键环节。由于转化器正常运行时温度比较高，内部触媒吸附大量的C2H2、HCl、C2H3Cl气体，短期停车应采用泵循环维持转化器温度，并充氮保持正压；长期停车，则应采用泵循环维持转化器温度，并充氮置换触媒中的C2H2、HCl、C2H3Cl气体，直到置换气分析合格为止，然后关严其进出口阀门，停热水循环后让其缓慢降温。如果不进行置换，则触媒中的HCl慢慢释放，而且吸潮性很强，随着温度的降低，很可能在转化器管程形成一层酸膜，转化器长期处在这种酸性环境下，就会受到严重的腐蚀，容易造成泄漏，不少PVC生产企业都曾遇到过停车后仍发生转化器泄漏的情况。长期停车后的恢复开车，升温合格后，除用氮气置换系统外，还应用氮气吹干转化器，逐台进行，直到吹除气测水合格为止，再用HCl活化一段时间（1~2 h），才能投入使用，目的是尽量减少触媒活化时析出的酸对转化器的腐蚀。

5 落实转化器泄漏处理措施

转化器使用一段时间后会出现泄漏，为了尽量减轻损害程度，需要严格抓好泄漏后处理措施。突然发现视镜有酸时，即可判断为转化器泄漏，应立即停车，关闭热水循环阀、合成气进出口阀，打开壳程排气阀和排污阀将热水排掉，打开底部导淋阀将压力泄掉并用氮气置换至合格；尽快开盖，将触媒抽出，否则受潮的触媒粘结在列管内造成结块堵塞，清理非常困难；一般情况下，肉眼可判断泄漏列管及其周围受酸侵蚀的列管，这些列管内一般都有FeCl3粘结，应用压缩空气吹除，避免吸潮溶解形成FeCl3·6H2O，腐蚀列管；抽出的触媒极易吸潮变湿，应密闭包装存放室内，转化器也应盖严遮雨。

6 严格把住转换器检修质量

转化器检修质量对泄漏转化器恢复使用后的周期至关重要。首先，应用冷水进行查漏，压力可按壳程的设计压力，为了查出细微的渗漏，保压时间可长一些，观察应仔细，一定要把所有的漏管全部找出；其次，对于漏管，有的企业采用换管胀接的方式，多数企业采用堵头堵管方式，堵管应严格执行焊接规程，保证焊接质量；第三，补焊后试压试漏，可用压缩空气进行气密试验，压力可按壳程最高工作压力，先用肥皂水检漏，无漏点后进行保压，不掉压即为合格，否则，重新焊补。检修合格后的转化器可进行回装，回装前，应检查底盖内的活性炭是否潮湿，若潮湿应铲出烘干后再回装，回装的触媒必须是干燥的，回装完毕并试漏合格后，还要进行烘吹触媒，直到无水气吹出为止，才可投入使用。

7 严格调整转化器生产负荷

随着PVC生产技术和生产设备的日渐成熟及发展，设备的使用效率和使用周期得到很大改善，因而整个生产线负荷的提高往往取决于转化器的负荷，单台转化器的负荷又取决于其装填触媒的活性，因此，应在确保转化率和反应温度符合工艺要求的前提下，合理调整转化器的负荷，使其达到最佳工作状况，这样才能延长触媒使用周期，稳定生产负荷，同时降低触媒消耗。如果超负荷使用转化器，就会造成触媒失效速度加大，被迫更换触媒的转化器越来越多，形成恶性循环，最终生产负荷急剧下降，甚至不得不停产大修。因此，要稳产、高产，必须合理编排转化器的触媒活性，以中年期转化器为主，老、青年期转化器为辅，比较理想的分配结构是老、中、青转化器分别占25%、50%、25%，并且达到自然循环状态，以保持较高的负荷。

8 结语

随着转化器的大型化和触媒的日益昂贵，转化器的购置安装费用高，检修周期长，转化器已经成为严重制约PVC生产的关键设备，只有严格抓好新购转化器的制造质量，把好源头关，同时抓好触媒的管理，转化器的运行管理，转化器的检修质量及触媒活性的合理分配，才能减少转化器的泄漏率，延长触媒使用时间，实现转化器的最佳工作状况，达到稳产、高产的目的。

Discussion on theoperation andmanagementmeasuresof converter in vinylchloride production

YUAN Jie-cai
(Guangxi Liuhua chlor-alkalCo.,Ltd.,Liuzhou 545600,China)

The converter in vinyl chloride productionmanufacturing,maintenance and production operation managementmeasureswere introduced in this paper.And some suggestions of improving converter operation were proposed.

converter;catalyst;manufacturing quality;quality;production;production load

book=23,ebook=63

TQ325.3

B

1009－1785(2012)06-0023-02

2012-02-09

袁捷才，男，本科，高级工程师，1988年毕业于广西大学化工系有机化工专业，一直从事烧碱及PVC生产、技术管理工作，新产品开发工作等，发表论文20多篇，现为广西柳化氯碱有限公司生产部工程师。