从电石渣浆中回收乙炔的工艺应用研究

左宝林，韩雅兰，杨国强，邓建民

（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 石嘴山 753202）

从电石渣浆中回收乙炔的工艺应用研究

左宝林，韩雅兰，杨国强，邓建民

（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 石嘴山 753202）

电石渣浆回收乙炔气装置投用以来，虽然相对较平稳，但是也出现了一些问题，根据出现的问题，采取切实可行的措施进行解决，确保了该技术在公司的安全平稳运行。

电石渣浆；乙炔回收；工艺流程原理；问题处理及解决措施

宁夏英力特化工股份有限公司采用湿式电石法生产聚氯乙烯，共有2套氯乙烯生产线，设计能力分别为10万t/a和14.5万t/aPVC树脂项目。其中10万t/a装置乙炔系统采用4台直径3.2m式发生器，14.5万t/a装置乙炔系统采用5台直径3.2 m式发生器。为了回收电石渣浆中夹带的乙炔气，公司在2012至2013年与某企业签订合作项目，在公司建设A套和B套电石渣浆回收乙炔气装置。该技术在运行以来，基本能满足设计要求，各项技术指标均能达到预期目的。但是在运行过程中，出现一些问题，现进行分析研究。

1 电石渣浆回收乙炔工艺原理及流程

1.1 工艺原理

根据相关资料统计，乙炔在发生工序的损失主要有以下3方面：(1)电石渣中溶解乙炔损失；(2)渣浆从发生器排出时，乙炔在其中处于溶解过饱和状态，在常压下乙炔从渣浆中释放损失；(3)由于电石没有达到完全反应所需时间，及渣浆包裹电石核，致使排出的渣浆中有少量生电石的存在。

根据电石消耗查定分析，发生工序主要乙炔损失为发生器溢流渣浆中溶解损失，损失量占电石消耗总量的0.7%～1.5%。乙炔气在电石渣浆中的溶解度远大于在水中的溶解度，如80℃时乙炔在水中的体积溶解度为0.15，折合约170 mg/L，而在电石渣浆中的溶解度为300～400 mg/L。溶解在电石渣浆中的乙炔在固相和液相内的分配比例是不同的，约80%的乙炔与固相Ca(OH)2结合在一起，而约占20%的乙炔气溶解在液相中。这主要是电石渣中细微的Ca(OH)2具有很强的吸附能力所导致。

对溶解在液体中的气体解析一般有2种方法。根据气液两相平衡溶解度关系，在一定温度下，当气液两相之间达到平衡时，溶质气体在气相中的分压与该气体在液相中的浓度成正比[1]。因此通过抽真空降低乙炔在气相中的分压，可使乙炔气从渣浆液中解析出来。气体在液体中的溶解度一般随温度升高而降低，因此对渣浆升温也可以将乙炔进行解析。但加热渣浆解析乙炔气的过程能量消耗大，对回用渣浆上清液和解析气进行冷却也耗费大量冷量。因此对在渣浆中回收乙炔工艺，选用负压解析技术。通常电石渣浆中乙炔含量为300～400 mg/L，解析后电石渣浆中含乙炔量一般为50～90 mg/L，表1为某企业乙炔在渣浆中含量回收前后的一组数据。

表1 乙炔在渣浆中含量回收前后数据[2]

1.2 流程简述

从乙炔发生器溢流出的电石渣浆，经渣浆泵输送进入渣浆缓冲罐，然后通过渣浆泵输送至脱析塔，从塔上部分为两路均匀喷淋而下，在水环真空泵的抽吸下，脱析塔内真空度控制在-60～-70 kPa，脱析后的电石渣浆溢流到渣浆槽。进入汽提塔的渣浆在真空状态下，溶解及吸附在渣浆中的乙炔气汽提出来，乙炔气混合蒸发的水蒸气从塔顶出来进入乙炔冷却器，水蒸气被冷凝，混合冷却后的乙炔气，经过水环真空泵，进入气水分离器。乙炔气再通过乙炔水封槽进入乙炔气柜。气水分离器分离的水通过液位控制，经程控阀自动排放。

2 运行中先后出现的问题及解决措施

2.1 发生器溢流方式对运行控制的影响

乙炔回收工艺中电石渣浆是从发生器上部溢流经渣浆泵输送至渣浆罐，由于渣浆溢流口设置原因，发生器液位控制通常在80%～90%，在运行过程发现：发生器压力偏高，液面波动大，不易操作控制；发生器上下温度不均；排渣时有生电石。经分析认为主要原因是：发生器液位控制过高，气相空间变小；电石在发生器上部反应后，有部分通过渣浆管道直接溢流，导致发生器下部温度偏低；有细小电石经流体冲击被夹带进入渣浆溢流管。

将渣浆溢流方式改为从发生器下部溢流，并延长发生器内部下料管距发生器一层托盘300 mm，发生器溢流管出口高出发生器加料管底端200 mm，即在发生器使用时，发生器加料管插入液下200 mm。从而增大了发生器气相空间。

渣浆溢流方式改造后，发生器压力平稳控制在10～18 kPa，液位控制在60%～70%，发生器上、下部反应均匀，渣浆浓度均匀，发生器和渣浆泵运行稳定，渣浆中夹带生电石减少。

2.2 发生器反应温度对乙炔回收的影响

对公司A套乙炔装置运行情况抽查发现，B发生器温度控制在71.1～78.6℃；C发生器温度78.7～80.9℃；D发生器温度76.3～80℃，乙炔发生平均控制温度为77.65℃；对公司B套乙炔装置运行情况检查发现：1#发生器温度86℃，2#发生器温度77℃，3#发生器温度84℃，4#发生器温度82℃，5#发生器温度80℃，平均温度81.8℃。对两套乙炔回收装置进行对比分析，发现A套乙炔装置因发生器反应温度低，排出渣浆中溶解吸附的乙炔含量高，导致乙炔回收有瞬间超负荷现象，乙炔回收不彻底，如正常乙炔回收流量应为50 m3/h，但检查时回收流量在高负荷65 m3/h。经调整A套乙炔装置发生器反应温度，将控制温度调整为82～87℃，乙炔回收流量回归正常值。

2.3 回收气体冷却板式换热器效率降低

回收后的乙炔含水气体经板式换热器冷却后进入水环真空泵，在换热器中水分被冷凝，因Ca2+在该换热器表面结垢，造成冷却通道间隙变小，换热器效率下降，进入水环泵气体量增多，影响水环泵负荷和真空度，最终降低乙炔回收效率。

在处理单台板式换热器时需要停车后进行，卸下板式换热器用清水冲洗，如果堵塞不严重的话，可以冲洗开，然后用稀盐酸进行循环洗涤，消除垢层，清洗干净后，再用清水冲洗，而后安装，此过程需要停车进行。因此，在对现场环境进行分析研究后，决定新增一台同型号100 m2板式换热器，在换热状态或乙炔解析真空度有下降时，进行在线切换清洗，以保证乙炔回收装置运行状态不受影响。

3 结语

根据表1运行数据，发生器出来的渣浆乙炔含量以380 mg/L计，回收后渣浆中乙炔含量以57 mg/L计，回收效率达到85%。公司10万t/a PVC装置乙炔回收流量约为50 m3/h，生产时间以8 000 h计，经计算年可降低电石消耗1 333 t。该技术的使用为公司的节能降耗发挥了重要作用。

［1］陈敏恒.化工原理下.北京：化学工业出版社，2006.5：4-5.

［2］胡志宏，黄红名.电石渣浆内乙炔的回收及效益估算.2010年全国聚氯乙烯行业技术年会论文集，150-151.

Recycling of acetylene from carbide slag slurry technology application research

ZUO Bao-lin，HAN Ya-lan，YANG Guo-qiang，DENG Jian-min
（Ningxia Yinglite Chemical Co.,Ltd.,Shizuishan 753202，China）

Calcium carbide residue slurry recovery of acetylene gas plant used has been relatively smooth，but there have been some problems，according to emerging issues and take practical measures to address，ensuring the safe and smooth operation of the technology in the company.

：carbide slag slurry；acetylene recovery；principle of process flow；problem solving and solution

X78

：B

：1009-1785(2016)10-0043-02

2016-08-02