清洁生产审核在提高电石收率中的应用

（新疆石河子中发化工有限责任公司，石河子市，832000）张梦新齐伟

清洁生产审核在提高电石收率中的应用

（新疆石河子中发化工有限责任公司，石河子市，832000）张梦新齐伟

清洁生产审核是一种十分科学的方法，灵活应用会对生产管理起到很大的作用，本文阐述了清洁生产审核在实际生产过程中的应用。

电石法PVC；电石收率；乙炔损失；清洁生产；审核

1 乙炔损失分析

电石法PVC生产过程中，由电石到乙炔的电石收率约85%，聚合釜收率约96%，氯乙烯合成工序损耗较小，电石损耗主要在乙炔工序，由于计量器具方面的缺陷，生产过程中的数据很难得出电石水解收率的具体数据，但据资料显示，电石水解收率约90%。对生产工艺进行分析，我们发现电石在乙炔工序的损耗主要有以下几个方面：

1）电石风化，在电石储运过程中，电石会与空气中的水分反应，造成一定的损失，其损失大小与电石储运及空气湿度有关。

2）电石渣中的生电石，即便是湿法乙炔，电石与大量的水结合也无法完全反应，据资料显示，电石渣中的生电石造成的电石损失约为0.5%，湿法乙炔稍低，干法乙炔稍高。

3）随水排入环境之中，在生产过程中，有许多与气相直接接触的废水排放，如清净塔废次钠、中和塔废碱、水洗塔置换、乙炔气柜排水、湿法上清液、干法清洗液、发生器排渣等等。乙炔是微溶于水的，这些废水均是乙炔的饱和溶液，在废水排放的过程中，乙炔也一起排入环境，这部分损耗与废水排放量及排放温度有关。

4）乙炔自聚与积碳，在生产条件下，乙炔会少量会自聚成聚乙炔，另外有少分解成碳和氢气，造成电石损耗，与系统温度、压力等参数有关。

2 提高电石收率的方案及评估

对生产过程进行分析，找出了乙炔损耗的环节，按照清洁生产审核方法，再对各个环节从不同方面进行分析，从而得出相应的清洁生产方案。

1）电石库除尘尾气合理回流。常规下是风机抽取电石库中的空气，除去粉尘后排放，库内空气由室外补充，电石库内空气较外界干燥，合理的回流量能够降低库内空气水分含量，减少电石风化损失。为了避免库内乙炔积聚造成安全事故及危害工人职业健康，需对库内空气定期检测乙炔含量。

2）加强电石库存管理，先进后出。常规下库存管理按照先进先出的原则，主要是为了避免先入库的物资发生变质，但在电石库存管理方面极不合理。电石风化之后表面会形成氢氧化钙膜，能够降低电石的风化速度，所以一般而言新入库的电石风化速度比后入库的电石快。所以电石库存管理应该遵循“定量库存，先进后出”的原则。

3）改造发生器，增加水解反应时间。增加水解反应时间是减少电石渣中生电石的唯一方法，一般情况下，在工艺设计是发生器的电石的停留时间是足够的，再继续延长对提高电石收率作用较小，但部分企业在不断扩建过程中，发生器并没有改扩，造成停留时间不足，严重影响电石收率。

4）尽量降低回用的电石渣浆上清液温度。湿法乙炔在电石渣浆排入渡槽的过程中，大量的乙炔被带出，在电石渣浆处理尤其是在上清液冷却的过程中散发到大气之中，其排放量与电石渣浆的体积流量成正比。发生器出口电石渣浆温度约60℃，在此温度下乙炔的溶解度为0.37Nm3/m3。为控制发生器温度，回用的上清液温度决定了上清液的回用量，回用上清液与发生器出渣浆的温差与渣浆量呈反比。以7万吨的产能为例，如果上清液温度控制在40℃，电石渣浆流量为250m3/h，如果上清液温度控制在35℃，则只需要200m3/h。即可减少乙炔损耗50*0.37=18.5Nm3/h，可以减少电石损耗0.5%。

5）乙炔气柜水密闭循环。乙炔气柜一般位于室外，冬季需要大量长流水防冻。由于乙炔气为弱酸性，所以即便是夏季也要长流水防止腐蚀气柜。水温为15℃，在此温度下乙炔的溶解度为1.15 Nm3/m3，排水量按5m3/h计算，随之排放的乙炔为5.75Nm3/h，造成0.16%的电石损耗。在气柜排水管口加一台循环泵，强制气柜的水实现自循环，同时定期加碱调节PH值呈碱性即可实现气柜水密闭循环，避免这部分电石损耗。

6）乙炔冷却塔水密闭循环。乙炔冷却塔采用两级串联方式，第一级为空塔，第二级为填料塔，底部设循环泵尽量保证水的换热效率，同时需不断补充新鲜水以带走乙炔的热量，多余的水则进行排放，水温约30℃，在此温度下乙炔溶解度为0.84 Nm3/m3，7万吨的产能，冷却塔废水排放量约15m3/ h，随之排放乙炔12.6Nm3/h，造成0.35%的电石损耗。可用7℃将冷却塔的冷却水冷却后密闭循环使用，只需定期排出底部的赃物即可。

7）废次钠控制。目前大部分企业都有废次钠回收装置，将清净塔产生的废次钠经过曝气处理后于浓次钠配成新鲜次钠回用，只需当系统盐含量较高时进行置换即可。在废次钠回收曝气过程中，其中溶解的乙炔会散发到空气中，造成电石损耗。废次钠温度为20℃，7万吨产能废次钠循环量约产生20m3/h，20℃时乙炔溶解度为1.03Nm3/m3，随着废次钠回收过程排放的乙炔量约20.6Nm3/h，造成0.57%的电石损耗。如果乙炔用水系统水平衡控制较好，上清液是处于缺水状态，理想状态下，7万吨产能上清液缺水15m3/h，一般情况下缺10m3/h，可将废次钠回用装置与文丘里次钠吸收装置同时运行，在乙炔用水系统允许的情况下将尽量多的废次钠从清洗器补入乙炔用水系统，这样就可以回收废次钠中的乙炔，提高电石收率0.29%～0.42%。

8）降低乙炔自聚与积碳。系统压力越高，越易引起乙炔自聚与积碳，系统温度越高，约易造成积碳，温度越低越易造成自聚。降低乙炔自聚及积碳消耗，就要严格按操作要求控制乙炔的系统压力，尽可能减少后序阻力，降低乙炔气压力。新建生产装置时应尽量缩短乙炔的输送时间，将乙炔与氯乙烯合成装置靠近。

方案产生以后，再对每个方案进行经济、技术、环境评估。方案2、7、8为管理控制类的无费方案，经济、技术、环境方面均可行；方案1、5为优化工艺的低费方案，投资小，见效快，经济、技术、环境方面均可行；方案4需增加上清液冷却塔，方案6需增加数个列管换热器，投资较高，为中费方案，经济、技术、环境方面均可行；方案3需要对发生器进行改造，一般情况下需要停车时间较长，技术上不可行，投资较高，经济上也不可行，为不可行方案。

3 结束语

清洁生产审核是在对生产过程进行全面系统的数理分析的基础上，找出生产中消耗高、能耗高、污染重的原因所在，然后针对性的制定解决方案，再对方案进行评估，得出可行方案然后付诸实施。这是一套严谨的工作方法，在电石法PVC行业环保、成本压力日益增加的今天具有很大的意义。

[1]《无机化学》（第四版），北京师范大学无机化学教研室、华中师范大学无机化学教研室、南京师范大学无机化学教研室编著，高等教育出版社2003年1月1日出版；

[2]《聚氯乙烯工艺学》，严福英等主编，化学工业出版社1990年6月出版；

[3]《最新氯碱产品生产新工艺与过程优化控制及安全事故防范产品检测技术应用手册》，李可可主编，化学工业出版社2006年5月出版；

[4]《工业企业水平衡：测试.计算.分析》，常明旺孔繁荣编著，化学工业出版社2007年8月1日出版；

[5]《清洁生产审核暂行办法》，国家环境保护总局第16号。

TQ325.3

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1008-0899（2017）02-0037-02