卧式干法乙炔装置的运行及改造

陈国栋，党斌斌，范友强

(青海盐湖海纳化工有限公司，青海 西宁 811600)

青海盐湖海纳化工有限公司(以下简称盐湖海纳公司)成立于2009年4月，是青海盐湖工业股份有限公司的全资子公司。由盐湖海纳公司承建的PVC一体化项目是柴达木循环经济项目在西宁地区的延伸和重要组成部分，现已建成投产20万t/a烧碱、24万t/a聚氯乙烯、35万t/a电石和200万t/a水泥以及相关配套装置。其中24万t/a PVC生产线配套的10.4万t/a乙炔装置使用了国内首次引进的美国电石公司先进的电石生产技术，建成了12套卧式干法乙炔发生器以及相关配套的工艺设备，并于2013年9月投产。盐湖海纳公司针对此套卧式干法乙炔装置在生产过程中出现的问题进行了改造，现将装置优化改造情况进行总结，供同行参考。

1 卧式干法乙炔装置的生产工艺

电石炉出炉冷却后的整块电石经过大型齿辊破碎机破碎为粒径250 mm以下的块状电石,再经颚式破碎机破碎为粒径50 mm以下的小块电石,最后经锤式破碎机破碎为粒径5 mm以下的细颗粒电石，输送至细破料仓。细破料仓下方装有气力输送装置，细颗粒电石经密闭式气力输送至发生器缓冲料仓备用。

缓冲料仓下方的螺旋输送机将细颗粒电石送至发生器的进料三级料斗(三级料斗有氮气置换，保证为微正压)，再通过第3级料斗下方配置的螺旋进料机将细颗粒电石加入到发生器内。细颗粒电石进入发生器后，将稍过量的水加入发生器,使细颗粒电石与水反应，反应放出的热由水汽化的水蒸气与乙炔气一起带走，未反应完的电石颗粒自发生器上鼓筒经搅拌进入中鼓筒，再进入下鼓筒，自上而下完成水解反应。在下鼓筒由螺旋机将含水质量分数2%～4%的电石渣排出至垂直螺旋机，然后经管板机和干渣斗提机提升至干渣仓，再经刮板机、管带机送至水泥厂。带有大量粉尘的乙炔气经带式螺旋气相通道进入脱灰塔除尘，再经冷却塔冷却，然后经检修水封送至压缩清净工序，净化合格后送至下游装置。

2 运行中存在的问题及改进措施

2.1 破碎系统

电石硬度较大且含有未反应完全的石灰、焦炭以及硅铁等杂质，因此对破碎系统要求较高。干法乙炔装置运行初期，三级破碎选用德国进口的高转速锤式破碎机，能够确保电石破碎后粒径在5 mm以下。但破碎机维修时，若选用国产配件则难以达到使用要求，且锤头使用寿命较短，而选用进口配件则采购周期长，且费用昂贵。经过综合考虑，拆除了原有的三级破碎机，改造为国产反击锤式破碎机，在二级破碎装置后增加了振动筛，分离出大块电石，保证反击锤式破碎机进料电石粒径小于50 mm。改造后国产破碎机运行平稳，维修成本大大降低。

整块电石在一级破碎时，齿辊破碎机主轴皮带轮测速探头极易损坏，时常出现感应失灵，一旦测速探头出现问题就会立即联锁破碎机停止工作，使整个系统无法正常运行。经过研究，在齿辊破碎机的主轴皮带轮上的轴承端盖外侧中心点焊接1个末端带内丝口的铁柱，在铁柱末端安装速度传感器。改造后设备再未出现过失速跳停问题。

2.2 气力输送系统

气力输送是将破碎好的粒径5 mm以下的细颗粒电石由加压后的氮气吹送至发生器缓冲料仓，经布袋除尘器分离氮气和细颗粒电石后，氮气返回压缩机进口使用。此系统投产运行初期即出现输送能力不足、管道磨损严重、压缩机排气温度过高、螺杆压缩机机头阴阳转子抱死等问题,针对这些问题采取了以下措施。

(1)在原有单线1台压缩机送料的基础上再增加1台压缩机，使单线由2台压缩机送料，送料压力从原来的0.2～0.3 MPa增加到0.45～0.55 MPa。

(2)原送料管为弯头处衬陶瓷的加厚普通碳钢管道，内径为初始端125 mm、末端150 mm；后改为弯头处衬陶瓷的高锰钢加厚管道，内径为初始端140 mm、末端180 mm。回气管线管径由原来的200 mm增大到300 mm。这样既满足了工艺要求，同时也解决了管道易损坏的问题。

(3)针对压缩机排气温度过高、螺杆压缩机机头阴阳转子抱死问题，分析原因为：①冷却水中有杂质，冷却效果不好；②压缩机进口氮气含尘量超标。为此在循环冷却水总管上增加过滤器并定时清洗，在压缩机进口增加三级滤芯除尘。改造后压缩机排气温度正常，运行平稳。

2.3 发生系统

发生系统由加料系统(三级进料斗和进料螺旋)，上、中、下搅拌鼓筒，出渣水平螺旋输送机和出渣垂直螺旋输送机、脱灰塔、冷却塔、检修水封、安全水封组成。在运行过程中，由于粉料多，发生器加料系统的料位开关反馈经常出现异常，使联锁加料系统出现故障。为此，盐湖海纳公司将其改为微波式穿透料位开关，很好地解决了加料系统不正常问题。

卧式发生器有3层搅拌，长期运行后搅拌轴封处易泄漏乙炔气，严重影响安全生产。发生器的搅拌轴封为盘根密封，随着运行时间延长，盘根压紧无法调节后，只能更换盘根，影响正常生产。为此，盐湖海纳公司在原有的盘根密封基础上增加氮气密封，双重密封延长了轴封更换周期，满足了安全生产要求。

发生器用水为来自脱灰塔的含尘水，输水管道停用后，如果不及时排水或排水排不尽时，管道中的电石渣会沉淀导致管道堵塞。为此，在加水管道的末端上方增加氮气吹扫，并在管道起始段增加排尽口，很好地解决了此问题。

发生器电石渣出渣垂直螺旋输送机后原紧接另一长螺旋输送机，该螺旋输送机长度较长，出渣时电石渣极易堵塞，为此，在后期运行时将长螺旋输送机改为长度相当的刮板机，使得电石渣能轻松地送至后续输送设备。

3 卧式干法乙炔装置还需解决的问题

(1)目前，行业里电石二次破碎时多使用颚式破碎机，但颚式破碎机由于长时间偏心运动，震动大，轴板使用寿命极短，维修难度大。

(2)发生器配套的脱灰塔下段锥体部分到发生器的带式螺旋气相通道距离过短，导致脱灰塔液位控制范围过窄，可以考虑加长脱灰塔下段。

(3)长时间运行后，脱灰塔中除尘后的水循环喷淋喷头堵塞，导致脱灰塔除尘效果不佳，冷却塔中的固含量增加。可以考虑安装固液分离系统，使用清水循环喷淋，渣浆水可加入发生器用于乙炔发生反应。

(4)该卧式发生器原本配有自动调节水比的联锁系统，由于目前盐湖海纳公司使用的电石品质不稳定，以及国产化设备精度不够，无法实现完全自动化，目前由人工进行水比调节。如能稳定电石品质，可根据实际情况恢复原有的自动联锁程序。

4 结语

干法乙炔属于节能、环保的新工艺，已得到国内聚氯乙烯行业的认可。盐湖海纳公司卧式乙炔发生装置经改进后运行平稳，但其仍存在产能有限的缺点，今后将持续改进，以扩大产能，更好地适应聚氯乙烯生产。