电石法PVC树脂生产过程中节水控制措施

王林

(新疆中泰化学阜康能源有限公司，新疆 乌鲁木齐 830009)

新疆中泰化学阜康能源有限公司始建于2009年，2012年先后运行投产第1期、第2期项目，电石法PVC装置生产规模达80万t/a，离子膜烧碱装置生产规模达60万t/a。电石法PVC生产过程中水资源消耗大，对于严重缺水的新疆化工企业，节水优化显得尤为重要。笔者根据电石法PVC树脂生产过程中界区用水问题进行分析，根据各装置用水特点通过技术改造和控制优化，实现PVC生产过程节约新鲜水用量和废水内部消化，达到零排放。

1 PVC装置简介

电石法PVC树脂生产系统主要由乙炔装置、氯乙烯装置、聚合装置及辅助装置构成，生产过程中须使用大量工业水和纯水，并随之产生废水，装置运行过程中存在各装置内部和装置间用水、节水不均衡，通过不断优化及技改，实现装置整体的水平衡控制。

2 PVC装置间用水影响因素分析

2.1 装置间水平衡情况

聚合装置使用纯水对聚合釜冲洗，产生的冲釜水送往乙炔装置，与母液水同一管线，因其浊度高影响自身回用效果；聚合母液水小部分直接送乙炔发生工序使用，另一部分通过生化处理达标后送往各装置循环水使用，但处理后因其属于软水不利于循环水水质控制，尤其在冬季浓缩倍数较低情况下更不易控制循环水系统水质，极易引起水系统腐蚀，有必要改变生化处理水用途，以适应装置平稳运行；氯乙烯装置处理后的含汞废水在氯乙烯装置内部回用消化仍存在余量(约1.5 m3/h)，送至乙炔车间。装置开车初期用水平衡见图1。

图1 装置开车初期用水平衡图

2.2 各装置内部用水分析

(1)乙炔装置。

使用工业水的部位主要有：发生装置渣浆泵机封水、发生器水封换水、气柜补水，清净装置碱洗塔换碱、碱泵、废次氯酸钠真空泵机封水，渣浆工序渣浆泵机封水、高压清洗机，循环水补水，废水系统补水。

装置开车初期工业水使用量：发生装置用水量约为68 m3/h，清净配制用水量为62 m3/h，渣浆处理用水量为36 m3/h，气柜用水量为0.2 m3/h，乙炔循环水35 m3/h，合计使用工业水量为201.2 m3/h。

纯水使用量以满足装置循环为主，其用水部位主要有：升压机工作液、乙炔气回收装置、冷冻站5 ℃补水。纯水用量较小，不影响整体水平衡，乙炔装置所需工业水对水质要求不高，除去机封水所用水和循环水补水外，其他用水可用生化产水替代。

(2)氯乙烯装置。

氯乙烯装置工业水使用量：净化装置水洗塔平均用水量为2 m3/h，压缩工序平均用水量为0.17 m3/h，转化工序平均用水量为1.09 m3/h，精馏工序平均用水量为0.04 m3/h，球罐平均用水量为1.2 m3/h，含汞废水平均用水量为0.07 m3/h，合计使用工业水量为4.57 m3/h。

纯水主要用于空气冷却器补水30 m3/h，压缩机自循环冷却水补水0.4 m3/h，热水塔热水循环系统0.4 m3/h，合计用水量30.8 m3/h。

装置使用原水之后产生的废水全部由含汞废水处理装置处理后循环利用，余下的约1.5 m3/h处理水送往乙炔发生装置使用。空气冷却器使用大量纯水不利于节水。

(3)聚合装置。

工业水主要用于聚合循环水补水，补水量为60～100 m3/h。纯水主要用于聚合釜加水、冲洗、助剂配制、机封水、汽提塔冲洗等，其用水量为352 m3/h。离心母液水产生量为324 m3/h。影响内部平衡的因素主要有聚合干燥和出料厂房机封水未内部循环使用作为循环水补水，水量约为28 m3/h，造成纯水浪费；聚合釜和汽提塔冲洗水只对水温、水压要求较高，此部分使用纯水不利于节水，可用其他低质水替代。

3 节水优化控制关键点

(1)乙炔装置工业水零用量改造。

根据乙炔装置用水使用情况，装置对水质要求不高，局部对浊度有所要求(如机封水等)，通过生化装置处理后的水质完全能达到用水需求，说明乙炔装置完全能使用生化处理水代替新鲜工业水[1]；从使用量来看，在装置开车初期满负荷时，总补充水量将达到234 m3/h。其中，生化产水用于机封水、水封换水以及高压清洗机和装置的补充水。改造后，乙炔装置用水来源主要有生化水、母液水、聚合汽提废水；母液水主要用于发生器和乙炔渣浆系统补充水，生化水主要替代工业水，从而取代机封水、水封换水以及高压清洗机补充水；据统计，汽提废水输送量约22 m3/h，母液水量约35 m3/h，生化产水量达到136.2 m3/h，可以替代乙炔部分用水需求，同时界区内循环水装置全部补充新鲜工业水，以确保水质正常。

(2)氯乙烯装置节水优化。

空气冷却器补水因需要用纯水进行补充，其与生化产水水质相当，完全可以用生化产水代替纯水补入，节约纯水量约30 m3/h，同时减少生化产水量30 m3/h。通过氯乙烯装置、乙炔装置以及热电脱硫装置可完全消化掉所有的母液生化处理产水，实现生化水的产用平衡。

氯乙烯碱洗塔使用片碱配碱工艺[2]，代替32%液碱，减少32%液碱中所带水分对系统水平衡的影响。在合成装置区域内增加配碱池，增加配套搅拌装置，实现片碱配碱后，可有效解决含汞废水处理完后存在余量外送的水平衡问题。通过改造实现了氯乙烯装置内部用水平衡，杜绝了装置废水外排情况。

(3)聚合装置节水优化。

聚合装置的聚合釜和汽提塔冲洗水只对水温、水压要求较高，通过水质分析及装置整体水平衡分析，用聚合母液水代替汽提软水，投用后各项参数平稳，降低软水用量约为22 m3/h，即减少了母液水排放，提高了水的利用率。

界区内机封水增加收集设施，增设加压装置，实施机封水自循环改造；聚合装置内机封冷却水全部使用纯水，水质良好，将其全部收集起来，此部分水经简单过滤后增压继续作为机封水使用。此部分机封回水重复利用，一方面可减少纯水消耗28 m3/h，同时减少生化装置处理负荷量28 m3/h。

4 改造前后效果对比

改造后各装置所用一次水量见表1。

表1 各装置所用一次水量Table 1 Primary water amount needed in different units

由表1可知：各装置耗水量逐年降低，生产废水无外排情况发生。

5 结语

电石法PVC生产过程中所涉及用水点较多，水质要求各异，通过实际运行分析，选择适合要求的用水水质,进行综合调整，通过改造和水平衡调度，实现装置生产的节水；氯乙烯装置碱洗塔配制稀碱液，增加废水用量，实现装置内部零排放水平衡；乙炔装置用生化产水代替工业水，实现工业水零用量，从而减少循环水装置生化软水的补入量，降低循环水系统腐蚀性；聚合装置通过机封水自循环和用母液水代替纯水冲洗聚合釜，减少纯水用量和废水排放，优化水平衡；各装置内部及装置间按照“高质水回用高要求用水部位，低质水回用低用水要求部位”原则，实现用水减量化、废水零排放的效果。