废次氯酸钠的循环利用及其对乙炔装置水耗的影响

席引尚，赵驰峰，田晓刚，张军峰，惠玉春

(陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西 榆林 718100)

陕西金泰氯碱化工有限公司(以下简称金泰氯碱)一线10万t/a PVC装置于2005年11月建成投产，二线15万t/a PVC装置于2014年2月建成投产。经过扩能改造后，目前金泰氯碱一线、二线的PVC总生产能力已达到30万t/a。一线乙炔气的平均流量约为6 000 m3/h，二线乙炔气的平均流量约为8 500 m3/h。由于一次配制出的次氯酸钠若在酸性溶液中会产生一定的游离氯，在二线乙炔生产装置开车后，考虑到在二次配制次氯酸钠时，若用含有乙炔气的废次氯酸钠稀释一次配制的次氯酸钠时，会有一定的安全风险，且行业内没有相应的操作规范可参照，因此次氯酸钠的二次配制一直是使用生产水，没有将清净系统产生的废次氯酸钠在二次配制中进行回收利用。经过对影响回收利用废次氯酸钠进行次氯酸钠复配因素的全面分析，提出了改进措施并经过一系列相应的改造。二线乙炔装置于2016年12月实现了废次氯酸钠在二次配制中的回用(一次配制的方式不变)。在二次配制中，采用经过闪蒸、曝气后的废次氯酸钠代替生产水稀释一次配制的次氯酸钠。二线配制的稀次氯酸钠同时供一、二线使用，循环利用二线的废次氯酸钠进行二线次氯酸钠的二次配制，只将一线的废次氯酸钠外排至电石渣库，大幅减少了废次氯酸钠的外排量，更好地解决了冬季电石渣库水量难平衡的问题。

1 废次氯酸钠回用前的运行状况及用水情况

一线清净系统次氯酸钠采用氯气、稀碱液和水在一次文丘里反应器内进行配制，配制好的稀次氯酸钠依次经过2#清净塔、1#清净塔、冷却塔、水洗塔后进入发生系统，进入发生系统的废次氯酸钠用作发生器的远传液位计冲洗水和水封加水，最终排入电石渣库，满负荷时次氯酸钠的平均用量为20 m3/h。

二线清净系统次氯酸钠采用氯气、稀碱液和水在一次文丘里反应器内进行配制，配制出的次氯酸钠再与生产水在二次文丘里反应器内进行配制，二次配制好的稀次氯酸钠依次经过2#清净塔、1#清净塔、水洗组合塔利用后进入废次氯酸钠闪蒸曝气冷却系统，再进入发生系统，最终排入电石渣库，满负荷时稀次氯酸钠的平均用量为35 m3/h。

2 影响次氯酸钠复配开车存在的问题反及相应改造

因闪蒸曝气后的废次氯酸钠来自水洗塔底部的废次氯酸钠储罐，废次氯酸钠在水洗塔中循环洗涤带有氢氧化钙的粗乙炔气，废次氯酸钠中含有一定量的氢氧化钙，在废次氯酸钠储罐中连续补充少量的生产水，废次氯酸钠循环利用后，就会增加废次氯酸钠中的氢氧化钙含量，易造成清净系统设备、管线的结垢堵塞，不利于清净系统的正常运行。改造后，将由1#清净塔出口至废次氯酸钠储槽的废次氯酸钠管线改至废次氯酸钠输送泵的进口，将1#清净塔出口的废次氯酸钠通过废次氯酸钠输送泵直接送至闪蒸罐。正常生产时，水洗塔底的废次氯酸钠储槽液位由生产水连续补充，为控制洗涤水中渣浆浓度，在水洗塔的循环泵出口与发生器水封主管新配1条连通管线，将废次氯酸钠储槽中多余的洗涤废水打至发生系统。

废次氯酸钠在不断循环利用时，盐含量会逐渐升高而造成清净系统的阻力上升，须控制废次氯酸钠中的盐含量。改造后，通过不断给二线次氯酸钠配制反应器中补加一次水，并保持一线的废次氯酸钠外排至电石渣库的方式来控制废次氯酸钠中的盐含量不增高。

用废次氯酸钠进行复配时，因次氯酸钠中的游离氯及废次氯酸钠中的溶解乙炔气均具有一定的挥发性，因此在稀次氯酸钠中间槽的上部气相空间中会有氯气和乙炔气聚集，存在一定的安全风险。改造后，在稀次氯酸钠中间储槽增加了1条充氮管线，进行连续置换，消除了安全风险。

废次氯酸钠闪蒸罐的负压最高只能达到50 kPa，并且闪蒸罐液位波动大，负压不稳定，废次氯酸钠中残留的乙炔不能更好地脱除，影响次氯酸钠复配系统的安全开车。改造后，在闪蒸罐底部的废次氯酸钠出口管线上增加了1个自调阀，并与闪蒸罐的液位进行联锁，废次氯酸钠闪蒸罐的液位控制稳定，且闪蒸负压达到了65 kPa，废次氯酸钠残留乙炔能更好地被有效脱除。改造前经闪蒸、曝气、冷却的废次氯酸钠乙炔质量分数在(60～200)×10-6, 改造后经闪蒸、曝气、冷却的废次氯酸钠乙炔质量分数在(2～50)×10-6。

废次氯酸钠循环利用工艺流程见图1。

图1 废次氯酸钠循环利用工艺流程

Fig.1 Process flow of cyclic utilization of waste sodium hypochlorite solution

3 废次氯酸钠回用后的节水效果

金泰氯碱通过废次氯酸钠在次氯酸钠二次配制中的循环利用，大幅降低了废次氯酸钠的外排量，有效降低了电石渣浆中的氯根离子含量，电石渣浆中的氯根离子质量分数由原来的0.3%左右降至0.1%左右，一、二线乙炔生产装置的外排废次氯酸钠量由原来的55 m3/h降至20 m3/h，乙炔生产装置的一次水用量减少35 m3/h，全年可减少一次水消耗28万m3，工业水的成本按0.83元/t计，全年可节约生产成本约23万元。同时，通过废次氯酸钠的循环利用，也更好地解决了冬季上清液蒸发量降低、电石渣库水量难平衡的问题，大大减轻了电石渣库的安全环保压力。