片碱生产系统安全工艺改进

任勇强 ，洪武

(新疆圣雄氯碱有限公司，新疆 吐鲁番 838100)

1 工艺简述

片碱生产工艺中70%碱液蒸发为98%熔融碱工艺流程是:50%碱进入浓效蒸发器通过蒸发浓缩生产的70%碱液自流进入浓碱罐，由浓碱泵送入最终浓缩器继续浓缩至98%以上。70%碱液通过最终浓缩器的过程中，由熔盐系统加热。经最终浓缩器浓缩后的碱液在成品分离器内汽液分离，产生的二次蒸汽通过二次蒸汽管线进入大气冷凝器内由循环水冷凝。冷却后的二次冷凝液进入回收水槽,由回收水泵送至公用工程。片碱生产工艺流程如图1所示。

2 存在的问题

大气冷凝器为负压操作，最终浓缩器产生的二次蒸汽由大气冷凝器循环水冷却为液态，内部形成负压(正常控制在-25.00 kPa)。生产中会出现如下问题。

1—浓效蒸发器；2—浓碱罐；3—浓碱泵；4—最终浓缩器；5—成品分离器；6—再分配器；7—片碱机；8—大气冷凝器。

(1)正常情况下，大气冷凝器循环上水自控阀开度为40%～50%。如果远传负压表管线结垢堵塞、负压表故障或大气冷凝器本体有漏点，都可能造成负压下降，甚至可以达到正压，此时大气冷凝器循环水自控阀在“自动”状态下会不断开大，直至100%。此时回水管线不能将上水完全排净(循环上水管线DN100,压力0.50～0.65 MPa，回水管线DN125，靠重力排水)，大气冷凝器会在很短的时间内被循环水充满(现场试验循环水阀位开度到60%时，15 min大气冷凝器将被循环水充满)，循环水可能通过二次蒸汽倒U形弯管线进入成品分离器与高温熔融碱接触，发生剧烈的放热反应。

(2)碱液对设备、管线的腐蚀速率与碱液的温度和浓度成正比，380 ℃的高温熔融碱对设备的腐蚀性很强(虽然采用的镍材，但1年左右就要进行修补、更换)，再分配器的分配碱桶经常腐蚀脱落，脱落物会堵塞下碱管线，导致熔融碱无法正常下料，只能在成品分离器积聚，严重时，熔融碱会通过二次碱蒸汽倒U形弯管线进入大气冷凝器与循环水接触，发生剧烈的放热反应。

98%熔融碱与循环水接触剧烈放热，导致设备、管线内部压力急剧升高，高温浓碱会从设备、管线的焊缝、法兰处喷出，严重时可能发生物理爆炸，存在极大的安全隐患。

3 改进措施

(1)针对设备、管线结垢下水不畅的情况，采用高压清洗的方法解决。根据检查情况，制定高压清洗计划，每6个月对设备、管线进行1次高压清洗；同时，在下水管线上安装玻璃视镜，通过视镜观察下水情况。

(2)针对负压表故障或大气冷凝器本体有漏点，造成大气冷凝器循环水溢流至成品分离器的情况，采用了如下措施。通过统计对比，正常运行时，大气冷凝器循环水自控阀开度50%就能满足系统负压要求，最终确定给循环水自控阀设定最大阀位限定。当大气冷凝器负压下降，循环水自控阀不断开度时，最大阀位开到65%；如果系统负压还无法保持，须查找其他原因。

(3)针对再分配器的分配碱桶腐蚀脱落堵塞下碱管，熔融碱在成品分离器积聚的情况，采取的措施如下：利用定检机会检查碱桶腐蚀速率，通过腐蚀情况制定检修计划，每3个月检修1次。同时，为防止意外发生，在成品分离器上50 cm处加装接触式料位开关，并与浓碱泵形成联锁，当熔融碱触发料位开关时，浓碱泵停止，系统断碱。

改造后片碱生产工艺流程如图2所示。

1—浓效蒸发器；2—浓碱罐；3—浓碱泵；4—最终浓缩器；5—料位开关；6—成品分离器；7—再分配器；8—片碱机；9—大气冷凝器；10—视镜。

4 结语

采取以上措施后，循环水与熔融碱接触的情况未再发生，改造效果良好。