片碱生产中片碱装置运行小结

罗永斌

（广西博世科环保科技股份有限公司，广西 南宁530000）

烧碱蒸发工艺从大锅法、 多效顺或逆流自然及强制循环法、单双效旋转薄膜法、升膜法、多效顺或逆流板式蒸发法， 最终发展到多效顺或逆流降膜蒸发法。目前大部分氯碱生产企业采用真空降膜蒸发、浓缩及切片技术，该工艺具有清洁环保、自动化控制程度高、节能效果好等优点。

1 片碱生产工艺流程

片碱生产中较为主要的设备是降膜蒸发器、最终浓缩器、片碱机及熔盐炉。膜式法生产片碱可分为两个阶段：第一阶段在降膜蒸发器中进行，将碱液从32%浓度浓缩至61%， 使用中压蒸汽及二次蒸汽加热并且在真空下进行蒸发； 第二阶段在降膜浓缩器中进行，以熔融盐为热载体，将61%碱液在常压下浓缩成熔融碱，再经片碱机制成片状固碱。 其中生产中温度控制是较为重要的工艺指标之一，如降膜蒸发器控制温度工艺指标为140~200 ℃，最终浓缩器熔盐出口355~410 ℃， 熔盐炉温度控制在390~450 ℃。

2 片碱生产过程中异常情况及安全处置措施

2.1 天燃气压力低报，燃烧炉不能恢复

这种异常现象多的原因是天然气压力不够或中断，可以按短期停车进行处理，将燃烧器选择开关暂时设定为关闭，同时将熔盐泵保持运行，在燃料恢复供应以前，熔盐温度降至200 ℃以下应停熔盐泵，开旁路阀，开启蒸汽伴热，如果熔盐温度降至200 ℃以前已恢复燃料供应， 将燃烧器选择开关调整至加热状态，同时按工艺要求进行梯度升温。

2.2 冷却水压力低报，片碱温度急剧上升

当冷却水猛然中断，会出现冷却水压力低报，片碱温度急剧上升的情况， 此时应立即切断当前的碱进料模式，切至旁路进行操作，将碱进料模式改为在碱系统内打内循环，并且放低浸槽，排完碱液后转鼓还应转一会，以免转鼓发生不均匀热膨胀，冷却水中断超过一小时，应停止片碱机，避免空转，避免设备损坏。

2.3 片碱温度较高，甚至烧袋

出现此问题的原因较多， 主要从以下几个方面分析，（1）冷却水量太小压力太低，水温较高，此时可以通过调整水量及水温进行处理；（2）当出现喷嘴堵塞时， 也可能造成片碱温度较高， 这时需要短暂停车，清洗喷嘴，待喷嘴清洗干净方可重新开车；（3）当压缩空气不足，同时转鼓内有积水时，也可能出现片碱温度较高的现象，此时需要调整压缩空气压力，逐步缓慢运转转鼓， 将转鼓内积水清理干净后继续加大负荷。 片碱温度较高，甚至烧袋的现象，也有可能在系统产生双层碱膜时发生， 此时需要整转速或减少水量，去除双层膜，再继续增加负荷；如果转鼓转速过快或过慢时，也有可能造成片碱温度不均，局部片碱温度过高，这时需要调整合适的转速，多观察现场运行情况。

2.4 真空系统真空度达不到工艺要求

整个系统的真空度要求维持在正常运行操作程序范围内，对碱液浓度分析频次进行调整，均应参照相应的参数要求， 从而保证控制指标的稳定性。 如1# 降膜蒸发器二次蒸汽管真空度要求控制在不大于-0.084 3 MPa，此时还需要注意检查系统内回水温度（≤45 ℃），并相应调整上水量，保证整个系统内的真空度，也可以将蒸汽切换至0.9 MPa，将重要辅助参数的温度设定值高调， 从而使真空度不小于-0.082 MPa。整个系统中，如果真空度达不到工艺要求，可能是由于真空泵故障、真空泄漏、系统内真空管穿孔、设备换热中列管堵塞、循环水水量过低和水温过高等原因造成。 可通过对症解决，先倒备泵，再进行检查处理，适当调整循环水水量和水温。

2.5 碱液蒸发常见故障分析

碱液在生产过程中， 可能出现降膜蒸发器能力降低、蒸发器振动大、噪声大的问题，有时还会有碱液蒸发过程中出现最终质量分数无法达到既定要求的情况，这些要依据出现的问题逐步排查。比如出现降膜蒸发器壳程内压力较大， 而管程内的浓缩量减少、或是降膜蒸发器壳程内积聚不凝气等现象，都可能造成整个蒸发器能力降低。在碱液生产过程中，还有最终质量分数达不到50%的情况，这种现象多是因为进入第一效蒸发器的碱液质量浓度低于所需工艺浓度指标，因温度、压力等的控制的影响，从而延缓处理或加长处理进入第二效体进碱液的过程，这样浓度的控制会因指标的控制有所变化， 也会使后序第三效体蒸发器蒸发浓缩时间随之延长， 从而各项处理工艺指标可能会因时间的延长而有所改变，如碱液质量分数未在规定时间内达到50%，效体内真空度、蒸汽压力、进碱液流量有所变化，因此，合理处理各级效体间碱液浓度及进碱液流量很关键，应及时增加自动化控制指标报警及处理步骤， 以期取得较好的处理效果。

3 装置运行小结及取得的效果

现有一些制碱生产装置中， 已经将使用的一些控制系统中的部分小系统进行整合操作， 如一些生产企业在使用的为德国西门子PLC-S7-300 系统、还有使用浙大中控的JX300 系统和横河系统的CS3000 型DCS 控制系统。 许多控制系统在生产局部各起作用的同时，独立却又相互关联，也可能为生产维护检修、产品备件可替代性带来许多不便。因此部分氯碱企业已经对控制系统进行整合改造， 减少后续运行中的隐患，严格满足日常生产要求。烧碱生产控制系统整合改造参照行业内一些核心控制改进以来，取得的控制与应用效果更加稳定、可靠，大大提升了安全控制要求， 并且核心工艺控制也更加接近国际片碱生产管控。 为氯碱行业的生产管控提供了一个良好的生产工艺控制、设备管理、能源体系的建立等数据平台，这些都为企业安全、环保、稳定生产打下了坚实的基础。

4 结语

片碱生产装置运行多年， 已经找到一套适合自身生产的工艺控制模式，而相关的设备、工艺设施也日趋成熟，装置经过不断地改进，最终实现了装置的稳定、安全运行。 并且在环保与工艺提升方面，做了大量的技改革新，在碱尘减少的同时，对操作环境都有了很大的提升， 这些还可以随着日后的一些创新举措不断改进。