氯化氢合成生产装置运行总结

氯化氢合成生产装置运行总结

蔡德忠 1熊燕 2

¹新疆中泰化学托克逊能化有限公司 新疆 838100

²新疆华泰重化工有限责任公司 新疆 830009

摘要：在现代工业体系中，氯化氢应用比较广泛。先进的氯化氢合成技术得到了广泛的应用，但工业生产中，合成炉爆炸事故不止一次发生。爆炸事故一方面造成设备损坏，给企业带来巨大的经济损失；另一方面，它威胁着操作人员的生命安全，给员工操作时带来了巨大的心理压力。因此，为了保证氯化氢合成炉的安全运行，应当从设计、施工、运行、操作和维护等方面采取相应的预防管控措施。

关键词：氯化氢合成；生产装置；运行

1氯化氢合成生产装置简介

某化工厂氯化氢合成生产装置共7台副产蒸汽组合式石墨氯化氢合成炉，配套36万t/a聚氯乙烯产能，每年需生产氯化氢气体24万t，每台氯化氢合成炉设计生产能力为5万t/a。为保证设备长周期稳定运行，保持氯化氢合成炉4万t/a运行方式，已达设备的最优运行，即运行6台氯化氢合成炉生产氯化氢气体作为氯乙烯合成的原料气，控制氯化氢纯度≥94%，游离氯<20×10^-6，满足安全生产要求；运行1台氯化氢合成炉直供降膜吸收器吸收做酸，将氯化氢纯度控制在94%左右，保证高纯盐酸中游离氯含量为5×10^-6以下，满足盐水、电解工序用酸生产要求，满负荷生产时，盐水、电解工序每天用酸量108t左右。因氢气系统含水，电解工序阳极副反应氯气系统含氧气，氯化氢合成生产时会有少量冷凝酸产出，由氯化氢合成炉炉底冷凝酸储槽密闭收集储存并回收。

副产蒸汽联合氯化氢合成炉工艺自下而上分别为燃烧段、高温段、夹套过渡段、冷却段等共四段。底部燃烧段和夹套过渡段通过循环纯水换热进行冷却，顶部冷却段通过循环水换热进行冷却，中间蒸发段通过锅炉水换热进行冷却，作为低压蒸汽的副产品。

装置配套降膜吸收器有4台，吸收氯化氢后产生的酸自动流入盐酸中间罐储存；高纯盐酸储罐共4台；2台冷凝盐酸储罐。其中一台盐酸储罐用于生产装置运行期间。另一台盐酸储罐用于停车和检修期间的取样和分析液的回收。环保装置酸雾吸收塔与酸罐连通，吸收酸罐中的挥发性氯化氢气体，避免氯化氢气体的外溢。

2氯化氢合成装置生产方式

2.1采用智能点火系统，确保装置安全启动

2.1.1智能点火系统的应用

生产装置自原始开车以来，开始采用智能点火技术，经过不断探索和技术改造，所有氯化合成炉均实现了智能点火，达到了半自动点火的目的，智能点火系统运行安全稳定。与手动点火相比智能点火系统更安全、高效、可靠，减少了人工现场干预，在一定程度上保证了现场操作人员的人身安全，提高了氯化氢合成生产装置的自动化水平。

智能点火系统主要是由PLC控制的操作系统，包括由PLC控制柜、现场点火阀及流量控制、现场点火控制柜、点火燃烧器等组成的整套系统。点火控制分为PLC远程控制、PLC就地控制和DCS远程控制等三种方式，中央控制室引入DCS操作系统，在日常生产操作中，合成炉的点火步骤全过程由DCS系统控制，点火操作可由一人完成，为保证生产安全，DCS系统在正常情况下的运行方式为：一人操作、一人监控。

2.1.2氯化氢合成炉点火系统自动控制阀的设置

氯化氢合成炉氢气系统支管设有氢气点火旁路切断阀、氢气主管路切断阀、氢气流量调节阀、SIS系统氢气切断阀；合成炉氯气系统支管设有氯气点火旁路切断阀、氯气ma管道内切断阀、氯气流量调节阀、SIS系统氯气切断阀；合成炉门配有炉门点火切断阀，通过上述切断阀确保人员和装置的安全。

2.1.3氯化氢合成炉智能点火步骤

(1)现场操作人员将降膜吸收器调整为酸系统，置换合成炉内可燃气体，分析人员取样分析，氯化氢合成炉内氢气纯度、氯气纯度、可燃气体含量取样分析合格后，DCS操作人员应在点火前做好准备确认工作，现场操作人员应撤离点火现场区域，并观察氯化氢合成炉远距离点火安全管控情况。

(2)DCS操作人员切换操作方式为远程控制，点击“点火允许”按钮，DCS系统发出信号给PLC控制系统，PLC控制系统获取信息，此时点火允许指示灯亮，可进行下一步操作。

(3)DCS操作人员点击“点火启动”按钮，PLC控制系统开始工作，首先进入点火枪头空气吹扫状态，可设置吹扫时间10～15s后，点火用氢气切断阀开启，此时点火枪头盘旋混合，PLC系统发火器发电引燃。如果30s点火失败，将重新点火。点火用氢气，点火枪头热电偶将温度传输至DCS系统，枪头热电偶温度达到设定温度时，“枪火焰”指示灯亮，可进行下一步操作。

(4)DCS操作人员点击“确认点小火”按钮，此时，DCS系统氢气点火旁路切断阀、氢气主管路切断阀同时开启，生产系统氢气进入合成炉石英灯头由点火枪引燃。DCS操作人员通过火焰监测视频、现场人员通过现场炉门观察孔查看氯化氢合成炉内氢气燃烧正常后，可进行下一步操作。

2.2生产过程中冷凝酸自动控制处理

由于氢气系统含水，氯气系统含氧，生成氯化氢的反应过程中会有少量水，与氯化氢气体充分接触。气体冷却后，生产过程中会产生冷凝酸。装置设计有冷凝酸储罐，储罐内设计远程液位计，出口设计排酸调节阀，冷凝酸储罐出口调节阀与储罐液位之间设单回路控制，为防止氯化氢气体进入酸雾吸收器气相管道，液位设置为50%，冷凝酸通过氯化氢合成炉输送至盐酸储罐进行储存。

2.3生产过程取样分析、气相负压吸收、液相循环

对氯化氢纯度和盐酸中间罐内的盐酸进行取样时，现场设有酸回收管线至酸罐，回收管线上接有负压管线，取样接收漏斗下部用橡胶塞进行密封。在取样时，需取下橡胶塞，在微负压条件下取样。氯化氢气体送至酸雾吸收装置进行吸收净化，取样溶液送至酸罐进行回收。

2.4盐酸尾气连续净化，吸收液回用于生产系统

每个盐酸储罐的顶部都设计有连接到酸雾吸收装置的气相负压管线。负压管线从一级吸收塔接出，从一级吸收塔顶部串联进入二级吸收塔中部。二级吸收塔顶部的气相管线连接至风机入口。气相管线负压通过阀门控制开度来进行调节，避免因负压控制不当造成酸雾溢出。

一级吸收塔循环液来自一级吸收塔循环泵输送，二级吸收塔循环液来自二级吸收塔循环泵输送。在每个吸收塔中，气液分别反向接触，氯化氢气体被循环液吸收，循环液浓度逐渐增加。二级吸收塔循环液浓度为5%时，更换循环液。

酸雾吸收装置的负压气相管线设计有压力变送器，气相主管线进口设计有气相补充调节阀，压力变送器设计有单回路调节控制。负压总管压力整定值为-1.5kPa，以满足生产要求，避免当负压控制不当时酸雾溢出，对环境造成污染。

2.5火焰监测仪在线冲洗改造

原火焰监测仪在线冲洗装置的冲洗水来自氯化氢合成炉底部循环纯水管线。在冲洗过程中，由于火焰检测仪视镜温差大，视镜容易开裂。冲洗水在80℃左右由循环纯水改为合成炉热水，避免了因视镜温差大、视镜开裂而造成的停氯化氢合成炉更换，确保氯化氢合成炉长周期安全平稳运行。

2.6氯化氢合成炉扩孔改造

氯化氢合成炉原DN100火灾观察孔扩大至DN150。DCS操作员可通过火焰监测仪视频远程观察氯化氢合成炉内火焰颜色，更加直观，确保装置安全生产运行。

结论

氯化氢合成生产装置对生产原料进行科学控制；所有高风险作业活动应采用智能化系统；生产过程中副产品（冷凝酸、稀盐酸、副产品低压蒸汽）的合理使用；采取多种措施，对生产过程中的重要工艺运行指标进行在线监测和远程监测控制；生产现场盐酸、氯化氢密闭收集处理；从而达到生产设备安全稳定、现场工作环境优美、自动化控制水平提升、企业盈利能力增强的目的。通过技术攻关和技术改造的成功实施，产生了良好的经济效益，对氯碱行业氯化氢合成生产产生了积极影响。

参考文献：

[1]朱福刚,陈祥辉,朱文凯,程晨曦,赵洁.氯化氢合成炉循环水系统水质改善[J].中国氯碱,2021(01):27-29.

[2]孔凡锐.副产蒸汽氯化氢合成炉用纯水换热的改造[J].氯碱工业,2021,57(01):34-35.