摘要：介绍了多年来对氯气干燥工艺改造进行的经验总结。
新疆中泰化学阜康能源有限公司（以下简称“阜康能源”）循环经济项目为60万t/a离子膜烧碱项目分2套装置，每套装置有2条线各15万t/a烧碱生产能力；2套装置全部运用氯工程n-BiTAC865型电解槽，目前使用杜邦Nafion2050型和旭硝子的Flemion8080A型号离子膜。电槽阳极侧产生的氯气经洗涤、降温、干燥、压缩后用于氯化氢合成。氯气的输送、压缩全靠透平提供动力。阜康能源使用的氯气压缩机为德国西门子的3K机组，自动化程度高，相比纳式泵更加节能、环保、安全。自生产装开车以来，不断对氯气处理的过程进行总结和改造，保证装置安全平稳运行。
1废酸输送改造
该公司氯气干燥采用三级干燥（一级填料、二级填料、三级泡罩塔）的干燥工艺。98%的浓硫酸依次进入三级泡罩塔、二级填料塔、一级填料塔内，浓硫酸吸收氯气中的水分后浓度被稀释为69%~70%，一级填料干燥塔底部的硫酸液位由液位自控系统控制，达到一定液位值时自动打开气动阀先排酸至废硫酸储槽再由废酸泵输送至罐区废硫酸储槽装车[1]。废硫酸每小时的产出量很少，因此废酸泵需要间歇启停或小流量常启输送。由于新疆冬季气温-30℃左右，外网管线虽然做了保温但是小流量输送过程中经常性发生管线冻结断裂的情况。而且经常启停废酸泵也会造成电量的消耗。在管线维护和设备增加一定的成本。
将AB线一级填料塔内的废硫酸直接通过管线引到外网废硫酸管线内，直接将废硫酸储槽切出系统，减少废硫酸的二次转置。操作时只需保持AB线一级填料塔废硫酸输送泵泵压一致，避免压力高低不同，造成废硫酸无法正常输送。小改造大收益，不仅减少了现场操作工启泵的频率，增加了操作工的安全系数，同时维护费用和电耗的节约为车间以及企业节能降耗迈出一个新的台阶。根据计算每年可节约成本4万元，也克服了新疆严寒的冬季对于氯碱行业间歇输送的技术瓶颈。
2氯气磁翻板液位计进口滤网增加旁路
由于
磁翻板液位计进口负压到-13.5kPa，已接近低低联锁值-15kPa，过滤器前负压在-9kPa左右，过滤器压差4.5kPa，造成整条线氯气压力偏高，氯气调节阀全开，已无有效的调节方式继续调节磁翻板液位计进口压力，只会造成磁翻板液位计进口压力低低联锁停车。后经排查发现为磁翻板液位计进口过滤器堵塞所致。开车初期磁翻板液位计进口管线吹扫不彻底，管道焊渣以及酸泥覆着在进口锥形滤网上，造成进口无法提升。后停车拆卸过滤器情况与判断相同。
为避免后期再出现类似情况，在现有的过滤器的基础上，在有限的空间内增加两个DN200的旁路滤网，当主路上的滤网发生堵塞现象时缓慢打开旁路，有效缓解主路上的过滤器堵塞只有降负荷和停车清理的被动局面，延长清理周期，并可以将旁路单独切换下来清理，不影响正常生产。
3氯气磁翻板液位计氮气密封气回收利用
2017年3月次钠滞销，次钠库存过高，对氯碱厂氯平衡调节造成困难，在次钠非计划生产过程中切断次钠生产氯气量后发现仍有大量的废氯气进入吸收塔反应成次钠，无法进一步缓解次钠库存压力，后经排查确定为磁翻板液位计组氯氮混合气氯气量增大所致。通过对一二期四条线磁翻板液位计氯氮密封后混合气管线温度的检测与对比，并实地考察类似问题的相关单位后确认为磁翻板液位计氮气密封系统密封组件存在磨损老化，导致密封不完全，高温氯气大量泄漏，造成密封后的混合气温度与氮气温差在28℃，氯气泄漏量约为0.22t/h，从而造成次钠反应速率加快。每月可产次钠1325t。目前更换磁翻板液位计轴封工期较长，费用昂贵，无法解决燃眉之急，只能对磁翻板液位计氮气密封后的废氯气管线进行改造，以减少进入进入吸收塔的氯气量。
经过充分论证后将磁翻板液位计氮气密封后的废氯气送至原氯系统，与原氯混合后经过干燥输送到氯化氢合成。将磁翻板液位计密封氮气的尾氯通过优化，送至原氯系统（氯气干燥塔T-502回流阀处），通过对氯气系统压力控制，保证磁翻板液位计密封氮气的流量稳定，以此稳定磁翻板液位计的运行。同时增加原氯至废氯的控制措施，避免原氯系统发生波动时，对系统装置造成影响。磁翻板液位计氯氮混合气改造后次钠反应速率明显降低。改造后氯气纯度经多次取样分析为98.6%，符合当前工艺控制指标，不会对后序工序造成任何影响。
4磁翻板液位计密闭循环水质处理
氯气压缩后温度上升，需要及时将热量移出，否则造成磁翻板液位计冷却器温度高高联锁停车。磁翻板液位计冷却循环系统采用密闭式冷却循环，冷却水使用高纯水。循环水池每隔1个月置换一次。磁翻板液位计使用初期循环水质各项参数检测合格，但在2017年发现循环水质恶化分析浊度、含铁、游离氯等参数超标严重，通过拆检换热器列管腐蚀泄漏严重，无奈更换新换热器。停车24h，为企业带来很大的损失。
为避免再次发生换热器泄漏，通过在循环水池增加不锈钢挂片，来检测腐蚀速率。每周对挂片进行称重，计算腐蚀速率，制定相关处理措施。同时该公司引进纳尔科公司先进的循环水处理技术，通过添加阻垢剂、杀菌剂、分散剂、腐蚀抑制剂等药剂来改变、改善循环水水质。增加水质检测样，检测频次为1周/次，分析pH值、浊度、电导、钙、镁、铁、游离氯等指标，并汇总分析报告。在循环水池、中间冷却器、后冷却器出口增加取样点分别取样。通过水质分析设备是否有腐蚀、循环水是否需要置换。
磁翻板液位计内循环水质的成功处理，不仅可以改善磁翻板液位计运行环境，保护了设备使生产能够持续高效运行。另一方面也汲取经验教训，为其他换热设备增加腐蚀挂片，及时检测腐蚀速率，保证生产设备“长、满、优”运行。
5泡罩塔加酸节能改造
氯气干燥系统浓硫酸加入方式为，每条线通过计量泵补入浓硫酸干燥塔，加入量zui大在0.1m3/h。泵出口压力在0.5~0.8MPa，但计量泵设计流量在0.54m3/h，日常使用量不足20%，日常波动在10~20L/h，流量波动较大，无法做到精细化控制，造成浓硫酸消耗偏高。同时计量泵内部单向阀容易损坏，一二期8台泵每月至少检修3台，检修费用高。检修涉及浓硫酸的排放，对操作人员以及检修人员带来安全隐患。
计量泵出口增加管线，将一套装置AB线泡罩塔的补酸由一台计量泵供给，停用一条线计量泵，发挥一台泵的能力，不但能满足两条线的补酸任务，而且还能节约电能，减少计量泵单向阀的更换频次。精细化控制，如投用气动阀，平均每小时每条线加入量按照节约5L/h计算，每年可节约
172.8m3×1.84t/m3=317.95（t），依照浓硫酸231元/t计算，每年可节约7.36万元。
6浓硫酸卸酸槽改造
氯气处理工艺浓硫酸卸车操作时需要先将卸酸软管连接到酸车上，连接方式为卡扣快速连接。软管至于室外，在冬季卸酸时98%浓硫酸易结晶堵塞管线，而且软管硬度变大，与酸车连接难度增大；再将卸酸罐补满，通过卸酸桶缓冲后进入卸酸泵，需要人员时刻关注卸酸桶液位，及时调节卸酸泵的出口。zui后卸酸结束后需要拆卸与酸车连接的软管，需要将软管内的积酸。整个卸酸过程都需要人员关注到位，由于从酸车到软管、再到卸酸桶、zui后到卸酸泵，卸酸进入口都存在压力，而且采用快速卡扣连接，使浓硫酸泄漏的风险大大增加，时刻威胁到现场岗位和酸车司机的人身安全。
改变当前卸酸工艺以地坑式卸酸槽代替真空桶带压卸酸。开挖3.5m×3.5m×1.5m的地坑，并使用8mm厚的碳钢板焊接卸酸槽放入地坑，槽体为封闭式，留有观察孔。卸酸槽周围制作0.5m高围堰，使用液下泵输送浓硫酸到浓硫酸储槽内。司机将酸车自带管线插入卸酸孔进行固定，通过酸车与卸酸槽液位差使浓硫酸直接流入卸酸槽，通过远程液位计的液位情况监控卸酸过程。不仅简化了卸酸流程，减少拆装卸酸软管的步骤，而且取消了软连接，快速接头等配件的储备。减少了现场人员与危险化学品的接触时间和接触点，消除了安全隐患和避免了人员伤害。操作更方便、更安全。
7废硫酸回收
氯气处理装置的地坑用于回收氯气厂房内的废硫酸、废次氯酸钠、废水等，废液回收至二次盐水装置的废水系统进行中和、脱氯后送至一次盐水化盐。由于开车初期废酸排出量较少，也无机泵检修排液，造成废硫酸无法集中回收。废硫酸积在地沟内不仅对地沟、地沟盖板造成腐蚀，容易造成人员跌落地沟，硫酸灼伤的风险。而且含氯的硫酸对操作人员身心造成伤害，污染现场环境。
为了改善现场环境，便于回收地沟废酸，厂房原地坑中用DN500的CPVC管线焊接一个回收槽，增加简易浮子液位计。同时地沟铺设DN100的CPVC回收管，管线一端盲断，另一端进入废酸回收槽中，并增加一定坡度，保证地沟回收管内的废硫酸及时流入回收槽内。回收管在每个硫酸机泵处预留回收口，同时硫酸机泵取样口、排液倒淋设置一定长度的软管将废酸回收至回收管，待废酸回收罐液位高时候，将废酸回收罐中的废酸经真空桶吸到废酸地坑泵进口将废酸打至废酸回收槽中，后经废酸泵再将废酸回收槽中的废酸输送至外界废酸管网。
8结语
阜康能源电解车间根据装置生产特点，实施了一系列改造措施，通过对装置的优化，提高了装置运行稳定性、降低了人员的劳动强度、改善了现场环境，同时为企业带来了经济效益，为生产的稳定运行起到了保驾护航的作用。
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