第42卷第2期聚氯乙烯Vol. 42, No.22014年2月Polyvinyl ChlorideFeb. , 2014變壓吸附回收氯乙烯精餾尾氣中的氯乙烯和乙炔蔣燚",劉超亮,易超(中鹽湖南株洲化工集團(tuán)有限公司,湖南株洲412004)[關(guān)鍵詞]氯乙烯;變壓吸附;精餾尾氣;乙炔;經(jīng)濟(jì)效益[摘要]介紹了采用變壓吸附回收氯乙烯精餾尾氣中氯乙烯和乙炔的工藝流程,并對變壓吸附裝置運行過;程中出現(xiàn)的問題提出了解決方案。以中鹽湖南株洲化工集團(tuán)有限公司10萬VPVC生產(chǎn)裝置計,每年可回收乙炔氣132 664 m' ,回收氯乙烯單體246. 48 t,產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益約200萬元。[中圖分類號] TQ325.5[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] B[文章編號] 1009 -7937(2014)02 -0038 -03Recycling vinyl chloride and acetylene containedin VCM rectification tail gas by pressure swing adsorptionJIANG Yi, LIU Chaoliang, YI Chao( Hunan Zhuzhou Chemical Industry Group Co.，Ltd. ，CNSG ,Zhuzhou 412004 , China)Key words: vinyl chloridc; pressure swing adsorption; rectifcaton tail gas; acetylene; economicbenefitAbstract: The process fow. of pressure swing adsorption( PSA) for recycling vinyl chloride andacetylene contained in VCM rectification tail gas was introduced. Measures to solve the problems 0C-curred during operation of PSA were proposed. Taking the 100 kt/a PVC production plant of HunanZhuzhou Chemical Industry Group Co.，Ltd. as an example, 132 644 m' of acetylene and 246. 48 tonsof vinyI chloride could be recovered per year, and nearly 2 million RMB￥economic benefits could bebrought per year.中鹽湖南株洲化工集團(tuán)有限公司(以下簡稱中染環(huán)境。因此,中鹽株化公司考慮在1套10萬Va鹽株化公司)擁有3套10萬Va PVC生產(chǎn)裝置,生PVC裝置上采用變壓吸附裝置回收精餾尾氣中的乙產(chǎn)能力為30萬Va。生產(chǎn)工藝采用電石法,氯乙烯炔和氯乙烯氣體,提高乙炔和氯乙烯的回收效率。精餾尾氣中乙炔和氯乙烯含量較高。在采用變壓吸1變 壓吸附回收氯乙烯和乙炔工藝附裝置回收乙炔和氯乙烯之前,中鹽株化公司采用1.1吸附原理傳統(tǒng)的顆?；钚蕴课焦に嚮厥找胰埠吐纫蚁?3變壓吸附技術(shù)利用吸附劑的特性,將原料氣在臺活性炭吸附裝置輪換進(jìn)行吸附、解吸和再生操作,一定壓力下通過吸附劑床層,原料氣中的高沸點組操作復(fù)雜,勞動強(qiáng)度大。由于在吸附過程中須使用分(乙炔、氯乙烯、二氧化碳等)被選擇性吸附,低沸大量的溫、熱空氣和氮氣,所以能耗高,運行費用高,點組分(氮氣、氫氣)作為凈化氣由吸附塔出口排但活性炭吸附裝置的處理效率不高,經(jīng)處理后的尾出,經(jīng)尾排閥調(diào)節(jié)后排空。然后在減壓下解吸被吸氣中仍含有體積分?jǐn)?shù)為3%左右的氯乙烯氣體。按附的組分(乙炔、氯乙烯及二氧化碳等),解吸氣回中鹽株化公司30萬V/aPVC產(chǎn)能計,每年因吸附不收利用,同時使吸附劑獲得再生,以進(jìn)行下一次吸附完全排放的氯乙烯超過820 t,既浪費資源,又嚴(yán)重污分離。中國煤化工●[收稿日期] 2013-08 -28[作者簡介]蔣簌(1981-) ,男,助理工程師,畢業(yè)于湖南大學(xué)化工專業(yè),.MYHcNMHG限公司pvcr工藝員。38第2期蔣燚等:變壓吸附回收氯乙烯精餾尾氣中的氯乙烯和乙炔1.2 吸附設(shè)備2.2運行效果變壓吸附裝置包括1臺預(yù)處理塔,1臺氨氣加中鹽株化公司利用熱導(dǎo)色譜儀對變壓吸附裝置熱器,1臺原料氣加熱器,4臺吸附塔,1臺中間緩沖進(jìn)口尾氣中各成分的含量進(jìn)行了分析,結(jié)果見表1;罐,2臺真空泵,1臺冷卻器以及49個不同規(guī)格的程利用氫火焰色譜儀對變壓吸附裝置出口凈化氣中的控閥。氯乙烯和乙炔含量進(jìn)行了分析,結(jié)果見表2。1.3吸附工藝表1變壓吸附裝置進(jìn)口氣體含量數(shù)據(jù)精餾尾氣在0.50 MPa、-10 C條件下經(jīng)流量Table1 Compoition of gas at the inlet of計計量,首先經(jīng)換熱器預(yù)熱和預(yù)處理塔預(yù)處理(出pressure swing absorption device口溫度25~40 C),再進(jìn)人變壓吸附系統(tǒng)。該系統(tǒng)項目φ(氯乙烯)/%中(乙炔)/%最大值15.6313.31采用4臺吸附塔操作,吸附塔內(nèi)裝填專用的選擇性吸附材料,通過不同壓力下吸附材料對乙炔、氯乙烯最小值3.913.43平均值7.406.26解吸的時間差達(dá)到分離乙炔和氯乙烯的目的。主要表2變壓吸附裝置出口氣體含量數(shù)據(jù)過程如下:精餾尾氣進(jìn)入1臺正處于吸附狀態(tài)的吸Table2 Composition of gas at the outlet of附塔中,除氮氣、氫氣組分外的其他組分被吸附塔吸附,其余3臺吸附塔分別進(jìn)行均壓降、順放、逆放、抽序號p(氯乙烯)/(mg/m' )p(乙炔)/(mg/m')空、沖洗、均升以及終沖步驟的操作,4臺吸附塔交37230替循環(huán)工作,時間上相互交錯,以達(dá)到精餾尾氣不斷23163輸人、凈化氣不斷輸出的目的。其中一部分逆放氣221(乙炔)從吸附塔逆放出來后直接進(jìn)入二級混合脫未檢出.378水裝置再到轉(zhuǎn)化器;另一部分解吸氣(氯乙烯 )經(jīng)真未檢出439空泵抽空,進(jìn)入換熱器降溫后由管道經(jīng)液封進(jìn)人堿428洗工序。變壓吸附工藝流程如圖1所示。表2表明:凈化氣組成中氯乙烯含量可以控制精情甩二預(yù)處理塔解吸氣在指標(biāo)范圍(氯乙烯質(zhì)量濃度≤36 mg/m')內(nèi),但乙氣、復(fù)氣L持空炔含量超出指標(biāo)(乙炔質(zhì)量濃度≤150 mg/m')2~3換熱器一+[ 吸附塔J8去映洗工序倍,這是因為中鹽株化公司近期氣化汞催化劑供應(yīng)氣乙烯遵放氣不及時且轉(zhuǎn)化器發(fā)生故障造成轉(zhuǎn)化反應(yīng)后乙炔含量超標(biāo)，以及氯化氫原料氣純度較低且波動大,導(dǎo)致尾緩沖罐]氣中氯乙烯和乙炔含量時有超標(biāo)(原合同要求的進(jìn)口尾氣中氯乙烯體積分?jǐn)?shù)≤10%、乙炔體積分?jǐn)?shù)≤" 真空泵3% ) ,其中乙炔含量超出較多。3經(jīng)濟(jì)效益[換熱器]-一一去混合冷凍3.1裝置總投資圈1精餾尾氣變壓吸附工藝流程囹裝置總投資見表3。Fig.1 Process flow diagram of表3變壓吸附裝置總投資Table 3 Total investment of pressure swing absorption devicepressure swing absorption for rectification tail gas2變壓吸附裝置運行情況工程項目及費用名稱價格/(萬元)設(shè)計及技術(shù)轉(zhuǎn)讓費用2.1 對現(xiàn)有裝置的影響設(shè)備及安裝費30由于變壓吸附裝置加裝在現(xiàn)有的低佛塔塔頂排工藝管道及安裝費15空管道上,裝置是否會影響低沸塔運行成為重要的土建工程費工藝指標(biāo)。經(jīng)過運行測試，運行該裝置會增加低沸電氣儀表自控及安裝50塔塔頂壓力0.01~0.03MPa,與低沸塔塔頂控制壓合計中國煤化工65力0.40~0.50MPa相比影響很小,對合成精餾低3.2經(jīng)濟(jì)效5YHCNMHG沸塔運行無較大影響。3.2.1基礎(chǔ)計算數(shù)據(jù) .39聚氯乙烯2014年P(guān)VC樹脂產(chǎn)量,100000 U/a; 裝置運行時間,回收氯乙烯和乙炔氣體每年產(chǎn)生的總經(jīng)濟(jì)效益8 000 h/a;電石發(fā)氣量,300 m>/t(0.1 MPa,20 C);為:862 680+1 149 720 =201.24萬(元/a)。氯化氫體積分?jǐn)?shù),93%;乙炔轉(zhuǎn)化率,99.5% ;尾氣3.3投資回收期中氯乙烯體積分?jǐn)?shù), ,6% ;乙炔流量,4 738 m'/h?？偼顿Y265萬元,經(jīng)濟(jì)效益201.24萬元/a,投3.2.2計算過程資回收期約16個月。氯化氫流量(配比1.1 : 1):4存在的 問題及解決方案4 738 x 1.1 =5 212( m/h)。4.1存在 的問題氯化氫體積分?jǐn)?shù)93% ,則其他氣體流量為:經(jīng)過-段時間的運行,發(fā)現(xiàn)本套變壓吸附裝置5212 x(1 - 93%) +93% =392.3(m)/h)。在運行過程主要存在以下3個問題。未反應(yīng)乙炔流量為:(1)該裝置中的解吸效果不理想,有待進(jìn)一步.4 738 x(1 -99.5%) =23.69( m'/h)。完善。不凝尾氣流量為:392.3 +23. 69≈416(m'/h)。(2)部分逆放氣從吸附塔逆放出來后經(jīng)液封直.尾氣流量為:416 +(1 -6%) =442.5(m'/h)。接進(jìn)人二級石墨冷凝器脫水,由于夾帶有部分水分,夾帶氯乙烯單體流量為:加大了冷凍脫水系統(tǒng)的負(fù)荷,如水分超標(biāo),對轉(zhuǎn)化系442.5 x6% =26. 55(m'/h)。統(tǒng)的影響會非常嚴(yán)重。采用變壓吸附回收后,尾氣中氯乙烯單體平均(3)回收乙炔氣體在并人到轉(zhuǎn)化系統(tǒng)時,因為體積分?jǐn)?shù)降至0.05%以下,與原采用的活性炭吸附其流量不恒定,加大了原料氣配比操作的困難,對轉(zhuǎn)相比可多回收氯乙烯單體量為:化系統(tǒng)的影響較大。442.5 x(6% -3% -0.05%) =11.05(m/h) =4.2 解決辦法30. 81(kg/h)。(1)針對預(yù)處理系統(tǒng)問題,經(jīng)過分析,發(fā)現(xiàn)在預(yù)3.2.3回收氯乙烯氣體的效益處理系統(tǒng)前,氣體含有較多的水分,影響了預(yù)處理系從尾氣中回收的氯乙烯單體為30. 81 kg/h,則統(tǒng)吸附材料的解吸。因此,在預(yù)處理系統(tǒng)之前加裝每年回收氯乙烯單體約:了1套脫水裝置,并修正了預(yù)處理系統(tǒng)解吸過程的30.81 x8 000 =246. 48(t)。工藝控制點,解決了預(yù)處理系統(tǒng)的向題。生產(chǎn)1 t氯乙烯單體按成本4300元、運行費用(2)夾帶水分的問題也通過加裝吸附脫水裝置500元、設(shè)備折舊300元計算,則每年可增加的經(jīng)濟(jì)給予解決。效益為:(3)針對回收乙炔氣體流量不穩(wěn)定的問題,在246.48x(4300-500-300)=862680并人轉(zhuǎn)化系統(tǒng)時增加了緩沖罐,在緩沖罐后安裝了(元/a)。適應(yīng)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)壓力的止逆閥,很好地解決了回收乙3.2.4回收乙炔氣體的效益炔影響轉(zhuǎn)化系統(tǒng)壓力的問題。未反應(yīng)的乙炔按回收率70%計,則每年可回收5總結(jié)乙炔氣的總量為:中鹽株化公司采用變壓吸附裝置回收氯乙烯精23.69 x70% x8 000 =132 664(m2 )。餾尾氣后,很好地解決了尾氣對環(huán)境的污染問題。折算標(biāo)準(zhǔn)電石為:132 664 +300 =442.2(t)。裝置總投資大約為265萬元，經(jīng)濟(jì)效益在201.24萬電石價格以2600元/t計,則每年可產(chǎn)生的經(jīng)元/a,投資回收期為16個月。因此,該項目具有良濟(jì)效益為:442.2x2 600 =1149 720(元/a)。好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。[編輯:杜桂敏]3.2.5總經(jīng)濟(jì)效益北元化工1月份盈利599萬元主要產(chǎn)品產(chǎn)量均超預(yù)期陜西北元化工集團(tuán)有限公司在保持2013年6月份起生產(chǎn)經(jīng)營形勢扭虧為盈的基礎(chǔ)上,2014年1月份盈利599萬元,實現(xiàn)了馬年生產(chǎn)經(jīng)營的開門紅。2014年1月份,該公司各類產(chǎn)品均超額完成任務(wù),創(chuàng)該公司開車以來產(chǎn)量新高其中PVC完成生產(chǎn)計劃的105. 2% ,繞堿完成生產(chǎn)計劃的103. 08% ,水泥熟料完成生產(chǎn)計劃的109中國煤化工112.21% ,電石完成生產(chǎn)計劃的106. 32% ,原鹽完成生產(chǎn)計劃的107. 99%。YHCNMH G .40