二维码入口
手机版塑胶网
官方微信
手机版APP(安卓)
您当前位置:集萃塑胶网 » 塑胶技术 » 维修与保养
【字体:
    【集萃网观察】在电石法生产聚氯乙烯的过程中,氯乙烯固定床反应器(以下简称转化器)的使用情况直接影响到聚氯乙烯的稳定生产。沈阳化工股份有限公司聚氯乙烯分厂所使用的转化器规格为覫2 400 mm×5 234 mm,换热面积为329 m2,上下花板间固定有覫57.0 mm×3.5 mm列管613根,材料为20#无缝钢管,管板材料为16MnR,管板与列管的连接采用胀接形式,列管内填装的是以活性炭为载体的氯化高汞。作为生产氯乙烯的关键设备,转化器一旦发生泄漏,不但影响生产,而且在处理和维修过程中会造成触媒消耗增加、电石及其他各项定额的升高,导致生产成本增高。

  1·转化器腐蚀渗漏原因分析

  1.1混合脱水装置效果不理想

  混合脱水系利用盐酸冰点低、盐酸上水蒸气分压低的原理,将混合气体冷冻脱酸,以降低混合气体中水蒸气分压来降低气相中含水量,达到进一步降低混合气水分的目的。该厂在转化器前部采用此种方法,其工艺流程如图1所示。

  以上工艺流程脱水效果不理想,分析原因如下。

  1.1.1酸雾过滤器的使用

  酸雾过滤器为混合脱水系统的核心设备。在混合气脱水过程中,冷凝的盐酸除少量以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外,大部分呈极微细的“酸雾”悬浮于混合气流中,形成“气溶胶”,该“气溶胶”无法依靠重力自然沉降,要采用浸渍憎水性含氟硅油玻璃纤维除雾。混合脱水系统的分离效果主要取决于酸雾过滤器的使用周期及含氟硅油玻璃棉的包扎质量。

  含氟硅油玻璃棉对HCl质量分数大于2%的盐酸耐腐蚀性较差,使用一段时间后有机硅涂层被侵蚀掉,凝结在纤维间的酸滴不易流下,被物料气流带入转化器后腐蚀列管内壁造成泄漏。

  含氟硅油棉的包扎质量是另一个影响酸雾过滤器使用效果的决定性因素。若包扎环节未严格把关,造成玻璃棉包扎厚度不够,所使用的耐腐蚀包装绳强度太差,在生产中受到气流的反复冲击及长时间腐蚀,硅油棉极易脱落,不但影响分离效果,而且脱落的硅油棉会堵塞下酸管路,造成非计划停车;若滤框颈部、底部及内部咬合处未能认真处理、包扎严实,则会造成气流通道的“短路”,酸雾过滤器基本失效。

  1.1.2原料气含水量

  氯化氢及乙炔气含水较大,造成原料气含水量增加,增大了混合脱水装置的负荷。另外,实际生产中,气、液相处于流动状态,不易达到理想的平衡状态,也影响了脱水效果。

  1.2转化器结构及水质问题引起的电化腐蚀

  通过观察更换下来的转化器,发现腐蚀和渗漏部位多在管与管板的连接处,包括从胀接的管口至管板厚度范围略长一些的地方。从更换下来的换热管外壁可以看到,列管上、下根部均存在腐蚀痕迹。列管下部腐蚀主要为阴极过程所致。由于转化器自身结构的问题,进水口以下存在循环水死区,水中的氢、氧离子与铁离子充分结合,形成氢氧化亚铁,逐渐将换热管腐蚀。出水口管以上部位存在气相层和气液交界区,并可能产生絮流状态,氧气和蒸汽与铁反应生成三氧化二铁。因此,管两端区域腐蚀速度较快且严重。

  1.3应力产生的泄漏

  该厂使用的转化器为无补偿器的固定管板换热器。转化反应在内径为50 mm的列管内进行。操作时,列管内部温度为130~180℃,而壳层内热水温度只有90℃左右,当管内反应的温度过高或热负荷较大时,管外的水在上升过程中强烈气化,作用在列管上的应力极高,对列管产生较大的冲击,加速列管的腐蚀。频繁地开、停车也导致换热管胀接处受应力影响而产生渗漏。

  2·防止转化器泄漏的措施

  2.1增强脱水效果

  2.1.1增强原料气脱水

  在乙炔装置后部再并联1台脱水器,增大总体换热面积,使乙炔气有更多的停留冷却时间,减少带水量。

  针对氯化氢带水的问题,从源头处理,增加氢气脱水器,同时增加氢气缓冲罐的放水频次。在氯化氢合成工序的脱水阶段,增强循环水、盐水冷却器的实际效果,经查找资料与现场操作,将盐水冷却器气相出口的最低温度由-12℃降低至-15℃。这样,可避免温度过低,盐酸结冰,堵塞设备通道的风险,最主要的是利用盐酸冰点低,盐酸上蒸汽分压低的原理,将氯化氢气体冷冻脱酸,达到降低气相中水含量的目的。

  在充分考虑临界直径的基础上,在氯化氢送出总管与转化混合器前部氯化氢总管上加装旋风分离器。

  2.1.2增强酸雾过滤器的使用效果

  在原有4台酸雾捕集器基础上,再增加2台酸雾捕集器,增大过滤面积。同时,对酸雾捕集器的气相管路的配置进行了改造,改造前后对比情况见图2。

  详细比较以上酸雾捕集器流程图可以看出,2008年的流程中,气体的平均流速要小于2007年流程中的流速,这样就使得混合气体在酸雾捕集器内的停留时间变长,捕集效果增强。

  经过配管改造、对含氟硅油棉包扎环节严格要求,并以半年为周期进行更换后,混合脱水后水的质量分数由0.31%下降到0.10%,基本上可满足要求。

  2.2改善转化器循环水水质

  转化器热水中加入氯碱分厂盐水预热器产生的蒸汽冷凝水,改善循环水质。运行中的转化器要严格按工艺要求操作,及时排出上层蒸汽及混合的氧气等,适量加入碱液,用精密试纸测量,保证pH值在8.0~9.0,避免列管电化腐蚀。改造后的循环热水水质数据见表1。

  2.3减少应力损失

  努力稳定生产,避免短时间内大幅度提、降产量。转化器短时间停车而不停循环热水等操作,频繁开、停车会使温度在较短时间剧烈变化,在转化器上产生温差应力。此外,由于转化器的花板兼做法兰,拧紧法兰螺栓时会产生附加弯矩,检修后的转化器在拧紧螺栓时要对称,使其受力均匀,降低应力。

  2.4加强工艺管理

  (1)加强放水操作,尤其在夏天气温高的时候,乙炔系统带来的水分比较多,因此对乙炔水分离器、乙炔冷却器、乙炔砂封等设专人负责放水操作。

  (2)对重要的工艺指标,特别是氯化氢盐水冷却器,转化混合脱水装置的一段、二段盐水冷却器,酸雾捕集器的气相出口温度等均严格控制。

  (3)控制好转化分子比,防止乙炔过量使触媒失效。在转化配比中采用DCS系统的串级操作,设置好比例后,使乙炔流量跟踪氯化氢流量,不仅有效防止了乙炔过量情况的发生,而且减轻了工人操作的强度。

  3·运行效果

  采用以上措施取得了一定的效果,转化器泄漏的情况得到有效控制,确保了生产任务的完成,大大节约了转化器更换、触媒消耗等各项费用,降低了电石、水、电等定额,直接降低了生产成本。

  来源:中国塑料助剂网



顶一下()
踩一下()
收藏此页】【打印此页】【返回】【顶部】【关闭本页

集萃网版权与免责声明:
1、凡本网注明“来源:集萃塑胶网”上传的所有内容:文字、图片和音频视屏等稿件,版权均属于本网站,未经本网授权,任何媒体、网站和个人不得转载或以其他方式使用注有“集萃塑胶网”的所有信息。若要转载,务必取得本网站的许可(客户服务),并要注明来源。如若违反上诉声明,本网必将追究相关法律责任。
2、本网转载的其他文章,都注明了来源。本网转载是为了传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或对其真实性负责。对于要转载此类文章的媒体、网站及个人,必须保留本网注明的“稿件来源”,若有擅自篡改来源,均与本网站无关,其转载者自负法律责任,同时本网也必将依法追究责任。