電石法PVC生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能減排措施

1、電石法pvc生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能減排 措施耿慶魯?shù)轮輰?shí)華化工有限公司摘要：通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了消耗，減少“三廢”排放量，降低了生 產(chǎn)成本，不僅可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，更改善了環(huán)境，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目的。 關(guān)鍵詞：電石法;節(jié)能減排;措施;電石渣;pvc母液;廢氣處理;汞污染;收稿日期：2016-07-27energy saving and emission reduction measures for sustainable development of pvc production by calcium carbide methodgeng qing-ludezhou shihua

2、 chemical co.、 ltd.;abstract：through the optimization design of the production process, reduce consumption, reduce the "three waste" emissions, reduce the production cost, not only can obtain better economic bcncfits, improve the environment, achieve the purpose of clean production.keyword

3、： calcium carbide met hod; energy saving and emission reduction; measures; carbide slag; pvc mother liquor; waste gas treatnient; mercury pollution;received： 2016-07-27電石法pvc生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的電石渣、廢水和廢氣等，除了增加生產(chǎn)成本, 還對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低消耗，減少“三 廢”排放量，降低生產(chǎn)成本，不僅可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是改善了 環(huán)境，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目的。1電石渣的處理與應(yīng)

4、用電石渣主要成分為5(011)2,含量達(dá)90%以上。經(jīng)壓濾機(jī)處理后的干電石渣，其 應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面。(1) 制成石灰石作為牛產(chǎn)電石的原料；(2) 與煤渣等鍛燒生成電石渣水泥；(3) 作普通建筑材料；(4) 作防水涂料的主要填料；(5) 利用電石渣的ca (0h) 2生產(chǎn)純堿;(6) 在金屬煉制中，用部分電石渣代替石灰石和生石灰用作溶劑。2乙烘工序上清液的回收目前，電石法pvc生產(chǎn)工藝對(duì)電石渣漿的處置方法多數(shù)采取自然沉降后，直接 將上清液進(jìn)行排放，上清液閉路循環(huán)用于發(fā)生器，關(guān)鍵問(wèn)題是上清液的降溫。用 噴霧冷卻降溫法，理論上只要有10%的廢水氣化，即可使水溫降低56°co乙烘發(fā)牛器

5、排出的電石渣漿被泵送往濃縮池，為了降低濃縮后上清液的含固量, 采用2座濃縮池串連，后一座濃縮池上清液進(jìn)入熱水池，上清液在熱水池經(jīng)過(guò) 進(jìn)一步沉降后，經(jīng)熱水泵送至噴霧冷卻塔，其溫度從60°c降到40°c以下進(jìn)入冷 水池，經(jīng)涼水泵送往乙烘工段，作為發(fā)生器溢流用水、底部沖洗水、渣池沖洗水、 發(fā)生器少量給水等使用。3乙烘氣冷卻塔自身內(nèi)循環(huán)早期的乙烘氣冷卻塔工藝為:清凈塔的廢次氯酸鈉進(jìn)入廢次氯酸鈉大罐，用泵輸 送到?jīng)鏊?，冷卻后，再用泵輸送入冷卻塔供乙塊氣降溫使用，最后排到廢次 氯酸鈉大罐。為了保持廢次氯酸鈉大罐的液位，一部分廢次氯酸鈉要排放到渣漿 池作為發(fā)牛補(bǔ)充水，另一部分要排入污水

6、處理站。這種工藝流程復(fù)雜，設(shè)備和管 道多，并口冷卻水經(jīng)過(guò)涼水塔后水中溶解的乙塊會(huì)散發(fā)到大氣中，乙塊氣損失 較大。乙烘氣冷卻塔自身內(nèi)循環(huán)工藝流程為冷卻塔的水在塔底用泵通過(guò)1臺(tái)換熱器冷 卻后打到塔頂噴淋下來(lái)，給乙規(guī)氣降溫，根據(jù)塔底的液位及時(shí)補(bǔ)充廢次氯酸鈉 水。采用乙塊氣冷卻塔自身內(nèi)循環(huán)后，減少了乙塊氣的溶解損失，提高了乙塊氣的 冷卻效果。4氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中氯化汞的處理從理論講上，乙規(guī)與氯化氫在氯化汞觸媒的催化作用下生成氯乙烯，氯化汞觸 媒不參與反應(yīng)，但是在實(shí)際牛產(chǎn)中隨著觸媒使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其活性逐步降低， 并口降到一定程度后就不能再用。生產(chǎn)中可以采用以下方法進(jìn)行處理。(1) 嚴(yán)格操作管理，提高清凈

7、效果，盡量除去乙塊氣中硫、磷、碑等雜質(zhì)。(2) 不僅使乙規(guī)進(jìn)入乙規(guī)預(yù)冷器中進(jìn)行降溫，而且還使其進(jìn)入捕霧器進(jìn)行捕霧 脫水。氯化氫和乙塊在混合器中混合后不是先進(jìn)入串聯(lián)的石墨冷卻器，然后進(jìn)入 串聯(lián)的酸霧過(guò)濾器，再用硅油浸制的酸霧捕集器進(jìn)一步分離的方法，而是采取 先進(jìn)入并聯(lián)的石墨冷卻器，然后進(jìn)入并聯(lián)的酸霧過(guò)濾器，其后再次降溫、除霧， 利用多級(jí)降溫、多級(jí)除霧的方法把混合氣中的水體積分?jǐn)?shù)控制在要求范圍內(nèi)。(3) 采用新型的轉(zhuǎn)化器，把轉(zhuǎn)化器列管的數(shù)量由過(guò)去的650余根增加到810余根, 并且在轉(zhuǎn)化器內(nèi)部設(shè)置折流板，提高移熱能力。(4) 采用密閉的方式，杜絕汞的流失。利用水環(huán)真空泵產(chǎn)生的吸力，將轉(zhuǎn)化器列 管屮

8、的觸媒逐一抽至觸媒儲(chǔ)罐內(nèi)，然后從儲(chǔ)罐的底部放出，裝人袋屮進(jìn)行再利 用或進(jìn)行觸媒再造。5廢鹽酸脫吸和密閉循環(huán)在氯乙烯合成過(guò)程中，為了能使乙塊反應(yīng)完全，通常通入過(guò)量氯化氫。過(guò)量的氯 化氫采用水洗法去除，會(huì)產(chǎn)生一定量的含汞廢鹽酸。為了能夠回收合成氣屮過(guò)量 的氯化氫，需要密閉循環(huán)，將合成氣經(jīng)冷卻后采用泡沫塔或篩板塔進(jìn)行水吸收, 生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%或35%的副產(chǎn)品鹽酸。廢酸的價(jià)值較低，可通過(guò)廢酸脫吸裝 置脫出氯化氫冋用。廢酸脫吸裝置的新工藝，將泡沫塔出來(lái)的廢酸送到脫洗塔脫吸出氯化氫，再經(jīng) 過(guò)石墨換熱器冷卻干燥，返回合成系統(tǒng)循環(huán)利用，另外，稀酸收集后送泡沫塔 作為吸收液。該工藝可提高氯化氫吸收、處理能力

9、，減小相關(guān)設(shè)備負(fù)荷，確保水 洗、堿洗裝置經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行，具有較高的推廣價(jià)值。6轉(zhuǎn)化器熱水自壓循環(huán)氯乙烯合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，需要有大量循環(huán)水帶走熱量，如反應(yīng)溫度過(guò)高， 使觸媒失效或在轉(zhuǎn)化器上部產(chǎn)牛大量水汽，造成汞流失或汞中毒，影響安全牛 產(chǎn)。采取冷卻水強(qiáng)制循環(huán)，并不定期補(bǔ)充軟化水進(jìn)行降溫。采用轉(zhuǎn)化器熱水包循 環(huán)工藝、通過(guò)轉(zhuǎn)化器回水管路的汽水分離器，將熱水減壓釋放蒸汽，熱水降溫后 靠重力自壓循環(huán)。工藝投入運(yùn)行后，轉(zhuǎn)化器反應(yīng)熱不但能及時(shí)移出，還減少了熱 水泵的動(dòng)力消耗。同時(shí)解決熱水氣阻現(xiàn)象和轉(zhuǎn)化器反應(yīng)溫度偏離問(wèn)題，延長(zhǎng)了觸 媒的使用壽命，投資少，見(jiàn)效快。7廢氣的處理不凝性氣體夾帶氯乙烯和乙烘氣體經(jīng)尾氣

10、冷凝器作為精係尾氣排到大氣中。一般 尾氣中含氯乙烯體積分?jǐn)?shù)為8.5%9.5%,含乙規(guī)體積分?jǐn)?shù)為2%8%,精憾尾氣放 空的氯乙烯和乙烘是其損耗原因之一，也對(duì)環(huán)境造成污染。目前，精僧尾氣回收 的方法主要有以下幾種。(1)變壓吸附冋收。精鐳尾氣進(jìn)入列管式活性炭吸附 器的底部，利用活性炭吸附其屮的氯乙烯，而氫氣、氮?dú)夂筒糠忠液娌槐晃剑?在吸附器的頂部在一定壓力下排出。當(dāng)活性炭?jī)?nèi)吸附的氯乙烯達(dá)到飽和后，進(jìn)行 真空解吸回收氯乙烯?，F(xiàn)在變壓吸附裝置的自動(dòng)化控制水平不斷提高，回收后的 精憾尾氣完全達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，凈化后的氣體中氯乙烯質(zhì)量濃度氯乙烯、乙烘 的冋收率達(dá)到98%以上，放空氣體中的氯乙烯體積分?jǐn)?shù)一

11、般可以達(dá)到0. 2%以下；(2)膜法回收。是通過(guò)對(duì)應(yīng)孔徑的回收膜，來(lái)回收尾氣中的氯乙烯。與變壓吸附 相比，膜回收系統(tǒng)可承受尾氣中氯乙烯濃度和氣量較大的變化，且回收率不受 影響。膜系統(tǒng)無(wú)傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不需要額外增加公用工程消耗，操作費(fèi)用低。 膜冋收氯乙烯單體冋收率可達(dá)95%以上，同吋可以冋收85%的乙烘氣。8母液水的回收利用懸浮法pvc樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的離心母液水中懸浮物和聚氯乙烯單體含量較 高，大量排放，不僅浪費(fèi)水資源，還給環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而且由于大量vcm 的逸出，在下水中形成潛在的安全隱患，給污水處理系統(tǒng)帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。因此, 冋收處理離心母液水，既可解決水資源緊缺的問(wèn)題，又可冋收熱

12、能，消除污染， 還可增加經(jīng)濟(jì)效益。隨著工業(yè)用水口益緊張，對(duì)離心母液?jiǎn)为?dú)進(jìn)行處理并回用于 聚合生產(chǎn)取得突破。其中混凝-生物接觸氧化、接觸氧化-臭氧化工藝以及雙膜法 處理技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中效果較好。仃)生物接觸氧化法處理離心母液水。該工藝比較容易滿足工業(yè)水要求，且分解 產(chǎn)物只有水和氧氣，處理后的母液水可并入工業(yè)水系統(tǒng)進(jìn)行軟化處理。(2) 接觸氧化和臭氧處理相結(jié)合的方法處理離心母液廢水，cod去除率達(dá)到85% 以上，生化出水經(jīng)過(guò)砂濾，臭氧氧化及炭濾深度處理后，出水cod保持在20 mg/l以下，達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)。(3) 雙膜(超濾+反滲透)過(guò)濾技術(shù)處理離心母液，使之達(dá)到聚合工藝用水水質(zhì) 和純水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

13、該雙膜處理離心母液技術(shù)具有以下特點(diǎn):采用外壓式的方式， 將母液中的pvc產(chǎn)品一次冋收。工藝技術(shù)及設(shè)備先進(jìn)，處理效果較穩(wěn)定，保證出 水穩(wěn)定，達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，回用到生產(chǎn)裝置屮；工藝簡(jiǎn)單，易于操作便于管 理，占地少，運(yùn)行費(fèi)用低等。9脫除樹(shù)脂中殘留的vcm在聚合后處理工藝中，為了除掉樹(shù)脂中殘留的vcm,進(jìn)行了廣泛的試驗(yàn)研究， 在pvc生產(chǎn)工藝中增加了漿料汽提裝置。目前，pvc漿料中殘留vcm的脫除技術(shù) 主要有2種。(1)釜式汽提技術(shù)。釜式汽提技術(shù)為間斷操作，聚合反應(yīng)終止后，出料至接料槽 排氣回收部分未反應(yīng)的vcm氣體，然后進(jìn)行“熱真空汽提”操作。釜式汽提雖然 是間斷操作，操作時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有

14、一定影響，但一次性投資少，故該 技術(shù)適用于小型pvc生產(chǎn)。 塔式汽提技術(shù)。該技術(shù)既可大量脫除和回收pvc漿料屮殘留vcm氣體，又較 小影響產(chǎn)品質(zhì)量，從而滿足了大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的要求。塔式汽提技術(shù)普遍為 國(guó)外大公司所采用，其中比較先進(jìn)的有日本信越汽提技術(shù)，美國(guó)古德里奇汽提 技術(shù)和歐洲pvc技術(shù)等，中國(guó)現(xiàn)有的塔式汽提技術(shù)基木上引進(jìn)上述技術(shù)或在消 化、吸收引進(jìn)技術(shù)后有所創(chuàng)新。i0抽觸媒廢水的循環(huán)利用在氯乙烯的生產(chǎn)過(guò)程中，要根據(jù)觸媒的使用周期對(duì)觸媒進(jìn)行翻倒或更換。觸媒由 活性炭吸附氯化汞制作而成，在使用過(guò)程中不可避免地要粉化。翻倒或更換觸媒 吋，需要利用水環(huán)真空泵通過(guò)管道把觸媒從轉(zhuǎn)化器列管中抽岀，在

15、此過(guò)程中產(chǎn) 生了含觸媒粉塵的污水，如果污水直接外排，會(huì)造成環(huán)境和水資源污染。真空泵 用水指標(biāo)不高，只要能保證用水量且不含大顆粒雜質(zhì)即可，所以可采用過(guò)濾的 方式使這部分含汞污水在小系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。在循環(huán)使用過(guò)程中，觸媒會(huì)吸附部 分氯化氫，因此這部分水會(huì)逐漸顯酸性，為防止其腐蝕真空泵和管道，要定期 向循環(huán)水中加堿中和。從真空泵和分離器排出的污水進(jìn)入過(guò)濾池，通過(guò)過(guò)濾磚過(guò) 濾后進(jìn)入清水池，然后通過(guò)1臺(tái)液下泵打到真空泵和分離器。在抽觸媒的過(guò)程屮 產(chǎn)生的含汞廢水通過(guò)過(guò)濾除去觸媒粉塵后重復(fù)利用，使這部分含汞廢水達(dá)到了 零排放，避免了汞外排對(duì)環(huán)境的污染。為防止在清理過(guò)濾池時(shí)含汞污水外排，增 設(shè)1個(gè)活性炭吸收池

16、，在清理過(guò)濾池時(shí)把含汞污水先排到吸收池吸附汞，然后 排到污水處理站。1 1堿洗塔廢堿液的綜合利用堿洗塔內(nèi)有含na oil質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%15%的堿液循環(huán)，其作用是除去合成氣屮夾 帶的微量氯化氫和二氧化碳。按操作規(guī)程，當(dāng)堿液中na oh質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5%或 n/cos質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于5%時(shí)，塔內(nèi)循環(huán)的堿液視為廢堿液不能繼續(xù)使用。此時(shí)需要 排放廢堿液并且沖洗堿洗塔，然后重新配制堿液。如果把堿洗塔的廢堿液用作尾 氯吸收池的吸收液，這樣廢堿液打到尾氯吸收池后，滿足了尾氯吸收池每天的 用堿量，吸收池?zé)o需再用成品堿來(lái)吸收尾氯，既解決了吸收池的用堿問(wèn)題，節(jié) 約了大量成品堿，又解決了氯乙烯工段廢堿液外排的問(wèn)題。1 2其他措施電石渣漿真空脫吸冋收乙烘氣、氯乙烯尾氣冋收氫氣、布袋除電石粉塵及冋收乙 烘工藝、pvc落地樹(shù)脂回收和干燥乏汽再利用工藝改造等，也會(huì)取得較好的經(jīng)濟(jì) 效益。1 3結(jié)語(yǔ)由于電石乙塊法仍是目前