鹽酸全脫吸技術簡介

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)VCM中HCL全回收、全解吸、零排放技術及經(jīng)濟效益分析杭州中昊科技有限公司前言“鹽酸全回收、全脫吸、零排放項目”是杭州中昊科技有限公司利用公司獨特的HCL回收、鹽酸解析工藝(專利號ZL5.4、ZL0.8、ZL3.9)為PVC行業(yè)的鹽酸循環(huán)利用提供了最先進的組合工藝,創(chuàng)造新的財富。技術概述VCM現(xiàn)有相關過量HCL處理工藝過程是粗氯乙烯由轉(zhuǎn)化器出來，進入除汞器用活性碳吸附汞蒸汽（主要含有氯高汞化合物）后，再進入合成氣石墨冷卻器將氣體冷卻至15℃左右方可進入降膜吸收系統(tǒng)，用由篩板塔流入的稀鹽酸吸收合成氣中的過HCL，制得25～28%的副產(chǎn)鹽酸。制酸后的合成氣先后進入篩板塔、水洗塔和堿洗塔凈化，吸收余下的HCL、二氧化碳等雜氣，獲得精制的氯乙烯供聚合用。水洗、堿洗塔要保持一定的液體循環(huán)量，以滿足凈化需要，新鮮水從水洗塔連續(xù)加入，廢液亦連續(xù)（或定期該工藝的不足之處A.水洗塔須向外連續(xù)（或定期）排放廢水，廢水中還溶解有HCl、氯乙烯，不僅造成可觀損失，而且污染環(huán)境，構成安全隱患，增大治污投入。B.氯化氫無法循環(huán)回收作為合成氯乙烯的原料氣，只能副產(chǎn)難以直接銷售的低濃度鹽酸，經(jīng)濟效益低。C.工藝流程長，設備多，篩板塔操作彈性小，壓力降高，過程操作控制難（特別在開停車時更加特出）。D.開車階段有大量氯化氫進入系統(tǒng)，極易引起過程超溫，損壞設備。E.堿洗塔非連續(xù)操作，需定期更換堿液，這對氯乙烯精制質(zhì)量有一定影響。經(jīng)我們對該工藝過程的多年研究，過量的HCl占氣體總量的5%左右，該工藝具有大流通量小吸收的工藝特征`，應采用綜合吸收工藝手法，即多種吸收方式同時使用方能達到最佳效果。依據(jù)我們長期從事氯化氫合成與吸收及脫吸的經(jīng)驗，我們引進了浙江大學董誼仁教授開發(fā)的從合成氣氯乙烯中回收氯化氫組合塔專利技術，核心設備是氯化氫組合吸收塔，塔內(nèi)可分為4個區(qū)，氯乙烯冷卻區(qū)、濃酸吸收區(qū)、稀酸吸收區(qū)、清水吸收區(qū)。過程示意見圖，溫度較高的含氯化氫5%～10%的氯乙烯混合氣（開車階段濃度允許遠高于此比例），進入組合吸收塔下部，由下而上經(jīng)過各區(qū)域冷卻、吸收后，99.5%以上的氯化氫被除去，脫除氯化氫的氯乙烯氣體從塔頂排出，送堿洗塔進一步精制，清水從頂層塔板連續(xù)加入，濃度31%～35%的濃鹽酸由下段出料口連續(xù)排出。此酸可作為脫吸裝置原料經(jīng)脫吸制氯化氫氣體返回合成崗位供合成氯乙烯用。脫吸所得19.5%稀鹽酸部分回組合塔濃酸區(qū)作為氯化氫吸收劑。與清水注入等量的稀酸進入深脫吸裝置制得的HCl送合成工序以增加VCM產(chǎn)量，提高工廠效益。深脫吸另一產(chǎn)品含0.7%HCl以下清水回用，作為綜合凈化塔微量HCl吸收劑達到水循環(huán)使用。真正做到了HCl全回收、廢水零排放。由于此裝置采用了專有的設計，合理的選材和制造技術，通過理論分析和實際操作過程摸索，找到了優(yōu)化的工藝操作條件。今推出的裝置已實現(xiàn)如下目標。A.多工況操作，可將全部氯化氫吸收后經(jīng)脫吸轉(zhuǎn)化為合成原料氣。B.零排放，系統(tǒng)不排廢水。C.流程簡化，設備少，占地面積小，投資省。D.操作壓降低，裝置操作彈性大（可在設計規(guī)模的0.3～1.2范圍內(nèi)操作），過程控制方便。E.開車階段允許大量氯化氫流入設備，且不會引起過程超溫。F.提高了堿洗效果，降低堿液使用量。要實現(xiàn)上述工藝必需要有優(yōu)異的裝置來支撐，杭州中昊科技有限公司率先在行業(yè)內(nèi)引進設計、制造了VCM氯化氫組合吸收塔，效果與技術經(jīng)濟指標得到業(yè)內(nèi)的廣泛好評。吸收部分和脫吸部分必須有機的結合，才能真正做到HCl全回收。公司的脫吸工藝設計，其生產(chǎn)工藝、設備配置、檢驗檢測方法達到國內(nèi)領先水平。脫吸工藝的能耗低，裝置全自控能力達到國內(nèi)先進水平。稀酸脫吸裝置率先在國內(nèi)使用，其殘留酸達到0.7%以下。濃酸脫吸的主要設備是脫吸塔,其特點：全塔采用優(yōu)質(zhì)石墨制造，避免了真空損壞。二種以上的填料規(guī)格加大了傳質(zhì)傳熱效果。高效二次再分布器及分布器提高脫吸效果。脫吸的另一主要設備是再沸器，JXK系列石墨設備的技術特點：1．主要原料：選用化工專用石墨。此材料主要優(yōu)點是：體積密度高1.75g/cm3，比電阻低9Ωm，導熱系數(shù)好350-400W-M2·K。廣泛適用于化工行業(yè)的加熱、冷卻、冷凝、合成等工藝。我公司的供應商及其材料經(jīng)過嚴格篩選，其主要性能經(jīng)測試，各項指標均符合質(zhì)量要求。同時制造中材料決不允許縱向拼接（即材料為整體）。2．樹脂生產(chǎn)及浸漬：采用國際先進標準樹脂。此樹脂在原料配方、生產(chǎn)工藝上有了重大的突破，其性能與原樹脂有著天壤之別，既能耐酸，亦能耐堿，脂在浸漬中吸收更徹底，樹脂附著力更強，透性系數(shù)達到10-6cm/s，從而還能常年適用于-40~200℃這樣大的溫差環(huán)境中使用，3．鋼制件、五金件：鑒于用戶工藝介質(zhì)溫差較大的特點，我們將圓塊式鋼制件：筒體、法蘭，由原來的A3鋼擬改用16錳熔，五金件采用25鉻鉬，以提高此工藝條件下的冷熱伸縮及補償率，達到完好運行，不出現(xiàn)漏點。4．機械密封：石墨設備的密封傳統(tǒng)做法為紙板、橡膠板。某些關鍵部位用四氟帶。根據(jù)用戶此設備有不能有任何滲漏的工藝要求，我們均采用氟橡膠即F4密封，以解決易老化的腐蝕問題，即設備所設計的使用壽命中不因密封件問題而受此影響。采用以上技術制造出來的設備，其質(zhì)量不亞于歐洲標準設計和制造的產(chǎn)品，設計使用壽命可達8年以上。我們有充分的理由和信心使該設備長期、安全、穩(wěn)定、無故障的運行，為你們創(chuàng)造更高更好的經(jīng)濟效益盡我們的微薄之力，以我們一流的產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)的服務贏得你們的信任。有了優(yōu)越的工藝設計，優(yōu)質(zhì)的裝置，我們的系統(tǒng)必然是一流的。二、工藝簡介、設計范圍、占地面積、投資估算1、裝置半脫吸（以解吸后的酸濃度19.5%操作時）工藝流程詳述由轉(zhuǎn)化器出來的的合成氣（含HCl5%左右）經(jīng)冷卻到40℃后進入VCMHCl組合吸收塔，先后流過VCM組合吸收塔填料段和塔板段，兩段分別用31%濃鹽酸和19.5%稀鹽酸和清水吸收氣流中的HCl，幾乎將其全部吸收，后流入堿洗塔，進一步吸收混合氣中所含的少量氯化氫和二氧化碳等有害組分。組合塔填料段是用濃鹽酸循環(huán)吸收，為提高吸收率、循環(huán)酸濃度，循環(huán)過程酸必須進行冷卻，以排出過程的吸收熱、降低流入塔板段氣流溫度、維持進塔酸溫不高于一定值；從濃酸槽排出的濃鹽酸經(jīng)脫吸、冷卻后得到的19.5%鹽酸，濃酸槽排出的濃鹽酸通過解吸濃酸泵加壓輸送，經(jīng)過雙效濃酸換熱器加熱后進入濃酸解吸塔頂部，與來自濃再沸器的高溫氯化氫和水蒸氣在塔內(nèi)逆流傳熱、傳質(zhì)，在塔頂?shù)玫胶柡退穆然瘹錃怏w，在塔底得到19.5%恒沸酸。含飽和水的氯化氫氣體在經(jīng)過一段冷凝器冷卻后得到純度為99.9%,溫度40℃2.裝置全脫吸（以解吸后的酸濃度0.7%操作時）工藝流程詳述由轉(zhuǎn)化器出來的的合成氣（含HCl5%左右）經(jīng)冷卻到40℃后進入VCM組合吸收塔，先后流過VCM組合吸收塔填料段和塔板段（共5層），兩段分別用31%濃鹽酸和19.5%稀鹽酸和0.7%稀鹽酸吸收氣流中的氯化氫，幾乎將其全部吸收，后流入堿洗塔，進一步吸收混合氣中所含的少量氯化氫和二氧化碳等有害組分。組合塔填料段是用濃鹽酸循環(huán)吸收，為提高吸收率、循環(huán)酸濃度，循環(huán)過程酸必須進行冷卻，以排出過程的吸收熱、降低流入塔板段氣流溫度、維持進塔酸溫不高于一定值；從濃酸槽排出的濃鹽酸經(jīng)脫吸、冷卻后得到的19.5%鹽酸和0.7%稀鹽酸濃酸槽排出的濃鹽酸通過解吸濃酸泵加壓輸送，經(jīng)過雙效濃酸換熱器加熱后進入濃酸解吸塔頂部，與來自濃再沸器的高溫氯化氫和水蒸氣在塔內(nèi)逆流傳熱、傳質(zhì)，在塔頂?shù)玫胶柡退穆然瘹錃怏w，在塔底得到19.5%恒沸酸。含飽和水的氯化氫氣體在經(jīng)過一段冷凝器冷卻后得到純度為99.9%,溫度40℃19.5%恒沸酸在其中添加一定濃度的氯化鈣溶液，經(jīng)泵送入稀酸解吸塔來自稀酸再沸器的高溫氯化氫、水蒸氣和氯化鈣在塔內(nèi)逆流傳熱、傳質(zhì)，在塔頂?shù)玫胶柡退穆然瘹錃怏w，含飽和水的氯化氫氣體在經(jīng)過一段冷凝器冷卻后得到純度為99.9%,溫度40℃的氯化氫氣體，經(jīng)由管道送出界區(qū)進入大系統(tǒng)。在塔底得到稀釋的氯化鈣溶液，低濃度氯化鈣溶液進入蒸發(fā)提濃塔與來自提濃塔再沸器的蒸汽在塔內(nèi)逆流傳熱、傳質(zhì)，使氯化鈣恢復到原來的濃度，由石墨泵把此溶液再送入稀酸解吸塔。提濃塔蒸發(fā)出的水中含HCL此時已≤1%。經(jīng)過一段冷凝器冷卻后得到HCL≤1%冷凝水，此水冷卻到103.裝置設計范圍(1)VCM鹽酸組合吸收裝置設計范圍1．VCM鹽酸組合吸收裝置帶控制點管道及儀表流程圖；2．VCM鹽酸組合吸收裝置主輔設備一覽表（提供詳細技術參數(shù)）；3．VCM鹽酸組合吸收裝置土建條件；4．VCM鹽酸組合吸收裝置控制、儀表條件；DCS控制邏輯原理圖；5．與VCM鹽酸組合吸收裝置配套的公用工程條件；6．VCM鹽酸組合吸收裝置各設備結構圖及總裝圖（不含專利部分詳圖）；7．VCM鹽酸組合吸收裝置各設備安裝、維護、使用說明書；8．崗位操作法及技術規(guī)程；9．現(xiàn)場指導VCM鹽酸組合吸收裝置的生產(chǎn)操作。（2）鹽酸解析裝置設計范圍1．鹽酸脫析裝置帶控制點管道及儀表流程圖；2．鹽酸脫析裝置主輔設備一覽表（提供詳細技術參數(shù)）；3．鹽酸脫析裝置土建條件；4．鹽酸脫析裝置控制、儀表條件；DCS控制邏輯原理圖；5．鹽酸脫析裝置配套的公用工程條件；6．鹽酸脫析裝置各設備結構圖及總裝圖（不含專利部分詳圖）；7．鹽酸脫析裝置各設備安裝、維護、使用說明書；8．崗位操作法及技術規(guī)程；9．現(xiàn)場指導鹽酸脫析裝置的生產(chǎn)操作。4、裝置占地面積（1）裝置半脫吸（解吸后的酸濃度19.5%回組合吸收塔再吸收操作時）。8000×24000（VCM組合吸收塔系統(tǒng)8000×12000，半脫吸系統(tǒng)8000×12000）（2）裝置全脫吸（解吸后的酸濃度0.7%回組合吸收塔再吸收操作時）。8000×30000（VCM組合吸收塔系統(tǒng)8000×12000，全脫吸系統(tǒng)8000×18000）5、投資估算10萬噸/年PVC，不含土建及公用部分：1、以解吸后的酸濃度19.5%操作時：全吸收250萬元/套+半解吸150萬元/套=400萬元/套（含技術服務費、填料、自控、管道等所有配套設備）2、以解吸后的酸濃度0.7%操作時：全吸收250萬元/套+全解吸500萬元/套=750萬元/套（含技術服務費、填料、自控、管道等所有配套設備）20萬噸/年PVC，不含土建及公用部分：1、以解吸后的酸濃度19.5%操作時：全吸收350萬元/套+半解吸200萬元/套=550萬元/套（含技術服務費、填料、自控、管道等所有配套設備）2、以解吸后的酸濃度0.7%操作時：全吸收350萬元/套+全解吸600萬元/套=950萬元/套（含技術服務費、填料、自控、管道等所有配套設備）三、VCM中HCl回收的經(jīng)濟分析：（一）現(xiàn)對VCM中HCl回收項目進行經(jīng)濟物料測算以10萬噸/年VCM產(chǎn)量規(guī)模,HCl過量5%(W%)計算:1、以解吸后的酸濃度19.5%計全年回收酸產(chǎn)量16129t/a（濃度按31%計）全年回收氯化氫氣體的量為:(16129-2000)×31%＝4380噸/年注：2000為全年仍需外售31%回收鹽酸的量（噸）2、以解吸后的酸濃度0.7%計則全年回收氯化氫氣體的量為:16129×31%＝5000噸/年(二)、將VCM回收酸進行回收利用所產(chǎn)生的運行費用為：1、以解吸后的酸濃度19.5%操作時：（1）制冷費用：62萬元/年(按HCl氣體出系統(tǒng)溫度40℃計算)（2）蒸汽費用：65萬元/年(共消耗蒸氣6512噸,蒸氣1.6t/tHCl，蒸汽按100元每噸計)（3）轉(zhuǎn)動設備運行費用：10萬元/年(總功率25KW,8000h,0.50元/度)（4）公用工程耗用量：8萬元/年則整個裝置的運行費用為：145萬元/年。2、以解吸后的酸濃度0.7%操作時：（1）制冷費用：70萬元/年(按氯化氫氣體出系統(tǒng)溫度40℃（2）蒸汽費用：95萬元/年(共消耗蒸氣9500噸,蒸氣1.9t/tHCl，蒸汽按100元每噸計)（3）轉(zhuǎn)動設備運行費用：12萬元/年(總功率30KW,8000h,0.5元/度)（4）公用工程耗用量：10萬元/年則整個裝置的運行費用為：187萬元/年（三）由以上的結果可見，如將水洗回收鹽酸中的HCl進行回收:對回收的氯化氫氣體產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益計算(PVC銷售價按7000元/噸,PVC的生產(chǎn)成本按5500元計):（1）以解吸后的酸濃度19.5%操作時：每年可為公司增加銷售收入4380×1.67×7000元/噸＝5120萬元,扣除生產(chǎn)成本約4380×1.67×5500=4023萬元/年,扣除運行費用：145萬元/年,則可增加經(jīng)濟效益：952萬元/年.（2）以解吸后的酸濃度0.7%操作時：每年可為公司增加5000×1.67×7000元/噸＝5845萬元的產(chǎn)值,扣除生產(chǎn)成本約5000×1.67×5500=4592萬元/年,扣除運行