高原地区的盐酸深解析运行情况

陈龙斌 吴玉花

(青海盐湖工业股份有限公司化工分公司化肥厂尿素二车间，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

(青海盐湖工业股份有限公司化工分公司PVC厂VCM一车间，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

高原地区的盐酸深解析运行情况

陈龙斌 吴玉花

(青海盐湖工业股份有限公司化工分公司化肥厂尿素二车间，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

(青海盐湖工业股份有限公司化工分公司PVC厂VCM一车间，青海海西蒙古族藏族自治州817000)

介绍了青海盐湖股份公司引进美国卡朋罗兰盐酸深解析技术，应用于VCM的生产，不仅解决了盐酸销售难的问题，而且通过盐酸深解析的运行，不但为公司节省了生产成本，而且解决了环保问题。

盐酸；深解析；运行

青海盐湖工业股份有限公司100万吨/年钾肥综合利用项目，作为西部大开发首批十大重点项目之一，现有20万吨/年氢氧化钾、22万吨/年聚氯乙烯，HCl合成及C2H3Cl生产副产的盐酸量比较大，虽在建设初期就配有盐酸脱析装置，但该装置只能脱除部分HCl，脱除后的盐酸质量分数约为20%HCl与H2O形成二元共沸体系达到相平衡，保持不变[1]。不能达到深度解析的目的，所以仍有很大一部分副产盐酸需外售。而青海盐湖工业股份有限公司化工分公司（以下简称本公司）位于青藏高原上的青海省格尔木市察尔汗盐湖上，周边几乎没有其他护工企业，受地理位置及周边环境的双重影响，导致生产的副产品外运费用极高。为解决废酸问题，配套建设了盐酸处理能力5万吨/年的盐酸深解析装置，全套设备由美国卡朋罗兰进出口石墨设备有限公司提供，由成达工程公司完成初步设计。用于处理VCM生产中组合吸收塔和降膜吸收器下来的31%的盐酸，HCl再用于C2H3Cl生产中，回收后的废水大部分循环使用，少部分送到含汞废水处理装置进一步进行除汞处理，既降低了HCl的消耗，也达到节能减排的目的。经过长周期运行，既达到了废酸处理的目的，同时也生产出了纯度为99%以上的HCl气体，并循环使用到VCM生产中，废水经过废水装置处理后排放，达到了国家的环保要求。本公司引进卡朋罗兰盐酸深解析技术后，不但解决了盐酸的销售困难问题，还解决了PVC装置酸系统的平衡问题，盐酸深解析过程产生的部分HCl气体作为PVC的生产原料，既节约了生产成本，又减少了环境压力[2]。

1 盐酸深解析工艺原理

盐酸深解析是一个蒸馏操作，在有CaCl2（破共沸物）时，就会打破HCl-H2O二元共沸物的平衡，在蒸汽加热的情况H2O被CaCl2吸收，HCl溶液从26.6%wt浓缩到HCl超过99.9%wt以上，产生的废液（过量水）中HCl小于0.7%wt以下。浓缩破共沸物（CaCl2）在一个闭合的回路里循环使用。

2 盐酸深解析工艺流程简述

盐酸进入破共沸塔前送入预热器进行预热。混合原料溶液从破共沸塔的顶部进入。进到塔体的混合物料的温度已经到了沸点。在塔的底部，破共沸塔再沸器通过蒸汽加热。含有水蒸气的HCl气体离开塔顶，经过一级冷凝器冷却HCl气体分离出大量的水蒸汽，此热换器是水冷却。二级冷凝器是通过冷冻盐水冷却，进一步冷却HCl气体中大部分的水蒸汽。从两个热换器内出来的浓盐酸被收集到回流槽，HCl气体再通过用冷冻盐水冷却的除雾器确保大部分被夹带的盐酸酸雾能够分离，并且也被收集到回流槽，然后通过泵送回塔顶。

由于重力，溶液降到塔底。破共沸剂(CaCl2)将留在液相中从塔底流出。底部液体是更稀的CaCl2溶液及微量的盐酸。当更稀的CaCl2溶液及微量的盐酸在闪蒸罐内闪蒸时，就产生了水蒸汽和少量HCl气体。闪蒸效果被由蒸汽加热的自然循环热虹吸闪蒸蒸发器强化，然后浓缩的CaCl2溶液与进料混合进入各蒸馏塔内再循环。离开闪蒸罐的蒸汽中含有少量的HCl，然后在随后的废蒸气顶部冷凝器被完全浓缩并部分冷却。废水罐紧连到浓缩器。不凝气可从罐处离开此工艺段，最后废水在废水冷却器中冷却到50℃，然后通过废水泵打出工艺系统。当工艺正常运行时，要补给因废水萃取而流失的少量的CaCl2。由于正常操作过程中，CaCl2只有少量流失，主要进行补给是起动系统时，或者有杂物进到系统内，需通风除去杂质时。在混合罐内，采用手工混合无水CaCl2晶体和去离子水，而生成含Ca⁃Cl230%的CaCl2溶液。通过CaCl2补给泵，将溶液抽到供给闪蒸鼓泵的溢流罐内。

3 盐酸深解析工艺特点

（1）在进入破共沸塔前，将足量的破共沸物物料与装置进料混合来达到浓缩的目的。进入到塔体的混合进料的温度已经达到了沸点。在该塔的底部，通过蒸汽加热，由于共沸点被打破，蒸汽里的HCl浓度要远大于溶液里的。由于重力，溶液降到塔底。破共沸剂(CaCl2)将留在液相中从塔底流出。底部液体是更稀的CaCl2溶液及微量的HCI。

（2）稀释的破共沸物采用闪蒸工艺浓缩，然后浓缩的CaCl2溶液与进料混合进入蒸馏塔内再循环。当工艺正常运行时，要补给因废水萃取而流失的少量的CaCl2。

（3）正常操作过程中，CaCl2只有少量流失，主要进行补给是起动系统时，或者有杂物进到系统内，需通风除去杂质时。采用手工混合无水CaCl2晶体和无离子水，而制成含CaCl230%的CaCl2溶液；此浓度可保证决不出现冻结。

（4）由于进入系统进料温度很低，将盐酸与CaCl2混合并送入破共沸塔之前需要进行预热。通过回收从再沸器和蒸发器输出的干净冷凝液的能量来完成预热，这样可以保证即使进料酸温度很低的情况下破共沸塔能有效运行。

4 盐酸深解析的经济效益

就本公司年处理能力5万吨的盐酸深解析装置，处理废酸浓度在31%左右，废水中含酸浓度＜1%来计算，每年可产生HCl气体在1.5万吨左右。如果直接将盐酸去销售产生的销售收入为1千万元左右，且无法保证工业盐酸不产生污染等危害；而要将盐酸深解析产生的1.5万吨HCl气体用于生产PVC，年产PVC约在2.5万吨左右，直接产生的销售收入在1亿元以上，而且还可以保证含汞废酸的零排放，减轻了含汞盐酸污染环境的问题。

5 盐酸深解析运行情况

5.1 破共沸系统运行情况

本系统实际生产中所用盐酸浓度为31%wt左右，比设计时的26.6%wt稍大，在加入破共沸剂CaCl2溶液时是根据盐酸的加入量以一定比例进行加入，操作由Honeywell操作控制系统自动控制。而破共沸剂主要是对HCl-H2O这个二元共沸体系中的水起作用，在同等盐酸加入量不变的情况下，破共沸剂的加入量也不变，而浓度为31%wt的盐酸比26.6%wt的盐酸含水量小，这样在蒸汽加热汽提，产生纯度为99.9%以上HCl气体，产生的废水中HCl的含量始终小于0.7%wt。

5.2 闪蒸系统运行情况

由于本公司处于高海拔地区，绝对压力小于一个大气压，闪蒸罐是常压设备，所以闪蒸罐的温度在120℃就已开始对水闪蒸，比设计温度125℃低了5℃，而且闪蒸时CaCl2溶液的浓度所对应的温度也都有所下降。

5.3 废水系统运行情况

盐酸深解析汽提闪蒸后经废水冷却器冷却后的废水可打回VCM净化工序用于组合吸收塔，继续用于未反应的HCl气体的吸收，降低了工业水的用量，同时废水多余部分打至废水工序跟碱洗后的废碱液中和后，通过废水处理工序处理，达到环保要求后排放至全厂污水处理系统。

6 盐酸深解析技术的优势

在传统的电石法生产VCM的工艺中，HCl的纯度一般在93.5-95.5%，HCl和C2H2的配比为1.05-1.1:1，为确保触媒的使用寿命，HCl的过量都在5-10%，既浪费能源又产生大量的废酸，而盐酸深解析产生的HCl纯度在99%以上，返回HCl系统后，HCl和C2H2的配比控制在1.02:1，不但质量分数减少而且相对稳定，并与合成炉出来的HCl混合后，使HCl整体纯度提高，相应的游离氯含量降低，使生产的安全性大大提高[3]。而且盐酸深解析后的HCl应用于生产后，系统的不凝气体相对减少，使后续压缩及精馏系统的操作更加平稳。

7 结语

本公司自从引进美国卡朋罗兰整套工艺设备后，不但解决了盐酸销售难的问题，而且通过盐酸深解析回收的HCl能继续用于生产、废水能循环再利用、降低了生产成本。

[1]张鸿.聚氯乙烯合成水洗酸回收[J].聚氯乙烯，2004,(5):55-56.

[2]周军，张新力.电石法聚氯乙烯汞减排路线的探讨与实践[J].聚氯乙烯，2011,(10):1-5.

[3]包庆山，蔡生吉等.盐酸深解析技术在VCM生产中的应用[A].2011年全国聚氯乙烯行业技术年会论文集，2011,60-63

hydrochloride deep striping technology from American Carbone Lorraine allied to VCM production of Qinghai Salt Lake industry company limited is introduced,which not only solving the problem of hydrochloride sale,but also saving operation cost and solving environmental problem by running of hydrochloride deep striping.

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