PVC生产中电石消耗的降低

侯雄财,陈树培，牛东，李静华

(陕西北元化工集团股份有限公司，陕西 榆林 719319)

陕西北元化工集团股份有限公司化工分公司聚氯乙烯二分厂(以下简称北元集团二分厂)主要采用电石法生产PVC。影响PVC生产成本最主要的因素就是电石单耗，笔者从电石风化率、电石质量、乙炔回收装置3方面来分析电石消耗高的原因并介绍相应的改造措施。

1 改造前电石单耗情况

2018年北元集团二分厂电石计划单耗为1.34 t(生产1 t PVC消耗的电石)。根据2018年1—7月电石单耗统计数据(见表1)，实际单耗高于计划单耗，具体见表1。

表1 电石实际单耗情况Table 1 Practical unit consumption of calcium carbide

2 电石风化率与电石发气量关系[1]

电石风化对电石单耗、粉尘治理影响均较大，风化率越高，电石单耗越高。为了进一步测定电石在不同体积下的风化率，选择发气量在(290±5)L/kg的电石，制作成边长分别为5、10、15 cm的正方体电石块组，进行风化率的测定。在试验前，用毛刷将选好的电石块表面粉尘清扫干净(或用吸耳球将表面吹扫干净)，然后将电石放置在电石库固定位置，每隔4 h清扫称重一次并记录数据，总测量时长为24 h,结果见表2。

表2 电石风化量试验数据Table 2 Experimental data of weathering amount of calcium carbide

风化率=粉尘量÷原始样品质量，计算得到电石风化率，结果见表3。

表3 电石风化率计算结果Table 3 Calculation results of weathering rate of calcium carbide

由表3可见：电石颗粒越小，风化率越高；放置时间越长，风化率越高。电石风化率越高，电石单耗就越高，因此在生产实际中不仅要加强电石库管理，合理安排电石入库，减少电石库存量，还应严格控制电石颗粒大小。

3 电石质量

电石的主要成分是碳化钙，此外还含有硫、磷、矽铁等杂质，北元集团二分厂电石用量和杂质含量情况见表4。

表4 电石用量及杂质含量Table 4 Consumption of calcium carbide and impurity content t

①停车检修。

从PVC生产的实际情况来看，使用高品质电石更有利于降低电石单耗。一级电石的发气量一般在280 L/kg以上，电石粒度适中，砂铁等杂质含量较少，可减少发生器排渣次数，从而能减少排渣过程中乙炔的损失，有利于降低电石消耗。因此，应建立健全相应的监管机制，严格把好电石质量关，及时处理生产中发现的电石质量问题。

4 乙炔回收装置[2]

北元集团二分厂乙炔生产采用湿法发生工艺,共有5台发生器,发生器溢流出来的渣浆经溢流槽流至渣浆池。电石渣浆中残存大量的乙炔，乙炔挥发既污染了环境,造成浪费，又存在安全隐患。为了回收电石渣浆中的乙炔,降低电石消耗,节约生产成本,提高经济效益, 北元集团二分厂引进了10万t/a PVC电石渣浆回收乙炔装置,采用真空脱吸技术回收发生器溢流渣浆中的乙炔。

(1)乙炔回收工艺。

从乙炔发生器溢流出来的电石渣浆含固质量分数约20%，温度在75 ℃左右，经过密闭的管道进入渣浆缓冲罐，压力为1～3 kPa(发生器的压力为3～9 kPa)，初步解压脱吸后通过渣浆泵打入脱吸塔上部，在筛网的过滤下均匀地喷下，在真空状态下，溶解、吸附在渣浆中的乙炔在脱吸塔内被闪蒸、提取出来。在水环真空泵的抽吸下，脱吸塔内压力达到-60～-40 kPa，可充分脱除电石渣浆中溶解的乙炔。分离出的水进入电石渣浆中，经脱吸后的电石渣浆通过液位调节控制连续排入渣浆池。从脱吸塔出来的乙炔与水蒸气的混合物经列管换热器换热后送至乙炔气柜，其中从水环真空泵分出一路乙炔，经小冷却器冷却后送至在线测氧仪分析，分析结果与去乙炔气柜的总管联锁，当回收乙炔含氧体积分数小于2%时送入气柜，不合格时则自动排空。

乙炔回收工艺流程见图1。

图1 电石渣浆中乙炔回收工艺流程Fig.1 Process flow of recovering acetylene from calcium carbide slurry

(2)经济效益。

电石渣浆乙炔回收装置投用以来，每小时可回收乙炔40 m3，每年回收乙炔32万m3，电石发气量以290 L/kg计算，每年可节约电石320 000÷290=1 103(t)；电石价格按3 000元/t计算，每年可节约成本1 103×3 000=330.9万(元)。

5 结语

电石单耗对PVC生产成本有很大的影响，有效降低电石单耗是PVC生产企业降低生产成本、增强市场竞争优势、实现利润最大化的重要途径。在实际生产中，影响电石单耗的因素很多，可通过加强电石库管理、电石质量管控及回收渣浆中乙炔等措施控制电石单耗，从而达到降本增效的目的。