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离子膜烧碱装置长周期稳定运行研究和节能减排

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  摘 要:总结了离子膜法烧碱装置长周期运行和节能减排的一系列研究和技改,提高装置运行稳定性,降低运行能耗和环境污染。
  关键词:离子膜法烧碱;稳定运行;节能减排
  离子膜烧碱生产技术以能耗低、质量好、对环境友好,逐渐成为烧碱的主要生产工艺。在能源紧缺和生态保护的大环境下,降低企业运行成本、提高装置稳定性和运行周期、减少污染物排放,有利于提高企业竞争力。国内离子膜烧碱生产装置通过一系列优化和改造,不断降低运行成本,减少环境污染,保障生产系统长周期稳定运行,使各项运行指标达到国家要求。中石化江汉盐化工湖北有限公司自开车以来,结合实际运行情况,进行了一系列工艺改造和优化研究,提高装置运行稳定性,不断降低生产成本,节能减排。
  1 主要生产工艺
  该厂为19.3万吨离子膜电解装置,主要包括盐水精制、电解、蒸发、氢氯处理、及配套公用工程系统。其中电解工序为离子膜电解工艺,蒸发工序引用瑞士Alfa Lava公司的烧碱浓缩技术,氢氯处理工序设置三塔工艺碱液吸收,处理电解开停车时和各种事故状态时的氯气。
  2 装置长周期稳定运行研究
  2.1 氢气泵进口管线排水改造
  背景:氢氯处理工序氢气泵K-401在运行过程中,出现氢气水环压缩机抽力发生波动,甚至没有抽力的现象,引起氢气系统压力不稳定,导致电解氯氢压差波动,电解装置跳闸,造成全厂非计划停车的事故,给安全生产带来隐患。原因分析:故障主要是由于氢气冷却塔C-401出口氢气携带的水雾及水蒸气凝结水,在氢气压缩机K-401进口总管沉积,使氢气压缩机进口总管存在积液现象。当氢气泵负荷变大时或积液量过大,极易将管道内积水抽至水环压缩机内,破坏水环的形成。解决方案:在氢气压缩机K-401的入口总管底部上增设导流管,引至喷淋塔底部,利用液位差,使氢气总管积液及时排出,避免进入氢气水环压缩机内,破坏水环,影响压缩机的正常运行。通过增设排水管道,消除总管内积液现象,提高了氢气压缩机的稳定性,减少了系统的压差波动,保证了电解装置稳定运行,确保生产安全。
  2.2 氢气在线监测和能源成本管理
  背景:氢气在线监测和调度优化有助于提高氢气利用率、提高装置单元性能监测准确率(氢气系统中设备的性能计算模型),降低用氢成本,保障装置的平稳运行。解决方案:通过安装、调试运行氢气在线分析仪,结合已有的成本核算模型,实现在线计算产氢/耗氢成本,优化资源配置。对装置内氢气相关设备进行可视化管理,提高氢气的管理水平和利用效率。针对各种运行工况,实现不同负荷下系统操作优化,避免氢气出现放空,指导装置稳定运行。
  3 节能改造和减排研究
  3.1 余热综合利用
  背景:其他分厂大量90-110℃热源被循环冷却水冷却,热量被大量浪费,同时消耗大量冷却水,运行能耗较高。氯碱厂通过压缩制冷系统/蒸汽驱动溴化锂机组提供冷冻水供装置。解决方案:考虑综合利用該股热源,副产100℃热水供溴化锂机组产冷冻水,降低循环水消耗、压缩制冷系统电耗及溴化锂机组蒸汽消耗量,综合降低其他分厂和氯碱厂运行能耗,P-410为热水循环泵,V-410为热水缓冲罐,为降低热水循环泵功耗,使用N2保压。该方案需考虑现场空间、改造难易、投资和收益等进行综合评估。
  3.2 外排氢气回收利用
  背景:由于氢气的物理性质,氢气液化需要消耗一定电力,液化装置投资较大,附近缺少下游用氢用户和长距离输送管网,装置副产氢气长时间处于放空状态,给安全生产带来隐患。解决方案:与附件新建的耗氢生产装置建立合作关系,通过合理的供需平衡及分配,保障下游用户氢气稳定供应和本装置平稳运行,避免了资源浪费,同时带来一定的经济效益。
  4 结语
  企业发展离不开装置平稳运行,需要结合生产实际情况,不断优化,促使装置长周期稳定低成本运行,提高企业和产品竞争力,增加抗风险能力。
  参考文献:
  [1]韩松.离子膜烧碱装置运行总结[J].氯碱工业,2015(10):25-27.
  作者简介:
  陈蓉(1989- ),女,汉族,湖北石首人,2015年毕业于大连理工大学化学工艺专业,目前从事氯碱厂工艺技术管理。
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