70.4 m3 PVC聚合釜循環(huán)水系統清洗

第36卷第6期聚氯乙烯Vol. 36,No. 62008年6月Polyvinyl ChlorideJun. ,200870.4m3PVC聚合釜循環(huán)水系統清洗馮召海*(新疆中泰化學(xué)股份有限公司,新疆烏魯木齊830009)[關(guān)鍵詞] 70.4 m' PVC聚合釜;敞開(kāi)式循環(huán)水系統;化學(xué)清洗;[摘要]根據敞開(kāi)式70.4m'PVC聚合釜循環(huán)水系統垢樣組成.成垢原因分析以及以往在線(xiàn)清洗的經(jīng)驗,適時(shí)選擇停車(chē)化學(xué)清洗。通過(guò)對各項運行數據的分析和比較證明此法效果明顯,保證了70.4m' PVC聚合釜循環(huán)水系統的正常、高效運行,值得在行業(yè)內推廣應用。[中圖分類(lèi)號] TQ325. 3;TQ051.3[文獻標志碼]B[文章編號] 1009 - 7937<2008)06 - 0028 - 04The cleaning of water circulation system for 70. 4 m3 PVC polymerizerFENG Zhao - hai(Xinjiang Zhongtai Chemical Co. ,Ltd. ,0rimqi 830009 ,China)Key words:70.4 m' PVC polymecrizer ;open - type water circulation system ;chemical cleaningAbstract: Based on the composition of scale sample of water circulation system for 70.4 m'PVC polymcrizer and the analysis on reasons for scaling as well as the on - line clcaning experi-ences. ,shutdown chemical cleaning at the right time were chosen. Through comparing and analyzingvarious operation data ,it was proved that this method had obvious effect and could ensure the nor-mal and efficient operation of water circulation system for 70.4 m' PVC polymerizer ,and was wor-thy of spreading.新疆中泰化學(xué)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中泰化面積19 m2 ,總換熱面積89 m2 ,實(shí)際比換熱面積1.26學(xué))2003年國債項目新增3臺70 m'聚合釜,投用m2/m’,直簡(jiǎn)段表面積57.8 m'?，F有系統保有水量?jì)赡暌院?發(fā)現在夏季高溫生產(chǎn)過(guò)程中聚合釜超溫、440 m' ,補充水量100 m? /h,循環(huán)水量1 000 m2/h。超壓現象嚴重,換熱效率明顯下降,成為安全生產(chǎn)中-項不可忽視的重大隱患,同時(shí)造成設備效率明顯聚合釜循環(huán)水系統由1臺冷熱水池(總容量440下降。針對上述存在的問(wèn)題分析發(fā)現循環(huán)水系統設m')、4臺500 m'玻璃鋼噴淋冷卻塔.4臺循環(huán)水泵.3備結垢是主要原因,尤其是聚合釜半圓管夾套和內.臺70.4 m'聚合釜等組成。系統簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。冷管部分。中泰化學(xué)根據以往在不停車(chē)化學(xué)清洗經(jīng)驗的基礎上,認真總結經(jīng)驗、分析原因,于2006年年底提出填料噴琳凈卻塔單臺70.4m'聚合釜局部停車(chē)清洗的方案,經(jīng)實(shí)施后證明:與不停車(chē)化學(xué)清洗的方法對比,清洗效果明顯提高,不僅消除了安全隱患,而且保障了正常生產(chǎn)循環(huán)水辜的效率。補充水冷熱水槐1中泰化學(xué)西山事業(yè)部70.4 m3 PVC聚合釜循環(huán)水系統簡(jiǎn)介聚合釜容積70.4 m' ,外形尺寸φ 3810X4 828, .中國煤化工簡(jiǎn)圍長(cháng)徑比1.27: 1,夾套換熱面積70 m2 ,內冷擋板換熱YHCNMH G盾環(huán)冷卻水系統，# [收稿日期] 2008 -03-12[作者簡(jiǎn)介]馮召海(1956-),男,工程師,現任新疆中泰化學(xué)股份有限公司工程研究院院長(cháng).28_..第6期馮召海:70.4 m' PVC聚合釜循環(huán)水系統清洗裝置與設備24~27 C冷卻水由水泵送往聚合釜等換熱設備,冷32L氟泵(流量100 m' /h,揚程32 m)作為清洗泵,并將卻因聚合反應產(chǎn)生的大量熱，自身溫度升高,變成內冷管與半圓管夾套分為兩個(gè)獨立的循環(huán)系統進(jìn)行清30~40 C熱水后送到冷卻塔頂部,通過(guò)噴淋系統經(jīng)洗,每個(gè)循環(huán)系統要求清洗通徑截面積在0.14 m2時(shí)填料冷卻,空氣則由冷卻塔底百葉窗空隙中進(jìn)人塔均可以達到所需清洗流速,所以聚合釜清洗前,在6處內,并被塔頂風(fēng)扇抽吸上升,與落下的水滴和霧化的循環(huán)水管進(jìn)夾套法蘭連接處加裝φ30截流孔板。采水霧相遇進(jìn)行熱交換,水滴和水霧在下降過(guò)程中逐用截流孔板可以保證每- -回路具有相似的流通截面和漸變冷，當到達冷卻塔下部集水池時(shí),水溫正好下降水力特性,使各回路流速相同,避免了由于各個(gè)回路位到24~27 C ,符合冷卻水的要求,又重新送人系統差可能造成的流速差異。通過(guò)調節總閥開(kāi)度,就可控形成循環(huán),反復利用。制各回路流速。清洗方法為循環(huán)+浸泡。整個(gè)清洗系2結垢情況統應能進(jìn)行正反向循環(huán)切換。清洗系統示意圖見(jiàn)圖2。.垢層狀況:管道下部沉有部分生物黏泥,垢外表有一層灰黑色軟垢,管壁上有一層灰白色硬垢,并有.大量隆起的堅硬銹瘤。垢樣分析結果為:rw(Fe) 54. 8% ,w(Ca) 3. 34% ,w(Mg) 0. 28% ,wu(C) 2. 90% ,rw(S) 0.65%。據以上數據可知,垢樣以鐵銹垢為主,另有少量其他雜質(zhì)。成垢原因有以下5點(diǎn)。A一偏心截流孔板(φ30,共6↑);B -聚合釜;(1)循環(huán)水在冷卻塔內冷卻的同時(shí),與逆流的空C.D、E.F.I- 玻璃鋼球閥;G.H-盲板小一截流孔板(φ 30,共2↑);氣充分接觸,使循環(huán)水的含氧量接近飽和。K一循環(huán)泵;L一清洗槽:虛線(xiàn)部分為φ 65的膠管連接(2)系統內循環(huán)水在蒸發(fā)的同時(shí),其中各種鹽離圖2清洗系統示意圖子不斷被濃縮。4清洗過(guò)程(3)補充水水質(zhì)含鹽量較高,循環(huán)水冷卻塔現場(chǎng)(1)水力沖洗及系統試壓。與電石渣場(chǎng)距離較近，容易接受Ca2* ,進(jìn)一步促進(jìn)根據設計要求建立臨時(shí)系統,然后進(jìn)行水力沖水垢的形成。洗及系統試壓。水力沖洗的目的是除去被清洗系統(4)循環(huán)水系統材質(zhì)有碳鋼、不銹鋼及銅等,為內的灰塵、焊渣、鐵銹、泥沙等雜物。電化學(xué)加速腐蝕提供了條件。系統試壓:系統安裝完畢后,應通清水進(jìn)行試(5)整體循環(huán)水系統溫度較低,碳酸鹽成垢傾向漏。向系統注水,用循環(huán)泵開(kāi)啟使系統處于循環(huán)狀低于氧化鐵成垢傾向。態(tài),用回液閥調升系統壓力在設計壓力允許值內,巡.3清洗方案的確定回檢查被清洗系統中焊縫、法蘭、閥門(mén)、短管連接等因系統循環(huán)水循環(huán)量較大,系統內材質(zhì)有碳鋼、處是否有泄漏點(diǎn)出現，如有應及時(shí)進(jìn)行處理。不銹鋼、銅及水泥等,如采用不停車(chē)在線(xiàn)清洗的方在水力沖洗過(guò)程中應定期開(kāi)啟各排污閥及放空法,會(huì )因較難控制酸度、流速及緩蝕劑濃度等工藝指.閥，以便將系統內的污物和空氣沖出。標而造成清洗事故。且不停車(chē)在線(xiàn)清洗對鐵銹垢的(2)酸洗。去除能力有限(據相關(guān)資料介紹,其銹垢除垢率- -般酸洗的目的是利用酸洗液與鐵銹(FcO、Fe2O3、為50% ~70%)。Fe;O.等)、污垢等進(jìn)行化學(xué)和電化學(xué)反應,生成可新疆地區冬季環(huán)境溫度低,因而決定采用減產(chǎn)逐溶性物質(zhì),從而使水套內表面清潔,達到提高換熱效臺停釜隔離、輪流停車(chē)清洗的方法。全部清洗作業(yè)時(shí)率、安全生產(chǎn)的目的。酸洗是整個(gè)化學(xué)清洗過(guò)程中間嚴格控制在24 h以?xún)?包括置換、隔離、盲斷、復位的關(guān)鍵步驟。及清洗準備時(shí)間),可保證對生產(chǎn)的影響最小。中國煤化工!情況，酸洗時(shí)可清洗工藝過(guò)程為:水沖洗及系統試壓一+酸洗選擇不三功經(jīng)驗并結合現一→水沖洗-→漂洗一→ 中和鈍化一→ 人工處理復位。場(chǎng)的實(shí)THC N MHG量技術(shù)監督局備考慮到鐵銹垢需要- -定的循環(huán)清洗流速(0.10~案的 LX168化學(xué)清洗劑,該清洗劑主要由有機酸0.25 m/ s)才能將其沖刷剝離干凈,因此選用100FSB- (甲 酸、氨基磺酸羥基乙酸)作為清洗主劑,無(wú)機酸29裝置與設備聚氯乙烯2008年(硝酸)調節pH值,通過(guò)加入獲得國家科技發(fā)明獎劑,待循環(huán)均勻后,逐漸加人漂洗藥劑進(jìn)行漂洗。在.的多用酸洗緩蝕劑Lan-826JFC滲透劑和還原劑漂洗過(guò)程中應定時(shí)進(jìn)行放空和切換。當鐵離子濃為助劑的清洗劑配方,既可保證除垢率達90%以度酸濃度在0.5 h內基本不變時(shí)結束漂洗。漂洗上,又可使設備不被清洗液腐蝕,穩定、高效地解決.的作用是利用漂洗劑與殘留在系統中的鐵離子絡(luò )了金屬在酸洗時(shí)H*腐蝕和Fe2+加速腐蝕的問(wèn)題。合,以除去水沖洗過(guò)程中金屬表面可能生成的浮銹，水沖洗結束后,調整系統處于正循環(huán)狀態(tài),加入降低系統內鐵離子濃度,為鈍化打好基礎。緩蝕劑質(zhì)量分數為0.3%~0.4%、還原劑質(zhì)量分數(4)鈍化。.為0. 03%~0.04%的藥品,循環(huán)15 min,使聚合釜.酸洗后的金屬表面處于較高活性狀態(tài),容易產(chǎn)各部位溫度及藥劑均勻,然后加質(zhì)量分數為4%~生二次浮銹,通過(guò)對金屬表面進(jìn)行鈍化處理,可以在6%的LX168化學(xué)清洗劑清洗,控制系統進(jìn)口酸質(zhì)金屬表面形成一層氧化膜,使金屬處于鈍態(tài),防止二量分數不超過(guò)8%,當計算量的藥劑加人濃度基本次浮銹的生成。達要求時(shí)停止加藥(此時(shí)循環(huán)藥劑的pH值小于1),5清洗效果調整液位(循環(huán)槽內保持低水位),向聚合釜內通蒸在整個(gè)聚合釜系統酸洗結束后,拆開(kāi)法蘭,檢查汽升溫至規定值,計時(shí)酸洗,每15~ 30 min取樣(進(jìn)酸洗效果。結果表明,酸洗后管道內的水垢、銹瘤已口、出口)一次,檢測酸濃度和Fe2*、Fe'*濃度,清洗全部清洗干凈,可見(jiàn)銀灰色鈍化膜。過(guò)程中通過(guò)閥門(mén)切換使正向循環(huán)、反向循環(huán)回路每.清洗結束后,取出同時(shí)酸洗的掛片稱(chēng)重分析。隔1 h轉換運行。清洗終點(diǎn)根據檢測結果確定:測稱(chēng)量操作步驟:①將標準試件放置于無(wú)水乙醇中浸定進(jìn)出口鐵濃度基本平衡,酸質(zhì)量分數兩次測試小泡5min.②將試件取出,用定性濾紙擦去表面液于0.1%,監視管段清洗干凈,結束酸洗。體。③將試件放置于干燥器中干燥30 min.④取酸洗結束后,排凈酸洗液,然后充人新鮮水進(jìn)行出用萬(wàn)分之一天平稱(chēng)量。正反向沖洗,目的是除去殘留的酸洗液及洗落的固分析結果為:平均腐蝕速率碳鋼為1.28 g/體顆粒。(m2●h) ,不銹鋼為0.22 g/(m2●h),均小于國家標(3)漂洗。準,詳見(jiàn)表1.沖洗后,將系統充水并建立循環(huán)，先加入緩蝕表1化學(xué)清洗 用標準腐蝕試件稱(chēng)量記錄酸洗前稱(chēng)重酸洗后稱(chēng)重 酸洗時(shí)間標準試件面積實(shí)際腐蝕速事平均腐蝕速率序號掛件編號安裝位置材質(zhì)_hm2g(m2●h)-1g●(m2.h)-1126#20.684 820.679811.40.002 859 230.150. 15內冷管回水ss2240#22.518622. 480 11.181.0央套進(jìn)水CS223522.547 022.370 3內冷管進(jìn)水CS236#22. 605 522.570 11.091.08內冷管回水Cs2238#22. 478222.446 90.96夾套進(jìn)水Cs512520.521 4.丟失取消內冷臂進(jìn)水ss注:試件2235*由于安裝于內冷管進(jìn)水口,受水流沖擊影響大,變形嚴重,取消。實(shí)際腐蝕速率達到5.42 g/(m2●h).現場(chǎng)DCS結果分析:選取2#釜清洗前后在反應過(guò)程中,循環(huán)水開(kāi)度調節及循環(huán)水量曲線(xiàn)圖效果對比。清洗前曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖3、圖4,清洗后曲線(xiàn)圖見(jiàn)圖5、圖6。循環(huán)水夾套調節闊開(kāi)度福環(huán)術(shù)內冷館運行電流街環(huán)水.循環(huán)水內冷竹流量.中國煤化工的循環(huán)水曲線(xiàn)Fc ,壓力為0.5 MPa)YHCNMHG圖31月7日2* 釜反應時(shí)的循環(huán)水曲線(xiàn)(下轉第33頁(yè))(反應過(guò)程中循環(huán)水進(jìn)水溫度為13 C ,壓力為0. 58 MPa)30第6期周維:高效導向篩板的研究與應用裝置與設備乙炔等低沸物,而在塔釜則為二氯乙烷等高沸物雜質(zhì)和可提高塔的生產(chǎn)能力;生產(chǎn)上,可以提高產(chǎn)品質(zhì)量.延氯乙烯,再將塔釜得到的含高沸物雜質(zhì)的氯乙烯送人高長(cháng)檢修周期,使企業(yè)獲得了巨大的經(jīng)濟收益。沸塔,進(jìn)一步分離之后,在塔頂得到較純凈的氯乙烯,副5結論產(chǎn)物二氯乙烷等高沸物則主要聚集在塔釜。(1)高效導向篩板具有生產(chǎn)能力大、塔板效率氯乙烯精餾屬于易自聚物系的精餾,該過(guò)程一般高塔壓降低、結構簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、維修方便等優(yōu)是在泡點(diǎn)溫度條件下進(jìn)行的。在這樣的溫度下,物系.點(diǎn),在PVC精餾工段中低/高沸塔的易自聚物系精.往往會(huì )出現自聚反應,生成黏性微團或顆粒;在塔板的餾有很好的效果。鼓泡區,特別是塔板兩側的弓形區域內,由于存在液相(2)新型高效導向篩板應用于PVC工業(yè)乙炔清返混和物料停滯現象,自聚現象更加突出,所生成的黏凈工段及氣乙烯精餾工段中,達到了節能、降耗、提性微團互相粘連、長(cháng)大,一部分難以被液流沖刷帶走，高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期延長(cháng)的目的,取得了可觀(guān)的經(jīng)黏附在塔板.上,形成堵塔、液泛。一旦堵塔,很難用在濟效益。線(xiàn)蒸煮清洗等方法處理,必須停車(chē),影響生產(chǎn)。[參考文獻]例如,廠(chǎng)家對氯乙烯單體質(zhì)量要有如下要求:產(chǎn)[1]莊志軍,劉桐安,衛廣業(yè).導向篩板塔流體力學(xué)性能研兗品中二氯乙烷等高沸物的質(zhì)量分數小于0. 005%, .[J].吉林化工學(xué)院學(xué)報,1997,14(4):15- 19.乙炔等低沸物的質(zhì)量分數小于0.0005%,氯乙烯純[2]胡競民,趙其壘,李瑞霞，等.大孔徑篩板的性能研究[J].度大于99. 99%(干基)。北京化工大學(xué)傳質(zhì)與分離.石油化工,1985, 14(3):383 - 390.工程研究中心根據工藝條件及產(chǎn)品質(zhì)量要求,利用[3]于鴻壽,張滿(mǎn)朝,蕭成基.大孔篩板流體力學(xué)性能研究[J].化工學(xué)報，1984(4):344 - 390.先進(jìn)的化工軟件對低/高沸塔進(jìn)行了模擬計算,通過(guò).[4]李群生,張澤廷,邱順恩.高黏度物料精餾的研究與應用綜合考慮塔板數與回流比的關(guān)系,著(zhù)眼于能耗及經(jīng)[].化工進(jìn)展,2001 ,20(5):32 - 35.濟效益,選取最優(yōu)的操作塔板數及回流比，使低沸[5]祁紅志.機械制造基礎[M].北京:電子工業(yè)出版社，物、高沸物的含量都達到工藝要求。2001 ,高效導向篩板在PVC行業(yè)中的低/高沸塔應用已[6]北京化工學(xué)院基本有機化工教研組.導向篩板研究[].經(jīng)獲得良好效果:塔壓降方面，低/高沸塔壓降小,僅為化學(xué)工程,1976(5):60-74.20~25 kPa, 符合工藝上小于30 kPa的要求;節能方面，[7]荊長(cháng)生.機械制造工藝學(xué)[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出用高效導向篩板可使回流比減小，從而實(shí)現節能(節能版社,2003.[編輯:陳立春]30% ~50%) ,同時(shí)由于回流比降低,塔內負荷減小,還(上接第30頁(yè))根據清洗前后曲線(xiàn)對比可知,反應至90min高循環(huán)水夾套調售圖開(kāi)度峰期時(shí),循環(huán)水夾套流量無(wú)明顯變化，反應至后期時(shí)運行電流(260 min左右),清洗后循環(huán)水流量小于清洗前。福環(huán)水內冷館新環(huán)水夾套流足↓國節圓開(kāi)度同時(shí),觀(guān)察內冷管流量可以看出清洗后效果較明顯，環(huán)水內沙管流a流量較小。2#釜在清洗后,同樣反應條件下,循環(huán)水流量時(shí)間較清洗前小,同時(shí)根據現場(chǎng)操作可以看出，循環(huán)水圈51月11日2=釜反應時(shí)的循環(huán)水曲線(xiàn)(反應過(guò)程中循環(huán)水進(jìn)水溫度為16.2 C ,壓力為0.5 MPa)DCS自控也較以前好。精環(huán)水內冷竹流敬6結論暢環(huán)水火套調節聞開(kāi)文運行電流，根據以上分析可以看出,利用冬季環(huán)境溫度低夾套流量福環(huán)術(shù)內冷管的特點(diǎn),采用減產(chǎn)逐臺停釜隔離、輪流停車(chē)清洗聚合第釜的方中國煤化工明顯，同時(shí)時(shí)間短、可波行業(yè)生產(chǎn)中推廣應用。YHCNMHG'圍61月12日2*釜反應時(shí)的循環(huán)水曲絨(反應過(guò)程中循環(huán)水進(jìn)水溫度為13.6 C ,壓力為0. 60 MPa)33