電石法pvc生產(chǎn)工藝的環(huán)保問題

解決好pvc行業(yè)環(huán)保問題21世紀(jì)以來，日本迅速開發(fā)出磺酰胺。隨著石油資源的匱乏和國內(nèi)需求的快速增長，電石法液體生產(chǎn)工藝已成為新建、擴(kuò)建、改建項(xiàng)目的首選。但電石法PVC生產(chǎn)工藝存在著一定的環(huán)保問題,在能源日益短缺的今天,如何落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,充分發(fā)揮資源優(yōu)勢和成本優(yōu)勢,解決好環(huán)保問題是PVC行業(yè)共同關(guān)注的焦點(diǎn),也是關(guān)系到電石法PVC生產(chǎn)企業(yè)如何適應(yīng)新形勢的要求而生存和可持續(xù)發(fā)展的大問題。新疆天業(yè)石河子中發(fā)化工有限責(zé)任公司(以下簡稱中發(fā)公司)是采用電石法生產(chǎn)PVC樹脂的企業(yè),在發(fā)展中特別注重新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用,全力解決資源消耗和環(huán)保的問題,特別是在電石法工藝中流程最長、設(shè)備最多的氯乙烯生產(chǎn)系統(tǒng),不斷采用新技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),取得了顯著的成效。1膜洗塔分餾工序精制后乙炔與氯化氫按配比計(jì)量混合后,用-35℃鹽水冷凍除水,再經(jīng)除霧和預(yù)熱后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器,合成粗VCM,粗VCM先經(jīng)除汞后冷卻,經(jīng)膜洗塔、水洗塔循環(huán)吸收后,再進(jìn)入堿洗塔進(jìn)一步除去殘余的HCl,然后去壓縮工序和氣柜;VCM經(jīng)除水和除霧后,進(jìn)入氯乙烯壓縮機(jī)加壓、冷卻、除油,再送往分餾工序;在分餾工序,VCM先經(jīng)過液化、除水后,通過低沸塔和高沸塔除去乙炔等低沸物和二氯乙烷等高沸物,得到精制的VCM送入儲槽,最后用泵送到聚合工序;精餾尾氣經(jīng)吸附裝置回收VCM、乙炔后放空,解吸的VCM、乙炔氣體回收到轉(zhuǎn)化系統(tǒng)繼續(xù)反應(yīng)和利用。2氯乙烯系統(tǒng)技術(shù)的改進(jìn)措施2.1膜洗塔回收利用廢水混合器、石墨冷卻器及膜洗塔產(chǎn)生的酸可生成質(zhì)量分?jǐn)?shù)31%的酸,但由于此部分冷卻酸含有少量汞,其使用的范圍受到限制。通過采用零解吸工藝,將收集的質(zhì)量分?jǐn)?shù)31%的酸進(jìn)行兩步解吸,解吸出來的HCl氣體純度可達(dá)到99%,可返回系統(tǒng)中重新利用,而解吸后的廢水中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%的HCl,可繼續(xù)送往膜洗塔中作為吸收液回收利用,雖然廢水中含有一定量的汞,但可定期將部分解吸的廢水排入含汞廢水處理工序,使其經(jīng)過化學(xué)處理后重新回收利用,實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán),解決了廢水對環(huán)境的影響。通過使用零解吸工藝和廢水的循環(huán)使用工藝的改造,不但提高了裝置的生產(chǎn)能力,降低了生產(chǎn)成本,而且解決了廢酸、廢水污染的環(huán)保問題。2.2堿洗工藝的改進(jìn)(1)水洗酸的密閉循環(huán)使用,實(shí)現(xiàn)hcl和氯乙烯的循環(huán)使用,我國中發(fā)公司hcl、氯乙烯的循環(huán)使用,實(shí)現(xiàn)了水洗酸的密閉循環(huán)使用,實(shí)現(xiàn)了一步控制的工藝經(jīng)過膜洗塔吸收后的氣體,除去了大部分的HCl氣體,但仍有部分HCl氣體在水洗塔生成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%左右的酸,這部分水洗酸的排放,不僅會造成HCl和氯乙烯的流失,而且給環(huán)境造成污染,中發(fā)公司經(jīng)過技術(shù)改造,實(shí)現(xiàn)了水洗酸的密閉循環(huán)使用,該工藝采用自動控制,效果良好,其工藝流程見圖1。(2)aoh堿液循環(huán)使用,堿液氧化對環(huán)境的影響經(jīng)過水洗后,粗VCM中含有CO2和極少量的HCl氣體等,進(jìn)入堿洗塔內(nèi)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)12%左右的NaOH堿液進(jìn)行吸收,堿液循環(huán)使用,當(dāng)堿液內(nèi)Na2CO3含量達(dá)到8%時(shí)更換排放,既造成浪費(fèi)又影響環(huán)境。將這部分堿液和機(jī)前冷凝水、機(jī)前除霧器冷凝水、機(jī)后冷凝水收集混合后通過蒸汽加熱,使VCM汽化、冷凝后回收,降低了廢水中的有機(jī)物含量,廢水一部分送往稀堿工序,另一部分送至處理工序。2.3水資源回收利用中發(fā)公司氯乙烯壓縮機(jī)采用的是活塞式壓縮機(jī),改造前冷卻水使用地下水,經(jīng)過冷卻器后就地排放,造成水資源的大量浪費(fèi),而且地下水硬度大,容易在冷卻器內(nèi)結(jié)垢,使設(shè)備換熱效率降低,送氣能力下降。對此,將冷卻水通過密閉循環(huán)改造,使冷卻水循環(huán)使用,同時(shí),在冷卻水中加入藥劑,減少了設(shè)備結(jié)垢現(xiàn)象,確保設(shè)備能長周期穩(wěn)定運(yùn)行。2.4轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的熱回收利用轉(zhuǎn)化器熱水在改造前采用強(qiáng)制循環(huán),以現(xiàn)有規(guī)模要投入7臺55kW熱水泵,熱水帶出的熱量部分用于預(yù)熱器和高塔熱水外,其余排入大氣,造成熱能的浪費(fèi)。經(jīng)技術(shù)改造后,熱水循環(huán)采用自然循環(huán),只用2臺55kW熱水泵,這樣僅電費(fèi)每年就可節(jié)約80萬元,同時(shí)還可將部分熱水用于浴池?fù)Q熱,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。轉(zhuǎn)化器熱水循環(huán)改用自然循環(huán)后,仍有大量的熱散入大氣中,因而中發(fā)公司又采用溴化鋰吸收式制冷機(jī)組,綜合利用轉(zhuǎn)化器的熱量及鹽酸解吸中蒸汽冷凝熱。由于轉(zhuǎn)化器熱水需要保持一定的溫度,故采用自動控制,以保證轉(zhuǎn)化熱水的溫度穩(wěn)定,而溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組的使用,不但解決了轉(zhuǎn)化系統(tǒng)熱能利用的問題,還可以替代氟里昂制冷機(jī)組供冷,產(chǎn)生的7℃水用于需冷卻的設(shè)備。熱水自然循環(huán)和溴化鋰機(jī)組的使用,不但提高轉(zhuǎn)化器的生產(chǎn)能力,實(shí)現(xiàn)了能量的綜合利用,而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。2.5分散生產(chǎn)(1)減少環(huán)境污染從高沸塔分餾得到的高沸物殘液,在回收裝置中進(jìn)一步脫除VCM,使其品質(zhì)得到提高后作為產(chǎn)品出售,可創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益,并減少了污染,而溶解在殘液中的VCM經(jīng)回收后降低了原料的消耗,也減少了環(huán)境的污染。(2)水分去除的影響粗VCM需經(jīng)過機(jī)前冷卻器、機(jī)后冷卻器、油水分離器等設(shè)備來除去所含的大量水分,然后進(jìn)入低沸塔進(jìn)行精餾。VCM中的水分要求盡量降低,水分的存在是導(dǎo)致精餾塔塔盤堵塞的重要原因之一,而且水分去除不好,會影響單體質(zhì)量,最終導(dǎo)致PVC質(zhì)量下降。為了有效地脫除單體中的水分,中發(fā)公司原采用固堿干燥器,但使用效果不好,易堵塞;現(xiàn)采用高效過濾器,有效地除去了單體中所含的機(jī)械水,可延長精餾塔的使用時(shí)間,提高單體的質(zhì)量,使用效果較好。2.6vcm無法達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)通常,分餾尾氣中含有體積分?jǐn)?shù)為10%~16%的VCM,國內(nèi)一般采用活性炭吸附法、膜分離法及變壓吸附法回收未冷凝的VCM氣體,中發(fā)公司過去采用活性炭吸附法,回收后排放的尾氣含有1%左右的VCM,無法達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。目前采用變壓吸附法處理尾氣,該裝置可使VCM和C2H2的回收率在99.99%以上,放空尾氣中含VCM的質(zhì)量濃度小于36mg/m3、C2H2的質(zhì)量濃度小于50mg/m3,在幾乎回收了全部VCM的同時(shí)還回收了全部乙炔氣,降低了乙炔的單耗,經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。同時(shí),變壓吸附裝置采用DCS控制,可以實(shí)現(xiàn)無人操作,裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性非常高。變壓吸附尾氣回收裝置的投入,不僅降低了單耗,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)解決了幾十年來困擾氯乙烯行業(yè)的尾氣放空造成的環(huán)境污染問題,具有很高的環(huán)保效益和社會效益。2.7壓縮機(jī)環(huán)境空間的vcm超標(biāo)造成的泄漏點(diǎn)原來氯乙烯壓縮機(jī)使用的是活塞式壓縮機(jī),運(yùn)行一段時(shí)間后,容易產(chǎn)生泄漏的問題,使壓縮機(jī)周圍空間的VCM含量超標(biāo),造成環(huán)境污染和VCM的流失。為了消除漏點(diǎn),需要更換大量配件,壓縮機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用較高。目前,中發(fā)公司嘗試使用螺桿壓縮機(jī),運(yùn)行效果較好,根據(jù)運(yùn)行情況,準(zhǔn)備繼續(xù)用螺桿壓縮機(jī)逐步替代活塞壓縮機(jī)。3化工企業(yè)發(fā)展建議目前,國內(nèi)PVC生產(chǎn)和需求正進(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期,而電石法