变压吸附技术在乙炔脱水工艺中的应用.pdfVIP

第33届全国聚氯乙烯行业技术年会论文专辑 变压吸附技术在乙炔脱水工艺中的应用 张 强’，王明亮，曹新峰 (新疆石河子中发化工有限责任公司，新疆石河子832000) [关键词]乙炔；变压吸附；脱水；温度f程控阀 [摘要]采用变压吸附工艺脱除乙炔中的水分，乙炔含水质量分数降至100×10“以下，乙炔回收率达 99．99％以上，40万t／a PVC装置新增利润185．9万元／a，经济效益显著。 在电石法聚氯乙烯(PVC)合成工艺中，氯乙烯 备腐蚀等故障，不利于企业健康持续发展。 合成原料气乙炔中的水分必须尽量除去，否则乙炔 2变压吸附工作原理 与HCl混合后，乙炔中存在的水分容易吸收溶解 气体吸附分离方法分为变温吸附(TSA)和变压 HCI形成盐酸，从而腐蚀设备、管道和转化器，严重 吸附(PSA)干燥技术，二者都是以吸附剂(多孔固体 时穿漏列管，以致被迫停车检修，水分的存在还易使 物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用 转化器中的催化剂结块，降低催化剂的活性，导致整 吸附剂在相同温度(压力)下易吸附高沸点水组分、 个转化器系统的阻力增加，同时气流分布不均匀，致 不易吸附低沸点乙炔气组分的原理，分离混合气体， 使局部反应特别剧烈而过热，使HgCl：催化剂升华达到提纯目标气体的目的。理论上二者都能起到干 加剧，催化剂活性迅速降低，并且温度波动大，不易 燥含水乙炔气体的作用。但是，乙炔对温度比较敏 控制；此外，水分的存在还容易引发一些副反应，如 感，高温条件下容易爆炸，其在空气中的自燃点为 乙炔与水反应生成乙醛，乙醛在氯乙烯精馏系统中 305℃，在氧气中的自燃点为296℃。变温吸附工 不易除去，成为氯乙烯单体中的杂质，既增加了原料 艺流程中部分原料气存在高温加热过程，存在很大 乙炔的消耗，又可能出现粘釜现象，“鱼眼”增多，严 的安全隐患，故不被采用。 重影响PVC树脂质量。为减小和消除上述因素对 乙炔变压吸附干燥技术的基本原理是利用吸附 生产造成的不利影响，严格控制氯乙烯单体的原料 剂对吸附质(乙炔)在不同分压下有不同的吸附容 乙炔中水的含量成为一项重要任务。 量、吸附速度和吸附力，并且在一定压力下对被分离 1原脱水工艺流程 的气体(水分)有选择吸附的特性，加压吸附除去原 乙炔和氯化氢按一定配比进入混合器，采用低 料气中的水分，减压脱附这些水分而使吸附剂获得 温冷冻盐水将列管式石墨换热器中的混合气降温至 再生。变压吸附(PSA)气体分离技术是依靠压力的 一12～一16℃进行低温冷凝脱水。为了避免水化变化来实现吸附与再生的，因而再生速度快、能耗 物结晶影响石墨管的传热效率和堵塞管路，工艺上 低，属节能型气体分离技术。该工艺过程简单、操作 脱水温度不能设定得太低，深冷混合后，混合气中含 稳定，可将水分杂质一次脱除得到不含水的乙炔。 水质量分数通常最低只能达到1500×10。6左右，造3 改造后装置过程控制介绍 成大部分冷凝盐酸呈细微的“酸雾”(雾滴直径仅约 本装置主要由5台干燥器、1台冷却器、3台水 几微米)悬浮于混合气中，并带至下一道工序，严 分离器、1台加热器、3台真空泵、30台程控阀及一 重影响氯乙烯合成工序的正常生产。另外，该工艺 系列管道连接组装而成。流程图见图1，主要设备 包括原料气低温冷却和合成升温2个过程，存在制 清单见表1。 冷电能和加热蒸汽消耗高的问题，同时容易造成设 -[收稿日期]2011—03—21 [作者简介]张强t(1973--)·男，工程师，1995年毕业于新疆广播电视大学。现任新疆天业股份有限公司副总经理。