【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 司對(duì)河北 XX 化肥化工有限公司來(lái)講，采用電石路線(xiàn)還有公司地址靠近原料電石產(chǎn)地，運(yùn)輸 、 生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢(shì)。 生產(chǎn) EPVC所需的另一主要原料為 HCl。利用副產(chǎn)鹽酸脫吸得到的 HCl作為原料比利用氯堿工業(yè)合成的 HCl 作為原料更經(jīng)濟(jì)、更合理。 我國(guó) PVC 產(chǎn)業(yè)，絕大多數(shù) HCl 原料來(lái)源于氯堿工業(yè)，使得我國(guó)國(guó)內(nèi)化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 16 市場(chǎng)多年來(lái)一直存在著“堿過(guò)剩，氯不足”的失調(diào)狀 況。 2021 年我國(guó)燒堿總產(chǎn)能為 1611 萬(wàn)噸，而表觀消費(fèi)量只有 萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)燒堿全面過(guò)剩已成定局。因此，另辟蹊徑，以副產(chǎn) HCl 來(lái)發(fā)展 EPVC 產(chǎn)業(yè)，既解決了該公司大量副產(chǎn)鹽酸的問(wèn)題，降低了生產(chǎn)成本，又避免了氯堿工藝路線(xiàn)燒堿過(guò)剩的問(wèn)題，符合國(guó)家提倡循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)約能源和資源節(jié)約型的科學(xué)發(fā)展觀。兼具“一鳥(niǎo)三石”之效。 本工程利用現(xiàn)有的硫酸鉀裝置副產(chǎn)的鹽酸脫吸得到高純度的 HCl 氣體，采用電石乙炔法生產(chǎn) EPVC 的原料路線(xiàn)，有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是科學(xué)、先進(jìn)的最佳合理選擇。 乙 炔發(fā)生和凈化 乙炔發(fā)生方法有濕法和干法兩種，但干法工藝目前尚不成熟，還沒(méi)有工業(yè)化運(yùn)行裝置，故本項(xiàng)目采用成熟的濕法乙炔發(fā)生工藝。 乙炔氣的凈化采用次氯酸鈉脫除硫化氫、磷化氫，然后用氫氧化鈉中和的清凈工藝。 HCl 氣體的制備 制取 HCl 氣體采用鹽酸脫吸工藝。來(lái)自硫酸鉀裝置副產(chǎn) HCl 氣體，經(jīng)過(guò)不斷循環(huán)吸收生成鹽酸和脫吸產(chǎn)生純度 99%以上 HCl 的過(guò)程，為 VCM單體生產(chǎn)提供高純度的 HCl 氣體原料。 EPVC 單體合成 EPVC 單體的合成采用乙炔、氯化氫氣相接觸法反應(yīng)工藝。該 工藝目前國(guó)內(nèi)已很成熟。 EPVC 單體的聚合 EPVC 單體的聚合主要有三種方法：乳液法、微懸浮法、混合法。 本工程采用世界上先進(jìn)的微懸浮法 EPVC 生產(chǎn)工藝，不僅填補(bǔ)了省內(nèi)空白，占據(jù)國(guó)內(nèi)技術(shù)和市場(chǎng)的制高點(diǎn)，而且為 XX 化肥化工有限公司的進(jìn)一步發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 EPVC 未反應(yīng)單體的回收 樹(shù)脂漿料中 EPVC未反應(yīng)的單體回收采用國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的垂直篩板塔汽提技術(shù) ，可大大減少成品樹(shù)脂中氯乙烯單體的含量，降低原料消耗，同時(shí)避免對(duì)環(huán)境的污染。 化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 17 EPVC 膠乳的干燥 EPVC膠乳的干燥目前國(guó)內(nèi)主要采用雙流體霧化干燥工藝和高速離心噴霧干燥工藝。其中高速離心噴霧干燥工藝具有霧化均勻、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，裝置程序化控制高、操作簡(jiǎn)單、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，為國(guó)外糊樹(shù)脂工業(yè)所廣泛采用。本工程選擇進(jìn)口高速離心噴霧干燥設(shè)備及工藝，以適應(yīng)專(zhuān)有用途的高檔次、優(yōu)質(zhì) EPVC 產(chǎn)品的需要。 工藝流程和消耗定額 工藝流程簡(jiǎn)述 乙炔氣體的制備 將符合工藝要求粒徑的電石原料，裝入電石吊斗內(nèi)，借電動(dòng)葫蘆經(jīng)第一貯斗和第二貯斗、再由電磁振動(dòng)加料器加入乙炔發(fā)生器 ,在乙炔發(fā)生器內(nèi)電石水解生成 粗乙炔氣體，粗乙炔氣體由發(fā)生器頂部逸出，經(jīng)噴淋預(yù)冷器、正逆水封進(jìn)入噴淋冷卻塔，然后進(jìn)入氣柜。粗乙炔同來(lái)自冷卻塔頂回收的乙炔氣體，經(jīng)水環(huán)泵壓縮后進(jìn)入兩臺(tái)串聯(lián)的清凈塔，與次氯酸鈉直接接觸反應(yīng)，以脫除粗乙炔氣體中的硫、磷等雜質(zhì)。清凈塔頂排出氣體進(jìn)入中和塔與塔頂噴入的液堿中和反應(yīng)后，經(jīng)冷卻器除去氣相中過(guò)飽和的水分，得到高純度的乙炔氣送至氯乙烯合成工序。 氯化氫氣體的制備 由硫酸鉀車(chē)間副產(chǎn)的粗氯化氫氣體經(jīng)吸收得到 31%以上的濃鹽酸，濃鹽酸經(jīng)濃酸泵送入脫吸塔脫吸氯化氫，脫吸后的氯化氫氣體由塔頂進(jìn)入石墨冷卻 器，被管外冷卻水冷卻至室溫后送到氯乙烯合成工序。脫吸后生成的濃度約為 20%的稀酸，打回硫酸鉀裝置繼續(xù)吸收含有較多雜質(zhì)的 HCl 再生成 31%以上的濃酸，循環(huán)進(jìn)行吸收和脫吸過(guò)程，得到 VCM 單體所需 99%以上的高純度 HCl 氣體原料。 該脫吸工藝每噸 31%的鹽酸可脫吸產(chǎn)生約 噸 HCl 氣體和 噸20%的稀酸，生產(chǎn)一噸 EPVC 所需 HCl 氣體量折合 31%的鹽酸為 噸。 氯乙烯的制備 來(lái)自乙炔裝置的乙炔氣體和來(lái)自解吸塔的氯化氫氣體經(jīng)預(yù)冷，在混合器中混合后，進(jìn)入兩臺(tái)串聯(lián)的石墨冷卻器，用 35℃的鹽 水間接冷卻，再經(jīng)酸霧過(guò)濾器除霧、預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入串聯(lián)的兩組轉(zhuǎn)化器，在轉(zhuǎn)化器化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 18 中乙炔氣體與氯化氫氣體合成為粗氯乙烯單體。粗氯乙烯單體經(jīng)水洗、堿洗和精餾后得到純度 %以上的氯乙烯單體。 氯乙烯的聚合 高純度氯乙烯單體進(jìn)入聚合工序后，一部分先行均化制備成微懸浮種子，一部分不經(jīng)均化制備成乳液種子直接投入聚合釜。在各種助劑的作用下，懸浮于水介質(zhì)中的氯乙烯單體聚合成 EPVC，經(jīng)泄壓回收未反應(yīng)的氯乙烯單體后，將漿料打入漿料槽。 氯乙烯單體的回收 來(lái)自漿料槽的 EPVC 漿料， 經(jīng)漿料過(guò)濾器用進(jìn)塔 漿料泵把 EPVC 漿料打至汽提塔頂部，部分漿料從回流管回到出料槽，漿料汽提塔為篩板式汽提塔，漿料從第一層塔板順?biāo)宓目鬃陨隙铝鲃?dòng)。蒸汽從汽提塔底部進(jìn)入，自下而上從塔板的孔上升，在每層塔板上同下降的漿料完成傳熱傳質(zhì)，將殘存的 氯乙烯 脫析出來(lái)，蒸汽與脫析出來(lái)的 氯乙烯單體 從汽提塔頂部排出。經(jīng)塔頂冷凝器后， 氯乙烯單體 由冷凝水槽頂部排到氣柜或經(jīng)過(guò)壓縮冷凝后進(jìn)入液體貯罐。汽提塔底部漿料（此時(shí)漿料中的 氯乙烯單體 已降至 10ppm 以下）經(jīng)出料泵打至螺旋板換熱器，在換熱器內(nèi)出塔與進(jìn)塔漿料進(jìn)行熱交換。完成熱交換的出塔漿料至離心噴 霧干燥塔供料槽。 干燥研磨包裝 離心噴霧干燥塔供料槽中的 EPVC 漿料，經(jīng)螺桿泵打至離心噴霧干燥塔，經(jīng)霧化器離心噴霧形成微細(xì)液滴，從空氣加熱系統(tǒng)送來(lái)的 180℃干熱空氣側(cè)切進(jìn)入汽提塔，與微液滴并流接觸，經(jīng)過(guò)傳質(zhì)傳熱過(guò)程，漿料液滴干燥成含水量 %以下微細(xì)粉末。干燥后的微細(xì)粉末，通過(guò)引風(fēng)機(jī)，旋風(fēng)分離系統(tǒng)，輕組分直接進(jìn)入料倉(cāng)，重組分經(jīng)篩選研磨后得到粒度符合要求的 EPVC 成品 ,進(jìn)入料倉(cāng)進(jìn)行包裝。 化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 19 漿料汽提 工藝流程簡(jiǎn)圖如下： ＋ H2O ＋ NaOCL 主要原料 、輔助材料、燃料及動(dòng)力消耗定額 物料平衡圖 60kt/aPVC 項(xiàng)目年消耗電石 ，鹽酸 ，物料平衡圖如下： 消耗指標(biāo) 電石水解 乙炔清凈 氣體混合 冷凍脫水 鹽酸脫吸 氯乙烯聚合 氯乙烯精餾 水洗堿洗 氯乙烯合成 干燥研磨包裝 EPVC 成品 種子制備 60kt/a EPVC 生產(chǎn)裝置 電石渣（干基） VCM單體排空 60t 除塵器粉塵損失 60t 系統(tǒng)損失乙炔氣體 t 電石 水 HCl 助劑 萬(wàn) T 2 8%鹽酸 60kt EPVC成品 副產(chǎn)品（ EDC≥ 81%） 化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 20 消耗指標(biāo) 聚氯乙烯主要原料、輔助材料、動(dòng)力和公用工程的消耗定額和消耗量列表 41 如下： 表 41 60Kt/a EPVC 主要原材料消耗定額和消耗量表 序號(hào) 名稱(chēng) 規(guī)格 單位 噸 EPVC 消耗 小時(shí)耗量 年消耗量 1 鹽酸 31% T 129,600 2 觸媒 Kg 72,000 3 活性炭 Kg 14,400 4 液堿 32% Kg 1， 374， 000 5 電石 300l/kg T 87,000 6 包裝袋 25kg/袋 條 40 300 2， 400,000 7 軟化水 T 106,000 8 助劑 Kg 40 300 2， 400， 000 9 新鮮水 T 14 105 592,160 10 動(dòng)力電 380V Kwh 415 3112 24， 900， 000 12 冷量 5℃ GJ 107， 400 13 冷量 35℃ GJ 14， 400 14 蒸汽 T 249,920 15 N2 MPa N m3 1,080,000 16 工藝空氣 MPa 104N m3 90000 17 儀表空氣 MPa N m3 4， 800,000 化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 21 主要設(shè)備的選擇 由于工藝介質(zhì)具有氯離子應(yīng)力腐蝕，但溫度較低，故根據(jù)介質(zhì)操作條件不同而選用 31 304 不銹鋼和碳鋼等。 本裝置設(shè)備具有設(shè)備類(lèi)型多（有反應(yīng)器、塔器、螺旋板換熱器、管殼式換熱器、板式換熱器、容器、儲(chǔ)罐、過(guò)濾器、攪拌器、噴射器等）和不銹鋼設(shè)備多（材料為 CS＋ 316 復(fù)合板、 31 304 等）的特點(diǎn)。 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低成本，節(jié)省 設(shè)計(jì)力量，加速產(chǎn)品發(fā)展，設(shè)備設(shè)計(jì)盡量采用通用型和系列化的結(jié)構(gòu)、尺寸以及配件。例如：容器筒體和封頭，包括球形、橢圓形、錐形等的直徑；法蘭及堅(jiān)固件；液面計(jì)；除霧器；人孔、手孔；支座、吊耳；梯子平臺(tái)等配件均盡量按標(biāo)準(zhǔn)化，商品化選擇和使用。 60kt/aEPVC 裝置主要設(shè)備 60kt/aEPVC裝置主要設(shè)備見(jiàn)表 41： 化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 22 表 41 60kt/aEPVC 裝置主要設(shè)備一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 型號(hào) 臺(tái)數(shù) 材質(zhì) 一乙炔工段 1 發(fā)生器 φ 2800 H6200,Ht=7800 3 碳鋼 2 冷卻塔 φ 1400 H15600 1 碳鋼 3 乙炔水環(huán)壓縮機(jī) L800AT1004 (30m3/min) 3 碳鋼 4 Ⅰ級(jí)清凈塔 φ 1400 H15600 1 碳鋼 5 Ⅱ級(jí)清凈塔 φ 1400 H15600 1 碳鋼 6 中和塔 φ 1400 H15600 1 碳鋼 7 乙炔氣柜 V=1000m3 1 碳鋼 二解吸工段 鹽酸解吸裝置 2套 三合成工段 1 轉(zhuǎn)化器 φ 2400 H3930 Ht=5460 36 碳鋼 2 Ⅰ級(jí)水洗塔 φ 1400 H15600 1 碳鋼 3 Ⅱ 級(jí)水洗塔 φ 1400 H15600 1 碳鋼 4 堿洗塔 φ 1400 H15600 1 碳鋼 5 VCM 壓縮機(jī) V=60m3/min 3 碳鋼 6 低沸塔 φ 800 H15000 2 碳鋼 7 高沸塔 φ 1000 H17000 2 碳鋼 8 單體貯槽 V=50m3 3 碳鋼 9 高沸殘液回收裝置 1套 10 精餾尾氣回收裝置 1套 四公用工程 鍋爐、供熱管道 1套 鹽水冷凍裝置 1套 變壓吸附制氮裝置 1套 空氣壓縮機(jī) 3 五聚合工段 1 聚合釜 60 m3 6 不銹鋼 2 出料槽 60 m3 1 不銹鋼 3 沉析槽 、中間槽 60 m3 1 不銹鋼 4 汽提塔 篩板式φ 1250 H18700 1 不銹鋼 5 VCM 回收壓縮機(jī) 2 6 VCM 氣柜 V=500m3 1 碳鋼 7 螺桿輸送泵 8 離心噴霧干燥塔 30kt/a 2 不銹鋼 9 空氣鼓風(fēng)機(jī) 2臺(tái) 不銹鋼 10 旋風(fēng)分離器 2套 不銹鋼 11 布袋脈沖除塵器 2套 不銹鋼 12 尾氣引風(fēng)機(jī) 2臺(tái) 13 包裝機(jī) 2套 化肥化工有限公司 60kt/a EPVC 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 23 自控技術(shù)方案 自控水平和主要控制方案 本工程采用 DCS集中控制與就地檢測(cè)相結(jié)合的控制原則，按工段分別設(shè)立控制室，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，采用常規(guī)儀表檢測(cè)。設(shè)置必要的計(jì)量?jī)x表，以便于成本核算。 現(xiàn)場(chǎng)儀表的材質(zhì)與工藝管道相同，以滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)的要求。 對(duì)溫度、壓力、流量、物位、氣體成份等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)重要的過(guò)程參數(shù)進(jìn)行控制、記錄或保警，以保證生產(chǎn)的正常安全進(jìn)行。 儀表類(lèi)型的確定 溫度儀表選用防爆型熱電偶或鉑熱電阻。 壓力儀表選用 EJA系列壓力變送器。 流量?jī)x表選用一體 化孔板流量計(jì)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、渦流流量計(jì)、電磁流量計(jì)等。 物位儀表選用阻旋式料位計(jì)和差壓