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1、精选优质文档-倾情为你奉上VCM中HCL全回收、全解吸、零排放技术及经济效益分析杭 州 中 昊 科 技 有 限 公 司前 言“盐酸全回收、全脱吸、零排放项目”是杭州中昊科技有限公司利用公司独特的HCL回收、盐酸解析工艺(专利号ZL5.4、ZL0.8、ZL3.9)为PVC行业的盐酸循环利用提供了最先进的组合工艺,创造新的财富。一、 技术概述VCM现有相关过量HCL处理工艺过程是粗氯乙烯由转化器出来，进入除汞器用活性碳吸附汞蒸汽（主要含有氯高汞化合物）后，再进入合成气石墨冷却器将气体冷却至15左右方可进入降膜吸收系统，用由筛板塔流入的稀盐酸吸收合成气中的过HCL，制得2528%的副产盐酸。制酸后的
2、合成气先后进入筛板塔、水洗塔和碱洗塔净化，吸收余下的HCL、二氧化碳等杂气，获得精制的氯乙烯供聚合用。水洗、碱洗塔要保持一定的液体循环量，以满足净化需要，新鲜水从水洗塔连续加入，废液亦连续（或定期）排放，少部分流入筛板塔后进入降膜吸收系统制酸，碱液则定时更换，当其中碳酸钠浓度超标后必须更换一定浓度的氢氧化钠溶液作为吸收液。该工艺的不足之处A.水洗塔须向外连续（或定期）排放废水，废水中还溶解有HCl、氯乙烯，不仅造成可观损失，而且污染环境，构成安全隐患，增大治污投入。 B.氯化氢无法循环回收作为合成氯乙烯的原料气，只能副产难以直接销售的低浓度盐酸，经济效益低。 C.工艺流程长，设备多，筛板塔操作
3、弹性小，压力降高，过程操作控制难（特别在开停车时更加特出）。 D.开车阶段有大量氯化氢进入系统，极易引起过程超温，损坏设备。 E.碱洗塔非连续操作，需定期更换碱液，这对氯乙烯精制质量有一定影响。 经我们对该工艺过程的多年研究，过量的HCl占气体总量的5%左右，该工艺具有大流通量小吸收的工艺特征，应采用综合吸收工艺手法，即多种吸收方式同时使用方能达到最佳效果。依据我们长期从事氯化氢合成与吸收及脱吸的经验，我们引进了浙江大学董谊仁教授开发的从合成气氯乙烯中回收氯化氢组合塔专利技术，核心设备是氯化氢组合吸收塔，塔内可分为4个区，氯乙烯冷却区、浓酸吸收区、稀酸吸收区、清水吸收区。过程示意见图，温度较高
4、的含氯化氢5%10%的氯乙烯混合气（开车阶段浓度允许远高于此比例），进入组合吸收塔下部，由下而上经过各区域冷却、吸收后，99.5%以上的氯化氢被除去，脱除氯化氢的氯乙烯气体从塔顶排出，送碱洗塔进一步精制，清水从顶层塔板连续加入，浓度31%35%的浓盐酸由下段出料口连续排出。此酸可作为脱吸装置原料经脱吸制氯化氢气体返回合成岗位供合成氯乙烯用。脱吸所得19.5%稀盐酸部分回组合塔浓酸区作为氯化氢吸收剂。与清水注入等量的稀酸进入深脱吸装置制得的HCl送合成工序以增加VCM产量，提高工厂效益。深脱吸另一产品含0.7%HCl以下清水回用，作为综合净化塔微量HCl吸收剂达到水循环使用。真正做到了HCl全回
5、收、废水零排放。 由于此装置采用了专有的设计，合理的选材和制造技术，通过理论分析和实际操作过程摸索，找到了优化的工艺操作条件。今推出的装置已实现如下目标。 A.多工况操作，可将全部氯化氢吸收后经脱吸转化为合成原料气。 B.零排放，系统不排废水。 C.流程简化，设备少，占地面积小，投资省。 D.操作压降低，装置操作弹性大（可在设计规模的0.31.2范围内操作）， 过程控制方便。 E.开车阶段允许大量氯化氢流入设备，且不会引起过程超温。 F.提高了碱洗效果，降低碱液使用量。要实现上述工艺必需要有优异的装置来支撑，杭州中昊科技有限公司率先在行业内引进设计、制造了VCM氯化氢组合吸收塔，效果与技术经济
6、指标得到业内的广泛好评。吸收部分和脱吸部分必须有机的结合，才能真正做到HCl全回收。公司的脱吸工艺设计，其生产工艺、设备配置、检验检测方法达到国内领先水平。脱吸工艺的能耗低，装置全自控能力达到国内先进水平。稀酸脱吸装置率先在国内使用，其残留酸达到0.7%以下。浓酸脱吸的主要设备是脱吸塔,其特点：1 全塔采用优质石墨制造，避免了真空损坏。2 二种以上的填料规格加大了传质传热效果。3 高效二次再分布器及分布器提高脱吸效果。脱吸的另一主要设备是再沸器，JXK系列石墨设备的技术特点：1主要原料：选用化工专用石墨。此材料主要优点是：体积密度高1.75g/cm3，比电阻低9m，导热系数好350-400W-
7、M2K。广泛适用于化工行业的加热、冷却、冷凝、合成等工艺。我公司的供应商及其材料经过严格筛选，其主要性能经测试，各项指标均符合质量要求。同时制造中材料决不允许纵向拼接（即材料为整体）。2树脂生产及浸渍：采用国际先进标准树脂。此树脂在原料配方、生产工艺上有了重大的突破，其性能与原树脂有着天壤之别，既能耐酸，亦能耐碱，脂在浸渍中吸收更彻底，树脂附着力更强，透性系数达到10-6cm/s，从而还能常年适用于-40200这样大的温差环境中使用，引进的树脂浸渍线提高了设备的使用寿命，减少了设备因渗漏而增加的维修成本和停厂损失。3钢制件、五金件：鉴于用户工艺介质温差较大的特点，我们将圆块式钢制件：筒体、法兰
8、，由原来的A3钢拟改用16锰熔，五金件采用25铬钼，以提高此工艺条件下的冷热伸缩及补偿率，达到完好运行，不出现漏点。4机械密封：石墨设备的密封传统做法为纸板、橡胶板。某些关键部位用四氟带。根据用户此设备有不能有任何渗漏的工艺要求，我们均采用氟橡胶即F4密封，以解决易老化的腐蚀问题，即设备所设计的使用寿命中不因密封件问题而受此影响。采用以上技术制造出来的设备，其质量不亚于欧洲标准设计和制造的产品，设计使用寿命可达8年以上。我们有充分的理由和信心使该设备长期、安全、稳定、无故障的运行，为你们创造更高更好的经济效益尽我们的微薄之力，以我们一流的产品、优质的服务赢得你们的信任。有了优越的工艺设计，优质
9、的装置，我们的系统必然是一流的。二、工艺简介、设计范围、占地面积、投资估算1、装置半脱吸（以解吸后的酸浓度19.5%操作时）工艺流程详述由转化器出来的的合成气（含HCl 5%左右）经冷却到40后进入VCM HCl组合吸收塔，先后流过VCM组合吸收塔填料段和塔板段，两段分别用31%浓盐酸和19.5%稀盐酸和清水吸收气流中的HCl，几乎将其全部吸收，后流入碱洗塔，进一步吸收混合气中所含的少量氯化氢和二氧化碳等有害组分。组合塔填料段是用浓盐酸循环吸收，为提高吸收率、循环酸浓度，循环过程酸必须进行冷却，以排出过程的吸收热、降低流入塔板段气流温度、维持进塔酸温不高于一定值；从浓酸槽排出的浓盐酸经脱吸、冷
10、却后得到的19.5%盐酸，回组合塔稀酸区作为氯化氢吸收剂。浓酸槽排出的浓盐酸通过解吸浓酸泵加压输送，经过双效浓酸换热器加热后进入浓酸解吸塔顶部，与来自浓再沸器的高温氯化氢和水蒸气在塔内逆流传热、传质，在塔顶得到含饱和水的氯化氢气体，在塔底得到19.5%恒沸酸。含饱和水的氯化氢气体在经过一段冷凝器冷却后得到纯度为99.9%,温度40的氯化氢气体，经由管道送出界区进入大系统。2.装置全脱吸（以解吸后的酸浓度0.7%操作时）工艺流程详述由转化器出来的的合成气（含HCl 5%左右）经冷却到40后进入VCM组合吸收塔，先后流过VCM组合吸收塔填料段和塔板段（共5层），两段分别用31%浓盐酸和19.5%稀
11、盐酸和0.7%稀盐酸吸收气流中的氯化氢，几乎将其全部吸收，后流入碱洗塔，进一步吸收混合气中所含的少量氯化氢和二氧化碳等有害组分。组合塔填料段是用浓盐酸循环吸收，为提高吸收率、循环酸浓度，循环过程酸必须进行冷却，以排出过程的吸收热、降低流入塔板段气流温度、维持进塔酸温不高于一定值；从浓酸槽排出的浓盐酸经脱吸、冷却后得到的19.5%盐酸和0.7%稀盐酸，分别由塔板加入。浓酸槽排出的浓盐酸通过解吸浓酸泵加压输送，经过双效浓酸换热器加热后进入浓酸解吸塔顶部，与来自浓再沸器的高温氯化氢和水蒸气在塔内逆流传热、传质，在塔顶得到含饱和水的氯化氢气体，在塔底得到19.5%恒沸酸。含饱和水的氯化氢气体在经过一段
12、冷凝器冷却后得到纯度为99.9%,温度40的氯化氢气体，经由管道送出界区进入大系统。19.5%恒沸酸在其中添加一定浓度的氯化钙溶液，经泵送入稀酸解吸塔来自稀酸再沸器的高温氯化氢、水蒸气和氯化钙在塔内逆流传热、传质，在塔顶得到含饱和水的氯化氢气体，含饱和水的氯化氢气体在经过一段冷凝器冷却后得到纯度为99.9%,温度40的氯化氢气体，经由管道送出界区进入大系统。在塔底得到稀释的氯化钙溶液，低浓度氯化钙溶液进入蒸发提浓塔与来自提浓塔再沸器的蒸汽在塔内逆流传热、传质，使氯化钙恢复到原来的浓度，由石墨泵把此溶液再送入稀酸解吸塔。提浓塔蒸发出的水中含HCL此时已1%。经过一段冷凝器冷却后得到HCL1%冷凝
13、水，此水冷却到10左右用泵送到前道VCM组合吸收塔系统再次吸收VCM中的HCL气体。3.装置设计范围(1) VCM盐酸组合吸收装置设计范围1VCM盐酸组合吸收装置带控制点管道及仪表流程图；2VCM盐酸组合吸收装置主辅设备一览表（提供详细技术参数）；3VCM盐酸组合吸收装置土建条件；4VCM盐酸组合吸收装置控制、仪表条件；DCS控制逻辑原理图；5与VCM盐酸组合吸收装置配套的公用工程条件；6VCM盐酸组合吸收装置各设备结构图及总装图（不含专利部分详图）；7VCM盐酸组合吸收装置各设备安装、维护、使用说明书；8岗位操作法及技术规程；9现场指导VCM盐酸组合吸收装置的生产操作。（2）盐酸解析装置设计
14、范围1盐酸脱析装置带控制点管道及仪表流程图；2盐酸脱析装置主辅设备一览表（提供详细技术参数）；3盐酸脱析装置土建条件；4盐酸脱析装置控制、仪表条件；DCS控制逻辑原理图；5盐酸脱析装置配套的公用工程条件；6盐酸脱析装置各设备结构图及总装图（不含专利部分详图）；7盐酸脱析装置各设备安装、维护、使用说明书；8岗位操作法及技术规程；9现场指导盐酸脱析装置的生产操作。4、装置占地面积（1）装置半脱吸（解吸后的酸浓度19.5%回组合吸收塔再吸收操作时）。800024000（VCM组合吸收塔系统800012000，半脱吸系统800012000）（2）装置全脱吸（解吸后的酸浓度0.7%回组合吸收塔再吸收操作
15、时）。800030000（VCM组合吸收塔系统800012000，全脱吸系统800018000）5、投资估算10万吨/年PVC，不含土建及公用部分：1、以解吸后的酸浓度19.5%操作时：全吸收250万元/套+半解吸150万元/套=400万元/套（含技术服务费、填料、自控、管道等所有配套设备）2、以解吸后的酸浓度0.7%操作时：全吸收250万元/套+全解吸500万元/套=750万元/套（含技术服务费、填料、自控、管道等所有配套设备）20万吨/年PVC，不含土建及公用部分：1、以解吸后的酸浓度19.5%操作时：全吸收350万元/套+半解吸200万元/套=550万元/套（含技术服务费、填料、自控、管
16、道等所有配套设备）2、以解吸后的酸浓度0.7%操作时：全吸收350万元/套+全解吸600万元/套=950万元/套（含技术服务费、填料、自控、管道等所有配套设备）三、VCM中HCl回收的经济分析：（一）现对VCM中HCl回收项目进行经济物料测算以10万吨/年VCM产量规模,HCl过量5%(W%)计算:1、以解吸后的酸浓度19.5%计全年回收酸产量16129t/a（浓度按31%计）全年回收氯化氢气体的量为:(16129-2000)31%4380吨/年注：2000为全年仍需外售31%回收盐酸的量（吨）2、以解吸后的酸浓度0.7%计 则全年回收氯化氢气体的量为: 1612931%5000吨/年(二)、
17、将VCM回收酸进行回收利用所产生的运行费用为：1、以解吸后的酸浓度19.5%操作时：（1）制冷费用：62万元/年(按HCl气体出系统温度40计算)（2）蒸汽费用：65万元/年(共消耗蒸气6512吨, 蒸气1.6t/tHCl，蒸汽按100元每吨计)（3）转动设备运行费用：10万元/年(总功率25KW,8000h,0.50元/度)（4）公用工程耗用量：8万元/年则整个装置的运行费用为：145万元/年。2、以解吸后的酸浓度0.7%操作时：（1）制冷费用：70万元/年(按氯化氢气体出系统温度40计算)（2）蒸汽费用：95万元/年(共消耗蒸气9500吨, 蒸气1.9t/tHCl，蒸汽按100元每吨计)（
18、3）转动设备运行费用：12万元/年(总功率30KW,8000h,0.5元/度)（4）公用工程耗用量：10万元/年则整个装置的运行费用为：187万元/年（三）由以上的结果可见，如将水洗回收盐酸中的HCl进行回收:对回收的氯化氢气体产生的直接经济效益计算(PVC销售价按7000元/吨, PVC的生产成本按5500元计): （1）以解吸后的酸浓度19.5%操作时：每年可为公司增加销售收入43801.677000元/吨5120万元, 扣除生产成本约43801.675500=4023万元/年, 扣除运行费用：145万元/年, 则可增加经济效益：952万元/年.（2）以解吸后的酸浓度0.7%操作时：每年可
19、为公司增加 50001.677000元/吨5845万元的产值, 扣除生产成本约50001.675500=4592万元/年, 扣除运行费用：187万元/年, 则可增加经济效益：1066万元/年。由上可知，解吸后的酸浓度0.7%操作时较解吸后的酸浓度19.5%操作时能每年多产生114万元的效益。VCM合成气中的HCl气体具有非常大的回收价值。并避免因水洗回收酸内溶解的杂质带入其它生产系统造成污染的环保风险。四、主要业绩：1新疆中泰化学有限公司12万吨PVC/年装置；2新疆天业公司12万吨PVC/年装置（全脱吸）；3浙江巨化股份有限公司电化厂8万吨PVC/年、12万吨PVC/年装置；4贵州遵义碱厂1
20、3万吨PVC/年装置；5株洲化工集团诚信有限公司10万吨PVC/年装置2套；6宁夏西部聚氯乙烯有限公司18万吨PVC/年装置； 7. 青海盐湖集团12万吨PVC/年装置；8、南宁化工股份有限公司6、11万吨PVC/年装置（全脱吸）；9、建滔（衡阳）10 万吨PVC/年装置（半脱吸）；10、内蒙三联12万吨PVC/年装置2套；11、杭州电化集团10万吨PVC/年装置；12、甘肃新川化工股份有限公司25万吨PVC/年装置（13万吨PVC/年装置2套）；13、金浦北方氯碱20万吨PVC/年装置；14、唐山氯碱25万吨PVC/年装置；15、安徽氯碱集团8万吨PVC/年装置；杭州中昊科技有限公司联系人：池昌伟技术联系人：童新洋专心-专注-专业