维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 2008年2月 中国氯碱 China Chlor—Alkali No.2 Feb..2008 39 变压吸附回收精馏尾气制氢技术的应用 李春江 (新疆石河子开发区天业化工有限责任公司,新疆石河子832000) 摘要:在电石法聚氯乙烯生产过程中,利用变压吸附回收精馏尾气,把其中的氢气提取出来,进一步 提纯后送到氯化氢合成炉循环再利用,实现节约能源、降低废气排放同时产生经济效益的三重功效。 关键词:电石法PVC;精馏尾气;变压吸附;提纯;制取氢气 中图分类号:TQ325.3 文献标识码:B 文章编号:1009—1785{2008)02—0039—02 Application of Or-pressure swln ̄adsorpti。 adsorptk technolon technology。hydrog,o ̄y in hydro ̄en gas making from recycled rectiicatifon tail gas LIChun-jiang (Xinjiang Tianye Chemical&Industry Co.,Ltd.,Shihezi 832000,China) Abstract:In PVC production by calcium carbide process,the hydrogen gas maiking from recycled rectiifcation tail gas by pressure swing adsorption were introduced.The hydrogen gas by puriifcation were sent to the chlorine hydride sythensis furnace for reutilization.The energy was saved,the discharge of waste gas were reduced,and profits were got. Key words:PVC by calcium carbide;rectiifcation tail gas;pressure swing adsorption(PSA);puriifcation; hydrogen making 1变压吸附精馏尾气制氢工艺流程 新疆天业股份有限公司依托当地丰富的资源, 现已形成电力200 MW/a,电石32万妇。离子膜烧碱 23万妇,聚氯乙烯树脂30万妇的生产规模。 电石法生产PVC在原料成本方面相对低廉,因 中不含游离氯,有利于氯乙烯的安全生产,氯气与氢 气的配比为1.O0:1.05~1.00:1.10。因此,送出去的 氯化氢中含有过量的氢气。氯化氢流量为7 500~ 8 000 mVh时,其中含氢气400-600 m 。在该公司 的20万t/a PVC项目中,上1套600 m 变压吸附 装置来回收氯乙烯精馏工段尾气中的氢气,产品氢 此,电石法工艺生产聚氯乙烯树脂在我国仍占主导 地位。 精馏工序在聚氯乙烯树脂生产过程中非常重 气的体积分数可达99.9%。变压吸附技术中的吸附 剂有许多种。都是经过处理的活性吸附剂,具有选择 性。加压时,吸附原料气中的杂质如氮等,而氢气则 通过吸附床层作为产品气由吸附塔顶部排除,经过 产品气缓冲罐送到盐酸工段合成炉再利用。减压(逆 向放压及抽空)时。吸附的杂质脱附通过放空管排 除。本装置共有4台吸附塔循环操作,1台吸附塔进 要。而以往粗放式生产中精馏尾气是做为废气被排 放。其中含有大量的乙炔和VC、氢气等成分。为了 使尾气排放指标达到国家标准,2005年,该公司在 国内首先采用变压吸附回收精馏尾气系统。将尾气 中的VC、乙炔回收后,并入二期转化器。产生了一 定的经济效益。为了更好地利用精馏尾气,把其中的 行吸附操作。其余3台吸附塔处于再生过程的不同 阶段。连续输入原料气和输出氢气。 有用组分提取出来充分利用,2007年又增加1套变 压吸附精馏尾气制氢装置。 在氯碱行业的盐酸生产过程中,为确保氯化氢 本装置吸附剂分3层装填。由下而上,第1层起 到水封及保护上层吸附剂的作用,第2层起到吸附 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国氯碱 2008年第2期 氮气的作用,第3层起到通透氢气,并且阻隔氮气和 链中成功地实现了小循环,节约了能源,降低了废气 的排放,同时提高了PVC产量。 些大分子气体。提高氢气纯度的作用。 600 m3/h吸附装置的主要设备如下: 3效益分析 3.1 经济效益 、 新疆天业20万池PVC项目,精馏尾气经过变压吸 附后送到制氢的原料气的流量为450 m3/h(标准状况 下).通过变压吸附输出的产品气的流量为400 m3/h (标准状况下),送到盐酸工段回用。在盐酸工段建设 精馏尾气制氢变压吸附装置工艺流程图见图 l。精馏尾气制氢装置的原料气是精馏尾气变压吸附 处理后的废气。经过一定的压力变化和吸附剂的作 了1个天然气制氢装置,正常情况下,每立方米天然 气经过处理转化成1.8 m 氢气,天然气价格0.85元/m 。 本装置采用连续操作方式。年操作时间按8 000 h计, 用。将氢气提纯后送到合成炉。剩余下来的净化气 (绝大多数是氮气)经过减压解析排放。 每年节省177.78万m 天然气,折151.11万元。 3.2环保效益 2运行效果 制氢原料气组成由N 及其他杂质(体积分数一 10%),H (体积分数一90%),经过处理后剩下的废 气(绝大多数是氮气)被排放出去,完全达到国家排 全年减少排放废气中的氢气量为320万m ,产 生了良好的经济效益和环保效益,目前运行正常。 4问题及处理 (1)变压吸附制氢装置采用PLC控制,接入精 馏DCS系统上,操作简单。因为程控阀门多,有时会 出现调节阀零点飘移,造成吸附器压力波动,但是可 放指标。通过此变压吸附装置,回收的氢气体积分数 为99.9%,压力>0.35 MPa,C2H2体积分数<5x10 。氢 气能否成功送到盐酸工段再利用,其中C H 和Cl 以很快校正过来。整体系统运行稳定。 (2)因氢气循环利用,当全公司升降负荷流量时 会影响制氢流量及盐酸合成炉的控制.调度应提前 通知合成中控岗位人员调整流量。对盐酸合成炉加 的爆炸性对安全生产影响很大。反复试验结果证明 l0 级的C H 与98.5%的Cl 不会发生爆炸,回收 氢气成功地送到盐酸工段再利用.生成用于氯乙烯 生产的原料气HCI 在PVC生产的大循环经济产业 强操作管理.避免出现安全事故。 l一原料气缓冲罐;2(a-d)--cj) ̄附器;3一均压罐;4一产品气缓冲罐;5(a_c)一真空泵 图1 精馏尾气制氨变应吸附装置工艺流程图 收稿日期:2008—01—08 (上接第24页) 些的液氯输送管道,以保证供给屏蔽泵充足的流 (7)严格控制液氯中杂质,滤网选择应恰当。液 氯过滤器要定期切换,过滤网目数要大于120目。 量。泵的安装深度要足够大,以满足屏蔽泵必需的汽 蚀余量.要保证屏蔽泵输送液氯需要的最小吸人压 头。尽量避免频繁地开停屏蔽泵,如果没有充装或输 送任务.可以通过打回流来保持设备的正常运行。 收稿日期:2oo7—09一】2 5结语 屏蔽泵是一种安全、环保、节能、高效的液氯输 送设备,在设计和安装过程中要尽可能选择管径大