周双然，祁 光，田 莹

（河北金牛化工股份有限公司，河北 沧州061000）

河北金牛化工股份有限公司现有电石法PVC生产装置1 套，产能12 万t/a，公司于2011 年对其进行节能减排、降耗增效技术改造，针对电石消耗与同行业对标超高的现状，特别批准建设“电石渣浆中乙炔气回收”的技术改造项目。

1 损耗分析

湿法乙炔是电石在发生器里通过与水反应生成乙炔，首先是大块电石表面与水反应，最后是小微粒电石，乙炔在渣浆中的溶失渠道主要有4 个。

（1）没有完全反应的小颗粒电石：电石从加进反应器与水反应，形成渣浆溢流到沉降池，沉降池中仍有气泡产生，说明存在没有完全反应的小颗粒电石。

（2）乙炔在渣浆中的溶解：电石反应后生成的渣浆，通过溢流排出，乙炔在渣浆中的溶解为过饱和，实际损失按85 ℃渣浆中溶解的乙炔量计算远远不够，实际损失大。

（3）乙炔在氢氧化钙上的吸附。电石与水反应生成的电石渣组分主要为细微的氢氧化钙，而氢氧化钙具有很强的吸附能力，氢氧化钙吸附的大量乙炔随渣浆排到渣池。

（4）乙炔在水中的溶解。

2 回收机理

通过对湿法乙炔发生工艺中电石渣浆损失机理的研究以及借鉴实践经验，采用负压汽提闪蒸的方法，通过对电石渣浆实施闪蒸回收其中的乙炔气，效果良好。确保每吨聚氯乙烯耗电石量降低10 kg 以上，期望每吨聚氯乙烯耗电石可降低13 kg。

3 电石渣浆中乙炔气回收工艺流程简述

发生器内的电石渣浆从发生器锥体中下部出来，通过排渣泵强制将电石渣浆打入汽提塔上部，在真空状态下，溶解、吸附在料浆中的乙炔气在汽提塔被闪蒸汽提出来，经乙炔冷却器冷凝出水分，乙炔气用水环真空泵抽入去乙炔气柜管。分离出的水分进入汽提塔。

电石渣浆从汽提塔上部进入， 经筛板溢流流下， 经汽提后的电石渣泥浆通过液封连续排入渣浆高位槽。 发生器底部沉积的矽铁渣按规定排渣不变。

图1 电石渣浆乙炔气回收工艺流程简图

4 主要设备及仪表

表1 主要设备一览表

5 回收工艺的优化

5.1 发生器液位的控制

发生器液位用原发生器的双法兰液位计测量，与发生器下部的采用变频控制的渣浆泵实现调节控制联锁，保证发生器的液位控制在一定的范围。

5.2 发生器渣浆出料

（1）发生器的电石渣浆由自然溢流改为用渣浆泵强制出料，渣浆泵采用变频控制，实现液位变频调节联锁，安全可靠。同时保留原溢流管，以备渣浆泵故障时随时自动启用。

（2）采用渣浆泵强制出料有以下优点：

a.缩短发生器溢流管，渣浆泵部份回流，加大渣浆流速，可以减少渣浆在发生器的底部沉积，避免堵塞渣浆溢流管，同时由于回流，可以有效地促使电石的反应， 避免电石质量不好时未反应电石随渣浆排出。

b.将发生器排出的渣浆通过泵叶轮的搅动，使发生器未反应的小颗粒电石进一步完全反应，便于乙炔的回收；同时通过叶轮的高转动，可将吸附在氢氧化钙上的乙炔气脱吸出来。

c.渣浆泵采用变频控制，实现与发生器的液位调节连锁。当发生器的液位偏低，发生器的渣浆泵电机转速减少，出料减慢直至联锁停止出料；液位偏高时，发生器的渣浆泵电机转速加快，出料量加大；当渣浆泵出现故障时发生器的溢流管自动启动溢流，保证发生器液位；确保发生器的正常运行。

表2 主要仪表一览表

6 确保其安全性的几点措施

（1）乙炔发生器电石渣浆由自然溢流改为强制出料用泵抽，但还保留原溢流，在泵发生故障时，自动启动溢流确保发生器液位。

（2）汽提塔渣浆出料设有足够高的液封，确保抽负压但不可能破空。回收乙炔气回系统前加水封，与主生产装置隔离。

（3）回收系统的真空泵采用水环式真空泵，轴封用双端面机封，冷却水冷却，汽提塔的真空度用调节阀自调。

（4）回收系统设计时提高标准，确保其无泄漏。当系统的乙炔含氧分析超出控制范围＞1%时，联锁控制，与主系统切断，回收乙炔气排空。

7 投资与效益

7.1 项目投资

表3 项目投资

7.2 项目收益

7.2.1 原料及规格

发生器溢流电石渣浆

压力：常压；

温度：75～85 ℃；

电石渣浆流量：360 m3/h；

电石渣浆组成（质量分数）：氢氧化钙：8%；水：92%。

7.2.2 产品规格和质量

回收乙炔气技术指标：

回收乙炔气流量：≥50 Nm3/h；

回收乙炔气压力：10 kPa；

回收乙炔气温度：≤45 ℃；

回收乙炔气含氧：≤1%；

回收乙炔气纯度：≥96.5%。

7.2.3 经济效益

按12 万t/a 聚氯乙烯树脂计算，每年可节约电石0.13 万t，按当时电石价格3 000 元计，则每年最少可创造经济效益390 万元。

7.3 社会效益

项目建成后，为部分下岗人员提供了重新上岗的机会，社会效益明显，在当年经济低迷的形势下，提高了员工信心、承担了企业的社会责任，树立了良好的企业形象。

8 结语

湿法乙炔工艺流程相对简单、操作控制方便，但是增加了电石渣浆的后处理工序以及渣浆乙炔的损失，导致聚氯乙烯成本的增加。通过技术优化、创新和改进，有效地回收湿法工艺中流失的乙炔，大大减少了电石消耗，增加了湿法工艺的竞争优势。由金牛化工的实践看来，渣浆乙炔回收工艺在行业内极具推广价值。