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无水三氯化铝生产装置优化改进

2021-04-12潘英曙

中国氯碱 2021年1期
关键词:反应炉集器氯化铝

潘英曙

(江西世龙实业股份有限公司,江西 乐平333311)

三氯化铝又名氯化铝,用作氯化剂,广泛应用于农药、食品及有机合成工业。三氯化铝生产方法总结如下。

(1)金属铝法

将铝锭放入密闭的氯化反应炉内,加热并通氯气进行氯化反应,生成的氯化铝升华进入捕集器,经捕集,即制得氯化铝成品。

反应方程式:2Al+3Cl2→2AlCl3

(2)铝氧粉法

将一定粒度的工业氧化铝与石油焦按一定比例投入焙烧炉内混合均匀,由炉底通入空气进行焙烧。焙烧后的物料进入氯化炉,炉中通入氯气和氧气,铝氧粉在还原剂炭的存在下与氯反应。生成的气相产物经预冷、净化去捕集器,制得氯化铝成品。尾气经氢氧化钠或亚硫酸钠溶液吸收处理后排空。

(3)熔融法

将金属铝加热熔融后通入无水氯化氢,而制得。

反应方程式:2Al+3Cl2→2AlCl3。

三氯化铝生产工艺国内最普遍的为铝锭法,大部分三氯化铝生产企业生产工艺较原始,产品需进行二次包装,人工劳动强度大,生产现场环境差等。只有少数较大型企业对铝锭法生产工艺进行了初步改进,采用螺旋输送实现集中包装。

景德镇市化工园区一家生产企业采用铝锭法生产三氯化铝产品,生产工艺相对落后,但氯气是由江西世龙实业股份有限公司供应的,氯气纯度及压力相当稳定。该公司现有股东在生产装置方面相对落后。

1 现有生产工艺优化

(1)改进现有装置尾气无组织排放状况,确保符合环保要求

目前,江西世龙实业股份有限公司三氯化铝反应炉23台,每台炉一次包装和二次包装过程产生的尾气均需进行改进。一次包装无组织排放尾气改进如下。

原产品一次包装是直接打开捕集器底阀直接对接口包装,尾气直接排放到大气中,此次改进方式为,在各台反应炉对应的捕集器周边靠近出料底阀位置安装尾气吸收罩,配套尾气吸收装置,把一次包装过程中跑出的尾气吸收输送至总尾气吸收装置处理后达标排放。二次包装无组织排放尾气改进为:按照一次包装无组织排放尾气改进的模式对二次包装无组织排放尾气进行改进,满足环保要求。

(2)捕集器更新

现在三氯化铝反应炉配套的大部分捕集器严重变形,增加了当班操作人员劳动强度,对三氯化铝产品质量造成了很大的影响,产品颗粒度及色泽相当不稳定。

改进的方式为:分批逐步更新捕集器,考虑把捕集器底部挡板阀改为关风阀,减少一次包装时散出的尾气量。

(3)安装震动器,减轻人工震打强度

在捕集器上对称安装2~4 只小型电动震动器,定期震动,减轻人工震动劳动强度。

(4)调整操作间歇时间

原每隔4 h 人工震打包装1 次,改为每间隔1 h开电动震动器震打一次,每4 h 人工再震打一次。

2 生产工艺、设备全面改进

2.1 采用连续自动一体化新工艺

连续自动一体化新工艺为立体布置,把三氯化铝反应炉布置在二楼,捕集器固定位置层布置在二楼上方,捕集器下方留出空间可进行三氯化铝产品输送与包装。

另捕集器出料口安装破碎装置、 缓冲仓及星型给料器,大颗粒的三氯化铝产品通过破碎机破碎,星型给料器可正常卸料,又防止尾气溢出。

在氮气保护下的气力输送三氯化铝产品,合格与不合格产品通过气力输送可分别输送到不同料仓,可把刚刚开车或不正常情况生产的产品区分开来。

2.2 利用尾气生产次氯酸钠副产品回收利用

目前该公司三氯化铝生产装置尾气系统是采用氯化亚铁吸收方式生产副产品三氯化铁出售,其中氯化亚铁需外购,三氯化铁需外销,增加管理与运输费用,增加原料与产品的存放空间。

采用的改进方法为,用碱替代氯化亚铁来吸收三氯化铝生产系统尾气氯制得次氯酸钠副产品,该次氯酸钠副产品可用于该公司氨回收装置深度氧化工序等,原料与产品均可直接用泵输送,费用大大降低,减少占地空间。

2.3 反应炉、捕集器进行试验加大改进

现有三氯化铝反应炉尺寸为1600mm×1400mm×700 mm,其炉内有效空间约为1200 mm×1000 mm×450 mm,捕集器外型尺寸为Φ1200 mm×2700 mm加上锥底高约700 mm,可试验加大反应炉,加粗捕集器等。

2.4 生产厂房改进

参观福建泉州某设备加工制造公司时,发现该公司的厂房设计很有特点,其室内采光与排气效果相当好,可结合该厂房特点对改进三氯化铝生产厂房,这十分有利于厂房内三氯化铝反应炉与捕集器等正常生产时散热,从而有效稳定三氯化铝反应炉和捕集器内温度,提高产品质量。

3 加强管理,稳定提高产品质量

该公司现有管理情况较特殊,存在很多不稳定因素,对生产及产品质量稳定带来不确定性。

技术改造结合现场管理跟进,对生产现场、原辅材料、包装物采购与存放进行规范化管理,产品检验与存放等环节进行有效测控,制定更加合理可行的操作规程,对操作人员进行操作与技能培训,通过强化管理把三氯化铝产品质量提升到行业先进水平,其效益必然增长。

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