填料塔流程操作 平稳 , 弹性 较大 , 塔 的阻力降 小 , 单塔的压降一般在 1.0 kPa以下 , 且每个填料塔 的液流循环量变化不大 , 能较好地平衡进塔气量的 变化 , 满足相应的气液传质过程 。 由于填料塔的操 作弹性较大 , 适应气相变化能力较强 , 在电解刚开车 时氯气流量较小的情况下 , 它几乎与满负荷操作相 同 , 能达到对水分要求的 指标 , 因而 显示其独特之 处 。但填料塔占地面积大 , 投资较多 , 大修时清理检 修难度较大 [ 1] 。
3 干燥工艺流程的选 用
2000年 7月 , 中国石化集团巴陵石化分公司环 氧树脂事业部 5 万 t/a离子膜烧碱装置开工建设 , 氯气干燥选用了 2台填料塔加 1台泡罩塔串联的 3 塔流程 ;2004年 7月 , 隔膜法烧碱装置氯气干燥系 统技术改造时 , 选用了 1 台填料塔加 1台泡罩塔的
2塔流程 。隔膜法烧碱装置的氯气干燥工艺改造之 前采用的是泡沫筛板单塔流程 , 该塔设有 4层塔板 , 采用内溢流 、小流量方式 , 操作时不仅泡沫层质量不 易控制和掌握 , 而且在干燥过程中 , 因硫酸吸水产生 的热量无法移出 , 故泡沫塔出口氯气温度一般在 40 ℃以上 , 夏季有时高达 60 ℃, 造成出塔氯气水含量 经常超标 , 夏季尤为严重 。 下面简单介绍该套隔膜 法烧碱装置氯气干燥流程的特点及工艺控制情况 。 3.1 工艺流程及特点
氯气处理是氯碱生产中的关键工序 , 其任务是 对电解来的湿氯气进行冷却 、干燥和加压输送 。经 过硫酸干燥后的氯气如果水含量超标 , 将加剧氯气 输送及液氯等工序的管道和设备腐蚀 , 给整个生产 系统带来严重后果 。目前 , 国内部分氯碱企业处理 后的氯气含水质量分数在 0.005% ～ 0.010%之间 , 但大多数企业只能达到 0.03% ～ 0.04%[ 1] 。特别 是随着氯气输送工艺的不断进步 , 国内很多氯碱企 业逐步采用透平压缩机取代传统的纳氏泵输送氯气
1— Ⅰ 干燥塔 ;2— 硫酸循环泵 ;3— Ⅱ 干燥塔 ;4— 硫酸循环泵 ; 5— 泡罩塔 ;6— 硫酸循环泵 ;7、8、9— 硫酸冷却器 ;10— 硫酸计量泵
图 3 串联的填料塔与泡罩塔组合流程
如图 3所示 , 湿氯气冷却后进入 Ⅰ 干燥塔与塔 顶喷淋的质量分数 75% ～ 80%的硫酸逆流接触 , 除 去部分水分后进入 Ⅱ干 燥塔 , 与质 量分数 88% ～ 94%的硫酸逆流接触 [ 4] 除去部分水分后 , 进入 Ⅲ干 燥塔塔底 , 经过塔下部的填料段后 , 依次通过 5层塔 板的泡罩 , 与塔板上的硫酸层充分接触除去部分水 分 , 然后经酸除雾器送至氯气压缩机 。 98%浓硫酸 通过计量泵从泡罩塔的顶层塔板加入 , 依次通过塔 板自流至塔底后 , 多余的硫酸溢流至前面的填料塔 , 而 Ⅰ塔多余的硫酸则溢流到废酸贮槽 。 Ⅰ 、Ⅱ 、Ⅲ干 燥塔均采用酸泵对塔内的硫酸进行喷淋循环 。
＊ [ 作者简介 ] 李风格 (1971— ), 男 , 高级工程师 , 现任中国石化集团巴 陵石化分公司环氧树 脂事业部 烧碱车间主 管 , 曾 多次参与离子膜法 、隔膜法烧碱技改项目 。
[ 收稿日期 ] 2008 -01 -15
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氯氢处理 氯 碱 工 业 2008年
第 12期 李风格 :氯气干燥工艺流程选择 氯氢处理
稀硫酸则溢流入废酸槽[ 4] 。 2.3 填料塔与泡罩塔组合流程
填料塔与泡罩塔的组合流程最先由荷兰阿克苏 公司开发 , 简称为 “阿克苏流程 ”, 欧洲等地应用较 多 [ 1] 。由于泡罩 塔的塔板上留有一 定厚度的硫酸 层 , 氯气从硫酸层中通过 时 , 能使气 液两相充分接 触 ;而且泡罩塔处理量大 , 塔板上安装圆形或条形泡 罩 ,增加了设备的操作弹性和对负荷变化的适应 性 [ 5] 。因此 , 该流 程能 很好 地适应 气体 流量 的变 化 , 即在气体流量较小时 , 填料塔承担干燥任务 ;而 在满负荷运行状况下 , 泡罩塔则以较快的速度完成 传质吸收过程 。 目前 , 该流程已成为我国氯碱企业 氯气处理改造的首选流程 , 如浙江嘉化 (集团 )有限 责任公司采用 2台填料塔加 1 台泡罩塔流程 [ 6] , 上 海氯碱化工股份有限公司采用 1台填料塔加 1台泡 罩塔流程 [ 3] 。 图 3介绍了 3塔串联的填料塔与泡罩 塔流程 。
第
44卷 第 12期 2008年 12月
氯Chlor-碱Alkal工iIndus业try
VoDl.ec4.4,, 2N0o0.812
【氯氢处理 】
氯气干燥工艺流程选择
李风格＊ (中国石化集团巴陵石化分公司 , 湖南 岳阳 414014)
[ 关键词 ] 氯气 ;干燥流程 ;工艺控制 ;除雾器 [ 摘 要 ] 简述了氯气干燥原理及几种典型的氯气干 燥工艺流程 (串联的填料塔组流程 、强化型泡 沫塔流程及
温度 , 有利于提高氯气干燥效果 [ 2] 。
2 氯气干燥工艺流程
目前较为先进 、典型的氯气干燥流程大致可分 为 3类[ 1] :串联的填料塔组流程 、强化型泡沫塔流程 及填料塔与泡罩塔组合流程 。 2.1 串联的填料塔组流程
北美 、日本大 多采用填料塔 组流程 [ 2] , 此流程 一般由双塔 、3塔或 4塔串联组合而成 , 目前我国也 有部分企业采用此流程 , 如中国石油化工股份有限 公司齐鲁分公司氯碱厂采用 3台填料塔串联流程 , 浙江巨 化股 份 有限 公 司采 用 4 台 填料 塔 串 联流 程 [ 3] 。这里仅介绍 3塔串联工艺流程 (见图 1)。
图 4为该套隔膜法烧碱装置氯气干燥流程改造 后的简图 。
1— Ⅰ 干燥塔 ;2— 硫酸循环泵 ;3— Ⅱ 干燥塔 ;4— 硫酸循环泵 ; 5— Ⅲ 干燥塔 ;6— 硫酸循环泵 ;7、 8、 9— 硫酸冷却器 图 1 串联的填料塔组流程
如图 1所示 , 湿氯气冷却后进入 Ⅰ 干燥塔与塔 顶喷淋的 75% ～ 78%硫酸逆流接触 , 除去部分水分 后进入 Ⅱ干燥塔 , 与比 Ⅰ 干燥塔中浓度略高的硫酸 逆流接触 , 再除去部分水分后进入 Ⅲ干燥塔塔底 , 与 浓硫酸逆流接触 , 再除去部分水分 , 经酸除雾器后去 氯气压缩机 。 96% ～ 98%的浓硫酸进入 Ⅲ干燥塔塔 底 , 再用泵输送经冷却器进入塔顶喷淋 , 吸水后流至 塔底 ;塔底多余的硫酸溢流到 Ⅱ干燥塔塔底 , 用泵输 送经冷却器进入塔顶喷淋 , 吸水后回至塔底 , 多余的 硫酸则溢流至 Ⅰ 干燥塔塔底 , Ⅰ 干燥塔内硫酸循环 方式与 Ⅱ 、Ⅲ干燥塔相同 , Ⅰ干燥塔多余的硫酸则溢 流到废酸贮槽 。
Theselectionofchlorinegasdryingprocess
LIFeng-ge (BalingPetrochemicalBranchCo., SINOPEC, Yueyang414014, Chegas;dryingprocess;processcontrol;demister Abstract:Theprincipleofchlorinegasdryingandseveralkindsoftypicalchlorinegasdryingprocesses, suchasserialpackedtowersprocess, intensivefoamingtowerprocessandcombinedprocessof packedtowerandbubblecaptower, areintroduced.Itispointedoutthatinordertodecreasethewater contentinchlorinegas, thekeymattersaretostrictlycontrolprocessparameters, suchascoolingtemperatureofinletchlorinegas, theconcentrationofoutletsulfuricacid, theconcentrationandtemperatureofinletsulfuricacid, andthetemperatureofoutletchlorinegas, andselecthighefficiencydemistingandfilteringtechnology.
填料塔与泡罩塔组合流程 )。 提出干燥塔组合流程要降低氯气中水分 , 关键是严格控制进塔氯气 冷却温度 、出塔硫 酸浓度 、进塔硫酸浓度和温度以及出塔氯气温度等工艺参数 , 同时选用效率较高的除雾过滤技术 。
[ 中图分类号 ] TQ028.2 [ 文献标志码 ] B [ 文章编号 ] 1008 -133X(2008)12 -0017 -04
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1— 泡沫干燥塔 ;2— 稀硫酸循环槽 ;3— 稀硫酸循环泵 ; 4— 稀硫酸冷却器 ;5— 浓酸循环槽 ;6— 浓酸循环泵 ;
7— 浓酸冷却器;8— 浓酸高位槽 ;9— 酸除雾器 ;10— 废酸贮槽 图 2 强化型泡沫塔工艺流 程
如图 2所示 , 湿氯气冷却后进入强化塔底部 , 通 过 5层塔板与硫酸泡沫层接触吸收 , 干燥后的氯气 从塔顶排出 , 经酸除雾器后去氯气压缩机 。 来自浓 硫酸循环槽质量分数为 96% ～ 98%的浓硫酸由酸 泵送至浓硫酸冷却器 , 冷却后进入浓硫酸高位槽 , 然 后分为二路 :一路经过节流调节后进入浓酸段的第 1块塔板 , 吸收微量水分后通过外溢流回到第 2 块 塔板继续吸收水分 , 然后通过外溢流回到浓硫酸循 环槽 ;另一路浓硫酸经节流调节后进入浓酸段的第 3块塔板 , 进行气液相传质后 , 浓硫酸内溢流至第 4 块塔板 。 来自稀硫酸循环槽的稀硫酸质量分数约为 72%, 由稀酸泵压送至稀酸冷却器 , 冷却后直接进入 第 4块塔板 , 与第 3块塔板内溢流下来的浓硫酸混 合 , 并与湿氯气进行充分的传质吸收后 , 经外溢流至 第 5块塔板 , 继续与进塔的湿氯气逆流接触吸收水 分 , 最后经外溢流出塔板 , 返回稀硫酸贮槽 , 多余的
2.2 强化型泡沫塔流程 强化型泡沫干燥塔 (以下简称 “强化塔 ”)有泡