二合一石墨合成炉点火方式对比分析

二合一石墨合成炉点火方式对比分析

陈勇江 ,汪福兵 ,王世刚 ,刘凯

新疆圣雄氯碱有限公司   新疆 乌鲁木齐

[摘要]介绍新疆圣雄氯碱公司合成炉优化前后工艺流程及新点火方式的优点。

[关键词] 石墨 合成炉  限流 

一、前言

新疆圣雄氯碱有限公司离子膜烧碱产能40万吨/年，一期装置2013年投产，二期装置在吸收一期检验后，于2016年投产，氯化氢合成是离子膜烧碱生产装置的一个重要环节，合成炉是关键设备之一，其运行状态决定离子膜生产是否平稳，合成炉点火开车是合成炉生产中至关重要的一个环节，若合成炉每次开车点炉都能平稳顺利完成，整个系统才有可能平稳远行；本文就是对传统点火方法进行革命，提出新的点炉方式，其可以大大提高点火成功率。

二、工艺流程：

1.1传统合成炉工艺流程：

氯气通过缓冲罐进入氯气总管，再进入分支管道经氯气流量计、调节阀进入氯气管道阻火器，再进入石墨合成炉；出氢气缓冲罐的氢气通过氢气总管上的分支管道经氢气流量计进入氢气管道阻火器，再进入石墨合成炉。氯气、氢气在合成炉内燃烧生成的氯化氢气体，经过燃烧段用循环水冷却后，进入合成炉蒸发段经纯水冷却后，进入氯化氢冷却器；再经过循环水冷却进入氯化氢成品冷却器，被送至VCM车间，用于合成氯乙烯；当VCM车间不需要氯化氢气体或需要制高纯盐酸时，氯化氢气体进入高纯盐酸吸收系统。

上述工艺中氯气和氢气点火旁路阀门的开关手柄被引进合成炉操作室，在点火时使用，操作室与合成炉间有厚厚的防爆墙，减小炸炉对人员伤害。

改造前主物料流程示意图

2014年6-12月，系统停车16次点火情况及事故情况（一期）

1.2影响合成炉点火成功率主要因素和完善措施：

1、合成炉点火前须对合成炉氢气、氯气管路进行充氮气置换，置换后管路内充满不可燃、不助燃的氮气，其对点火有直接影响，新工艺将置换管路改到切断阀前，最大限度减少管路内氮气存量。

2、氮气置换后对炉内抽负，即用空气置换掉炉内氮气及氢气，如果负压不足，氮气在炉内积存量大，氧气纯度就会较低，影响氢气燃烧，此因素可通过调整风机抽力调节，管控好岗位操作即可。

3、氢气管路内漏，氢气泄漏到炉内，会使炉内含氢超标，存在点炉闪爆风险，此因素可通过维修更换阀门，严格执行点炉分析、操作程序来防范。

4、气流速度和稳定度影响，因传统工艺点火旁路较大（DN50），阀门开度很难控制，流量计在低流量时不能有效监测流量，阀门开度略大，管内流速就会很大，将点火棒火焰催灭或火焰过大，从炉门喷出；，阀门开度略小，管内流速就会很小，氢气量小点不着火或火焰不稳定，易熄灭。因车间新员工较多，没有较高的阀门开度控制技巧，很难将氢气氯气流量稳定控制。

1.3改造后工艺：

为提高合成炉点火成功率，减少事故发生，对合成炉工艺进行改造优化，优化后的新工艺如下图：主工艺部分基本没有改变，只在合成炉氯气、氢气调节阀处个增加一套DN25的点火旁路，并在点火旁路上设置流量控制装置，保证点火时氯氢气流量适合点火操作。

改造后主物料流程示意图

2017年6-12月，系统停车4次点火情况及事故情况（一、二期）

查2013年3月～2015年12月点炉时降膜闪爆12次；2016年至今点炉时降膜闪爆1次（原因提量并主路时阳光充足看不清火焰颜色，且流量处于流量计死区范围），可见改造后降膜闪爆次数明显降低。

三、两种点火方式及优缺点：

合成炉传统点火方式为：1.将点着的点火棒放进炉内;2开进合成炉氢气切断阀,再开进合成炉氢气点火DN50阀门（手柄在室内）;3.氢气点着后,打开进合成炉氯气切断阀,再开进合成炉氯气点火阀门（手柄在室内）; 4.氯气点着后,关闭合成炉炉门.完成合成炉点火（即点火成功）。

传统点火方式缺点：

实际操作中, 因流量计量程范围很大（0～2500m3/h），低流量时流量计不能正确显示数据，阀门的死区各不相同，进气管径DN200，造成氢气、氯气进炉量很难控制,常出现进气量大点火棒被吹灭、炉门喷火，进气量不稳出现过过氢、氯而爆炸现象，操作人员被烧伤及中毒现象时有发生，此法不仅点火成功率低还极易发生人员中毒、烧伤，防爆膜破裂，炸炉事故；此外传统点火方式氢气、氯气进炉量很难控制，合成炉内常有过氢、过氯交替出现现象，这样的氯化氢进入降膜，经水吸收后，剩余的氢气、氯气浓度升高形成爆炸性气体，引发降膜内闪爆事件。

新的点火方式优点：

经过对合成炉点火过程分析总结，在氢气和氯气点火管路上各增加一套限流装置，在合成炉点火时，氢气点火管路手阀打开后,氢气流量为90～100m3/h，氯气点火管路手阀打开后,氯气流量为70～80m3/h。由于气量供应合适，进合成炉氢气、氯气很容易被点着，合成炉小气量点火成功后，关炉门，再先后打开氢气主路调节阀和氯气主路调节阀，增大合成炉氢氯气进料量，这样不再出现炉门喷火、过氯现象和炉内爆鸣，还可大大提高点火成功率，又不会烧伤操作人员和污染环境，也不有出现过氢过氯交替出现，避免降膜闪爆，我公司发明的点火方式已获国家专利。

四、总结：

对传统工艺进行合理优化，再采用新的点火方法后，合成炉点火时岗位工在开点火旁路时，不需调节开度，及时新员工无点火经验，也可顺利成功完成合成炉点火；通过对员工技能培训，做好点火前准备工作，避开午后到日落时间段点炉，可做到点火成功率为100%；同时基本不会发生合成炉喷火、炸灯头、人员烧伤事件，对安全与平稳生产都有很高的价值，从装置本质安全方面向前推进一大步。

参考文献

［1］刘立春，贾晓鸥． 限流孔板在工艺设计中的应用． 广州化工，2014，10( 20) : 1 － 3．