电石法pvc生产工艺的环保问题

电石法pvc生产工艺的环保问题

解决好pvc行业环保问题21世纪以来，日本迅速开发出磺酰胺。随着石油资源的匮乏和国内需求的快速增长，电石法液体生产工艺已成为新建、扩建、改建项目的首选。但电石法PVC生产工艺存在着一定的环保问题,在能源日益短缺的今天,如何落实科学发展观,充分发挥资源优势和成本优势,解决好环保问题是PVC行业共同关注的焦点,也是关系到电石法PVC生产企业如何适应新形势的要求而生存和可持续发展的大问题。新疆天业石河子中发化工有限责任公司(以下简称中发公司)是采用电石法生产PVC树脂的企业,在发展中特别注重新技术和新设备的应用,全力解决资源消耗和环保的问题,特别是在电石法工艺中流程最长、设备最多的氯乙烯生产系统,不断采用新技术进行改进,取得了显著的成效。1膜洗塔分馏工序精制后乙炔与氯化氢按配比计量混合后,用-35℃盐水冷冻除水,再经除雾和预热后进入转化器,合成粗VCM,粗VCM先经除汞后冷却,经膜洗塔、水洗塔循环吸收后,再进入碱洗塔进一步除去残余的HCl,然后去压缩工序和气柜;VCM经除水和除雾后,进入氯乙烯压缩机加压、冷却、除油,再送往分馏工序;在分馏工序,VCM先经过液化、除水后,通过低沸塔和高沸塔除去乙炔等低沸物和二氯乙烷等高沸物,得到精制的VCM送入储槽,最后用泵送到聚合工序;精馏尾气经吸附装置回收VCM、乙炔后放空,解吸的VCM、乙炔气体回收到转化系统继续反应和利用。2氯乙烯系统技术的改进措施2.1膜洗塔回收利用废水混合器、石墨冷却器及膜洗塔产生的酸可生成质量分数31%的酸,但由于此部分冷却酸含有少量汞,其使用的范围受到限制。通过采用零解吸工艺,将收集的质量分数31%的酸进行两步解吸,解吸出来的HCl气体纯度可达到99%,可返回系统中重新利用,而解吸后的废水中含有质量分数小于1%的HCl,可继续送往膜洗塔中作为吸收液回收利用,虽然废水中含有一定量的汞,但可定期将部分解吸的废水排入含汞废水处理工序,使其经过化学处理后重新回收利用,实现了闭路循环,解决了废水对环境的影响。通过使用零解吸工艺和废水的循环使用工艺的改造,不但提高了装置的生产能力,降低了生产成本,而且解决了废酸、废水污染的环保问题。2.2碱洗工艺的改进(1)水洗酸的密闭循环使用,实现hcl和氯乙烯的循环使用,我国中发公司hcl、氯乙烯的循环使用,实现了水洗酸的密闭循环使用,实现了一步控制的工艺经过膜洗塔吸收后的气体,除去了大部分的HCl气体,但仍有部分HCl气体在水洗塔生成质量分数1%左右的酸,这部分水洗酸的排放,不仅会造成HCl和氯乙烯的流失,而且给环境造成污染,中发公司经过技术改造,实现了水洗酸的密闭循环使用,该工艺采用自动控制,效果良好,其工艺流程见图1。(2)aoh碱液循环使用,碱液氧化对环境的影响经过水洗后,粗VCM中含有CO2和极少量的HCl气体等,进入碱洗塔内用质量分数12%左右的NaOH碱液进行吸收,碱液循环使用,当碱液内Na2CO3含量达到8%时更换排放,既造成浪费又影响环境。将这部分碱液和机前冷凝水、机前除雾器冷凝水、机后冷凝水收集混合后通过蒸汽加热,使VCM汽化、冷凝后回收,降低了废水中的有机物含量,废水一部分送往稀碱工序,另一部分送至处理工序。2.3水资源回收利用中发公司氯乙烯压缩机采用的是活塞式压缩机,改造前冷却水使用地下水,经过冷却器后就地排放,造成水资源的大量浪费,而且地下水硬度大,容易在冷却器内结垢,使设备换热效率降低,送气能力下降。对此,将冷却水通过密闭循环改造,使冷却水循环使用,同时,在冷却水中加入药剂,减少了设备结垢现象,确保设备能长周期稳定运行。2.4转化系统的热回收利用转化器热水在改造前采用强制循环,以现有规模要投入7台55kW热水泵,热水带出的热量部分用于预热器和高塔热水外,其余排入大气,造成热能的浪费。经技术改造后,热水循环采用自然循环,只用2台55kW热水泵,这样仅电费每年就可节约80万元,同时还可将部分热水用于浴池换热,取得了显著的经济效益。转化器热水循环改用自然循环后,仍有大量的热散入大气中,因而中发公司又采用溴化锂吸收式制冷机组,综合利用转化器的热量及盐酸解吸中蒸汽冷凝热。由于转化器热水需要保持一定的温度,故采用自动控制,以保证转化热水的温度稳定,而溴化锂冷水机组的使用,不但解决了转化系统热能利用的问题,还可以替代氟里昂制冷机组供冷,产生的7℃水用于需冷却的设备。热水自然循环和溴化锂机组的使用,不但提高转化器的生产能力,实现了能量的综合利用,而且创造了良好的经济效益和环保效益。2.5分散生产(1)减少环境污染从高沸塔分馏得到的高沸物残液,在回收装置中进一步脱除VCM,使其品质得到提高后作为产品出售,可创造一定的经济效益,并减少了污染,而溶解在残液中的VCM经回收后降低了原料的消耗,也减少了环境的污染。(2)水分去除的影响粗VCM需经过机前冷却器、机后冷却器、油水分离器等设备来除去所含的大量水分,然后进入低沸塔进行精馏。VCM中的水分要求尽量降低,水分的存在是导致精馏塔塔盘堵塞的重要原因之一,而且水分去除不好,会影响单体质量,最终导致PVC质量下降。为了有效地脱除单体中的水分,中发公司原采用固碱干燥器,但使用效果不好,易堵塞;现采用高效过滤器,有效地除去了单体中所含的机械水,可延长精馏塔的使用时间,提高单体的质量,使用效果较好。2.6vcm无法达到排放标准通常,分馏尾气中含有体积分数为10%~16%的VCM,国内一般采用活性炭吸附法、膜分离法及变压吸附法回收未冷凝的VCM气体,中发公司过去采用活性炭吸附法,回收后排放的尾气含有1%左右的VCM,无法达到国家排放标准。目前采用变压吸附法处理尾气,该装置可使VCM和C2H2的回收率在99.99%以上,放空尾气中含VCM的质量浓度小于36mg/m3、C2H2的质量浓度小于50mg/m3,在几乎回收了全部VCM的同时还回收了全部乙炔气,降低了乙炔的单耗,经济效益非常显著。同时,变压吸附装置采用DCS控制,可以实现无人操作,装置运行的稳定性、安全性、可靠性非常高。变压吸附尾气回收装置的投入,不仅降低了单耗,取得了显著的经济效益,同时解决了几十年来困扰氯乙烯行业的尾气放空造成的环境污染问题,具有很高的环保效益和社会效益。2.7压缩机环境空间的vcm超标造成的泄漏点原来氯乙烯压缩机使用的是活塞式压缩机,运行一段时间后,容易产生泄漏的问题,使压缩机周围空间的VCM含量超标,造成环境污染和VCM的流失。为了消除漏点,需要更换大量配件,压缩机的运行费用较高。目前,中发公司尝试使用螺杆压缩机,运行效果较好,根据运行情况,准备继续用螺杆压缩机逐步替代活塞压缩机。3化工企业发展建议目前,国内PVC生产和需求正进入一个高速发展的时期,而电石法