氯氢处理系统氯、氢稳压工艺技术改造

hydrogen pressure in chlorine and hydrogen treatment systemMA Chunling, WANG Chang, ZHANG Zun(Henan Shenma Chlor - Alkali Development Co. , Ltd. , Pingdingshan 467242 , China)Key words： chlor - alkali ； chlorine ； hydrogen； pressure stabilizationAbstract: The technical innovation for stabilizing the pressure of chlorine and hydrogen system was

introduced. The innovation improved the pressure stability of the production system, and laid afoundation for production safety. At the same time, the system automation level was improved and thelabor intensity was reduced.河南神马氯碱发展有限责任公司（以下简称 “神马氯碱发展”）是以生产烧碱、聚氯乙烯树脂等

1氢气系统稳压工艺存在问题及解决措施1.1改造前氢气系统稳压工艺存在问题来自电解工序的氢气经洗涤、加压、冷却后进入

基础化工原料为主的氯碱企业。现有装置产能：离

子膜烧碱（折100% ）30万t/a、聚氯乙烯树脂30万

氢气分配台（01S0601 ）, 一路通过压力调节

t/a、液氯10万t/a、次氯酸钠10万t/a、输送富裕氢

气 4 000 万 m3/a［1］o（FV0802）进入氯化氢合成工序，一路经自控阀 （PCV0602）将富裕氢气放空,或者输送尼龙化工公

司。改造前氢气系统流程简图如图1所示。近年来，随氯碱行业效益下滑，PVC等产品成 本倒挂，各企业大力开发耗氯、耗氢产品。神马氯碱

发展经过几年的技术改造，耗氯、耗氢产品日益增 多。然而，氯氢处理系统氯气、氢气压力的稳定面临 较大挑战,如:氢气输送装置影响原有氢气系统压力

从图1可以看出，压缩后的氢气经01S0601分

配至4处:经控制回路01FIC0802调解后去合成炉， 经V0472去氢气升压机，经控制回路01PCV0602去

的稳定、次氯酸钠装置（间接法）影响原有氯气系统 压力的稳定等。下面介绍神马氯碱发展氯、氢系统

氢气阻火器，经控制回路01PCV0601去泵前氢气总 管。压力稳定工艺技术改造。* ［作者简介］马春令（1967-），男，高级工程师，毕业于河南城建学院，现任河南神马氯碱发展有限责任公司总工程 师，从事氯碱生产技术管理及相关产品开发壬作。［收稿日期］2019 -08 -07［编者注］本文作者马春令为《氯碱工业》第八届编委会成员。22第11期马春令等：氯氢处理系统氯、氢稳压工艺技术改造氢气去放空阻火器氢气去洗涤塔后总管V0472氢气去放空阻火器氢气来自氢压机ABCV0802氯氢处理岗位氢气分配台01S0601氯化氢合成岗位氢气缓冲罐图1改造前氢气系统流程简图Fig. 1 Process flow diagram of hydrogen system before innovation由以上分析,并结合实际生产发现,此氢气稳压

气阻火器，经控制回路01PCV0601去泵前氢气总 管。工艺存在以下问题。(1 ) FV0802调节阀动作时对分配压力

通过改造前后工艺对比，可以发现氢气系统稳

01PT0602影响大，不但不能稳定压力01PT0801,反

而会波及整个氢气系统压力，不利于系统稳定。压重心发生了根本变化，由之前稳定各自系统压力,

变为以稳定分配台压力为中心，稳压措施变化主要 如下。(2)分配台须保留15%的放空闵，以稳定压力。

神马氯碱发展每年(按8 000 h计算)氢气富裕量约

(1) 删除氢气去氯化氢合成系统的调节回路

2 470 万 m‘ ⑶(合 3 000 m3/h),只输送 1 500 m3/h,

仍有约1 500 m3/h富裕氢气放空来维持分配台压 力稳定。01PC0802,将稳定重心由稳定进炉氢气压力转变为

稳定分配台01S0601压力01PT0602,间接实现稳定

进炉氢气目的。12改造后氢气系统稳压工艺经过几年系统逐步升级改造，神马氯碱发展氢 气系统压力稳定措施逐渐完善，最终在氢气系统稳 定的前提下,实现了氢气的零排放，全输送，氢气输 送装置的生产能力达4 000万m3/at3］，改造后氢气

避免了调节阀01PC0802动作时，对氢气系统 的影响(影响分配台01PT0602压力、泵前压力、电

解压差等)。(2) 增加控制回路01PICA0602,将稳定分配台 01S0601压力放在首位。在氢气去升压机前缓冲罐V0472管道上增加

系统工艺流程如图2所示。由图2可知，压缩后的氢气经01S0601仍分配

自控阀PCV0476,与分配他压力01PT0602构成调节 回路,在确保分配台01PT0602稳定为前提,多余氢

至4处:经控制回路01FIC0802调解后去合成炉，经

V0472去氢气升压机，经控制回路01PCV0602去氢

气再输送。23》氯氢处理》氯 碱 工 业2019 年图2改造后氢气系统流程简图Fig. 2Process flow diagram of hydrogen system after innovation1.3改造后氢气系统稳压调节回路和联锁设置综上所述，本次改造的宗旨是稳定分配台

2氯气系统稳压工艺存在问题及解决措施

2.1改造前氯气系统稳压工艺存在问题来自电解氯气经洗涤、冷却、干燥后进入氯压 机，然后经分配台分配至氯化氢合成工序、液氯工 序、次氯酸钠装置。神马氯碱发展液氯采用“高压 法”，即将氯气加压至0. 7 MPa后进入液化器，降低

01S0601压力01PT0602,进而确保电解、氯化氢合

成、以及输送压力稳定，围绕这个目的，技术人员设 定以下控制回路和联锁。1.3. 1调节回路(D01PIC0602控制回路，当分配台压力超过

温度,氯气部分液化，未液化的尾氯进入氯化氢合成

90 kPa时，打开泄压。(2) 01PIC0601控制回路,控制氢气洗涤塔前压

力稳定在2.5 kPa。工序。原氯气系统稳压工艺流程如图3所示。由图3可知,氯气经分配台分配为4路:经调节

回路01PIC0801去氯化氢合成，经自控阀01HV4390 去液氯，经手阀去次氯酸钠，经PV0401去氯气压缩

(3) PIC0476控制回路，控制分配台压力稳定在

85 kPa,超压相应开启，低压相应关小。(4) O1P1CO471控制回路，当V0472压力低于

机前总管。由以上分析，并结合实际生产发现此氯气稳压

80 kPa时,FV0471相应打开。(5) 01PIC0472控制回路，当V0472压力超过

工艺存在以下问题。(1) 自控阀FV0801调节作用有限，其动作时不

能实现氯气系统压力稳定，反会增大氯气系统压力

83 kPa时,FV0472相应打开。1.3.2联锁设置当01PT0602压力低于70 kPa时，氢气输送停 车，关闭调节阀PCV0476。当整流全停时，氢气输送停车，关闭调节阀

波动。(2) 分配台去液氯自控阀01 HV4390没有控制

回路和联锁设置，造成操作人员调整频繁，且紧急停 车时有高压氯气倒流至分配台的危险。PCV0476。综上所述,氢气系统稳定的根源在稳定分配台

(3) 大量生产次氯酸钠对分配台压力01PT0407

影响较大，以致于次氯酸钠产量较低(仅能维持自

压力，其余分支如合成、输送等也随之稳定。用,400 1/月)。24第11期马春令等：氯氢处理系统氯、氢稳压工艺技术改造图3改造前氯气系统流程简图Fig. 3 Process flow diagram of chlorine system before innovation2.2改造后氯气系统稳压工艺

近年来，神马氯碱发展技术人员经过多次技术

量大幅提高10万t/a,提高了经济效益。改造后的工艺流程如图4所示。改造,稳定了氯气系统压力，并实现次氯酸钠产品产SVH1S kPa〈氯气去洗涤塔120 kPa—

fi--AY

氯氢处理岗位氯气分配台液氯岗位原氯分配台氯化氢合成岗位氯气缓冲罐图4改造后氯气系统流程简图Fig. 4 Process flow diagram of hydrogen system after innovation由图4可知，氯气经分配台分配为3路：经 对比改造前后工艺，可以发现氯气稳压工艺的V0801去氯化氢合成，经01HV4390去液氯，经 重心转移至稳定分配台01PT0407压力。改造前后

PV0401去氯气压缩机前总管。 氯气稳压工艺的4点变化如下。25氯 碱 工 业2019 年(1 )删除氯气去氯化氢合成的调节回路 01PC0801，由直接稳定进炉氯气压力转变为直接稳

定氯气分配台压力01PT0407，间接稳定进炉氯气压

置。(2) 01 PIC0401控制回路,控制氯气洗涤塔前压

力稳定在-0. 8 kPa。力的目的。避免了调节阀01PC0801动作时，对氯 气系统压力相互干扰(影响分配台压力、泵前压力、 电解压差等，最终调节阀01PC0801频繁动作，稳定

(3) PIC0407控制回路，控制分配台压力稳定在

150 kPa,超压相应开启，低压相应关小。(4) 01PIC0601控制回路，当V0472压力超过

进炉压力的目的也难以实现)。83 kPa时.FV0472相应打开。2.3.2联锁设置透平机停车时，关闭去液氯氯气自控阀(2) 增加氯化氢合成岗位差压泄放调节回路

01PICA0801 ,当岗位氯气压力超高时，自控阀打开

泄压，确保氯化氢指标合格。HV4390。(3) 增加控制回路01PICA0407,以确保分配台

压力01PT0407稳定为前提，再液化多余氯气。3结论神马氯碱发展技术人员经过实践，寻找到适合

(4) 将次氯酸钠装置的氯气管道移至调节阀

自己企业的氯气、氢气生产系统压力的稳定措施，既 确保了生产安全，又降低了劳动强度，同时取得了更

01HV4390后,避免大量生产次氯酸钠时对分配台

压力01PT0407的影响，以减少合成岗位操作人员调

好的经济效益。参考文献整合成炉操作频次。2.3改造后氯气系统稳压调节回路综上所述，改造围绕稳定分配台压力为中心，进 而稳定确保电解、氯化氢合成、液氯等处的压力。公

司技术技术人员设定以下控制回路和联锁。［1］ 马春令，王昌，张遵.氯碱全系统副产氢气回收利用技术

总结［J］.氯碱工业,2018,(1):13 - 15.［2］ 刘红民.富裕氢气的增压输送［J］.氯碱工业，2011

(11) ：19 -21.2.3. 1 调节回路(l)01PIC0801控制回路,当合成岗位氯气压力 01PT0801超过170 kPa时，打开泄压至事故吸收装

(上接第21页)［3］ 付汉卿，马春令.富裕氢气的综合利用［J］.中国氯碱,

2011(9):10-11.［编辑:蔡春艳］表2改造后一次盐水分析值Table 2 Analysis results of4改进措施开封东大采取了以下6项措施。①控制原盐采 购质量⑴。检测原盐中碘含量，超标的原料退货。

要求指标201907102019081420190905primary brine after innovationCa2+

IO-9Ba2 +Sr2*Mg2 +Fe3 +Ni2 +10Ca2 + + Mg? * w2 00050100502 300200650800②更换了花板喷塑层脱落的D凯膜过滤器花板、全

1 100 1 075

533830101010部膜组件和滤袋，避免了 Fe*进入盐水系统，降低 了一次盐水中SS含量。③向C树脂塔补充新树 脂,提高树脂塔吸附能力，将各塔运行周期由72 h

3537883 528表3改造后二次精盐水分析值Table 3 Analysis results of缩短为48 h,提高了二次精盐水品质,杜绝不合格盐 水进入电解槽。④增加氯化氢酸洗塔，洗涤和脱除

secondarily refinet1 brine after innovationCa2 +10-9TOC10 000Mg2 +Fe3 +Ni2 +Ba2 +Sr2*氯化氢尾气内的有机物，定期检测，降低带入盐水中 有机碳含量含量，防止膜污染起泡分层。⑤增加了

要求指标20191110Ca2 ++ Mg2 + W2050223028101003050371002203432858180 000170 000140 0002019121120191212一次盐水pH值在线检测系统，实时监控进树脂塔 盐水pH值，确保盐水中pH值在树脂最佳吸附范

53由表2和表3数据可以看出：二次精盐水品质 提升较多,改进措施效果明显。参考文献围。⑥减少开停车次数，防止反向电流时电解槽发

生腐蚀。5实施效果采取改进措施后,一次盐水分析值如表2所示, 二次精盐水分析值如表3所示。［1］程殿斌，程伯森,施孝奎.离子膜法制碱生产技术［M］.

北京：化学工业出版社,1998:125.［编辑:蔡春艳］26