75%片碱残液碱工艺及部分节能改进

王 宏，梁 剑，姜福军

（河北盛华化工有限公司，河北 张家口 075000）

河北盛华化工有限公司现有离子膜法烧碱20万t/a、电石法聚氯乙烯树脂20万t/a及自备热电站，公司烧碱装置蒸发工序采用张家港化工机械有限公司（现苏州天沃科技股份有限公司）的三效逆流降膜蒸发装置生产50%液碱，浓效降膜蒸发装置及片碱装置生产75%片碱。片碱生产过程中出现的一些问题没有可借鉴的经验，只能依靠公司自己的技术力量逐步攻克，目前公司片碱生产装置运行平稳，取得了节能降耗的可喜成就，其中75%碱残液碱回收的改造与投运，降低了片碱的蒸汽消耗，提高片碱的生产效率，取得了较好的经济效益。

1 75%片碱生产工艺流程简述

由32%离子膜碱生产为50%离子膜烧碱蒸发采用三效逆流降膜蒸发工艺，具体流程为，32%碱液从Ⅲ效蒸发器进入，经Ⅲ效浓缩后进入Ⅱ效，经Ⅱ效浓缩后再进入Ⅰ效，经Ⅰ效浓缩后即为50%离子膜烧碱。生蒸汽是从Ⅰ效进入，Ⅰ效产生的二次蒸汽进入Ⅱ效，Ⅱ效产生的二次蒸汽进入Ⅲ效作为加热蒸汽，Ⅲ效产生的二次蒸汽进入Ⅲ效表面冷凝器后冷凝，各效加热蒸汽冷凝后回收利用。

50%碱液一部分送到成品冷却器，经成品冷却器换热后即为成品50%碱液；另一部分送至浓效，碱液在浓效里浓缩后达到75%，由浓效碱泵送至片碱机，经片碱机冷却制片后得到最终产品75%片碱。浓效加热蒸汽采用生蒸汽，浓效产生的二次蒸汽进入浓效表面冷凝器后冷凝。

2 改造前75%片碱残液碱的回收流程

2.1 75%片碱残液碱的产生

由浓效碱泵将75%的浓碱液送至片碱机的弧形碱锅中，碱液粘附在转鼓表面被迅速冷却后，被刮刀片刮下并破碎为均匀的碱片进入料仓，包装后即为成品片碱。在片碱机停机时，碱锅中剩余部分75%的浓碱液，由于进入碱锅内75%的浓碱液与片碱机转鼓生产的片碱量不平衡时，造成碱锅内的浓碱液外溢。这两部分浓碱液即为75%片碱生产时产生的残液碱。

2.2 改造前的回收流程

改造前75%片碱残液碱回收的方法是，通过片碱机的残液碱回收管道将残液碱收集到残液回收罐，再用泵打至原液碱罐（32%碱储罐），原液碱罐中的液碱送至Ⅲ效蒸发器进行碱液浓缩。由于浓碱进入原液碱罐后，原液碱罐中32%碱的浓度发生变化，并且浓度不固定（由于残液碱的回收量不定），影响50%碱蒸发工艺的平稳运行，蒸发过程50%碱浓度的控制受到影响；同时由于残液碱浓度高、碱液温度高，残液碱泵（自吸式不锈钢泵）打碱经常出现故障造成碱液外溢，严重腐蚀厂房地面；由于浓碱的比重大、温度高，自吸泵使用一段时间后自吸能力差，需增加一部分水进行稀释、降温才能送入原液碱罐进行回收，造成蒸汽消耗的增加。改造前残液碱的回收流程见图1。

图1 改造前残液碱的回收流程图

3 改造后75%片碱残液碱的回收流程

为了稳定50%碱的蒸发工艺，提高片碱的生产效率和降低能源消耗，改善75%片碱的生产环境。将原片碱残液碱回收工艺进行改造，在装置界区内增加一台残液碱罐（镍质），将片碱机的残液碱回收至该残液碱罐中，同时将Ⅰ效的部分50%碱液加入该残液碱罐中（由于75%液碱的结晶点低，虽然有保温和伴热也可能造成回收残液碱系统的结晶，同时由于残液碱的回收量不定，若残液碱的回收量少且不加入50%液碱时，残液碱泵出口气动阀门关闭，极有可能造成管道、泵、阀门的结晶以及残液碱罐的结晶），由残液碱泵后气动阀控制残液碱罐的液位，将碱液送到浓效蒸发器中进行浓缩，浓缩成75%液碱后送至片碱机系统，工艺流程见图2。

图2 残液碱回收流程图

该工艺需调节进入残液碱罐的50%碱阀门开度，使进入残液碱罐中的50%碱液流量少于进入浓效的碱液流量，当浓效降量或停车时需及时关闭进入残液碱罐的50%碱阀门，生产的自动化程度受到限制。

4 改造后的运行效果

（1）残液碱回收系统改造并投入运行后，回收的残液碱不再进入原液碱罐，避免了进入蒸发系统32%碱的浓度变化，使50%碱蒸发工艺操作控制更平稳，50%碱的产品质量更易控制，减少了50%碱质量事故的发生。

（2）避免了由于原自吸式不锈钢泵残液泵自吸能力不足需加水稀释，浓碱被稀释成稀碱，造成蒸发用蒸汽的消耗增加，减少了能源的浪费，提高了片碱生产的经济效益。

（3）避免了原自吸式不锈钢泵残液泵的腐蚀，节省了泵的维修费用，降低了工人的劳动强度。

（4）避免了由于原自吸式不锈钢泵残液泵送不出物料造成的碱液外溢，造成的环境污染和对厂房地面的腐蚀。

（5）残液碱回收系统改造并投入运行后，片碱产量增产10%，节约蒸汽约0.1t/t片碱，经济效益可观。

5 残液碱回收改进建议

（1）残液碱回收罐作为浓效进料中间缓冲罐，并将残液碱回收到此罐中，即50%液碱经过Ⅰ效碱泵，一部分去成品冷却器，换热后为50%碱成品，另一部分送至浓效进料中间缓冲罐再送至浓效浓缩，取消由Ⅰ效碱泵直接送至浓效的碱管道。

（2）浓效进料中间缓冲罐的残液碱泵更换为浓效碱泵（流量需增加），重新配制工艺管道，进料量由浓效蒸发器液位控制，建议改进的流程图见图3。

改进后浓效进料、运行会更平稳，工艺自动化程度提高，当浓效生产负荷变化时可远程操控，操作更方便。

图3 残液碱回收建议改进的流程图