盐酸解析装置运行问题与材料改造

摘要：文章结合具体实例，分析了某盐酸解析塔设备自投产使用之后，在运行过程中出现的问题，并针对性的提出了解决方案，经过几个月的运行证明，该解决措施运行良好，可为类似专业提供参考资料。

关键词：解析塔；密封垫；材料改进

盐酸解析是利用从再沸器的气液混合物和解析塔在浓盐酸和传热传质，因氯化氢气体相压力大于氯化氢，利用蒸汽的潜热使浓盐酸氯化氢发生解析。某公司的盐酸解析塔已运行多年，生产相对比较稳定，但最近由于稀酸调节阀无法正常操作，密封圈无法起到密封作用等，在生产过程中出现许多不安全因素。

一、改造因素分析

某公司氯化氢生产装置（图1），使用3台SMJ1600×14000型石墨填料塔生产HC1气体，其中2台为35t/h，1台为20t/h。通过一段时间的运行，存在以下问题：

图1　全自控盐酸深解析系统

1.解析塔经过一段时间运行，稀酸调节阀无法正常操作，稀酸管路不畅，塔液位升高，塔内压力升高，进酸不畅，发生泛塔现象，HC1产量减少，无法满足生产需要，严重的直接导致系统停车，经检查发现稀酸管路内存有大量白色粉末，致使调节阀无法正常操作，还影响流量计准确性；

2.解析塔密封原设计采用的是氟橡胶O型圈密封，氟橡胶与塔内高温盐酸尤其是两个水解塔内含有的水解物发生反应，使密封圈很快蓬松变形，氟橡胶条出现断裂、老化，发生泄漏，无法起到密封作用。生产以来因塔节泄漏每月停车至少1次，严重影响生产的长期稳定运行。

3.酸碱罐区输送泵机械密封经常泄露，检修发现是由于白色粉末摩擦所致，2010年一年修理各种酸输送泵30次以上，经过不断分析研究，发现是塔内陶瓷拉西环填料碎末对机封造成损坏。

二、填料和密封垫材质的选择

解析塔采用1.0MPa饱和水蒸汽加热浓盐酸，塔内温度为120～140℃，操作压力为0.16～0.21MPa。

1.填料材质的选择

原设计陶瓷拉西环填料在高温氯化氢气体腐蚀下，外表面发生点蚀，慢慢粉化，壁厚由10mm，减薄到1mm左右，抗压强度变小，直至粉碎，不能满足生产需要。

因此重新选择了填料，拟选用填料为石墨填料，其具有以下优点：

1.1具有高度的化学和热稳定性。除了强氧化性酸及强碱外，对大多数酸类和碱类都是稳定的，特别是含氯离子的介质，也就是说石墨填料的耐腐蚀性很强，同时其热膨胀系数小，不容易受温差应力的影响，与陶瓷、搪玻璃等耐蚀材料相比，具有很高的热稳定性，及抗热冲击性。能够满足车间的工况要求。

1.2由于石墨填料内外壁很光滑，其绝对粗糙度仅是金属管的1/20～1/50，且石墨为非金属，决定了石墨跟大多数介质之间亲和力小，不会污染介质，管壁也不易结垢。石墨的密度小，质量轻。

可见这种石墨填料解决了解析塔遗留问题，且塔内压力较低，不用担心石墨的脆性缺陷，在此选用石墨填料是切实可行的。

2.密封垫材质的选择

原设计氟橡胶条在高温氯化氢气体腐蚀下，慢慢老化变形，抗压强度变小，直至粉碎，不能满足生产需要。

因此重新选择了密封垫，拟选用垫片为柔性石墨垫，与其他垫片相比，柔性石墨具有以下明显的优越性：

2.1柔性石墨不含对人体有害的成份。与塔内填料不反应，具有耐腐蚀性。

2.2塔材质为石墨，膨胀系数与塔的材质相同。

2.3耐高温。柔性石墨增强复合垫片能耐1650℃的高温，即使化工设备熔化，它仍安然无恙。

2.4使用简便快捷。柔性石墨的垫片系数只有石棉制品的一半，也就是说，要达到同密封效果，上紧螺丝的力量可以小得多。柔性石墨除具备上述明显的特性外，还具有密封性能优异、压缩性好、弹性好、抗氧化性的特点，具有极强的自润性和可塑性。

三、解析塔的改造过程

1.解析塔为石墨材质，在拆卸各联接螺栓时，严禁锤击或使用有冲击力的工具，也不准用气割等方式切割螺栓。

2.设备吊装过程应由专人负责指挥，缓慢起吊，杜绝突然加速或减速的起落现象。

3.设备起吊时，不能撞击、磕碰其他物品，设备底部石墨件与地面之间不允许有拖拉现象；设备下落位置要事先选择好，设备与地面接触点要用方木铺垫，且铺垫位置要合理。

4.设备吊起或落下时，为防止外露石墨因支撑地面而被损坏，可用手拉葫芦来做辅助，使设备水平吊起后，采取一端起吊、另端辅助的办法，使其在被竖立后松开下端钢索，再进行设备移位；落下时下端用辅助起吊设备锁紧、吊起，设备上端起吊钢索缓慢放下；上下紧密配合，将设备放在规定位置。

5.柔性石墨垫易损，外缠耐高温聚四氟乙烯带，对柔性石墨起到保护作用以及提高密封效果，塔节密封面抹耐高温胶，以防吊装过程垫片跑偏。

6.就位时塔节各圈偏差不得大于0.5mm/m，相邻两圈中心位移偏差不大于1mm，塔体垂直偏差为塔高的0.5/1000，从塔底到塔顶不允许有连续3圈向一边倾斜，先紧固M24×3600长拉杆螺栓，再均布紧固螺栓16条，用力均匀，全部螺栓安装就位。

四、结语

综上，经过对3台解析塔的填料和密封垫都进行了更换，改进后运转相当稳定，塔节泄露次数由原先的20次/年，下降到2次/年，换热效果明显提升，满足生产需要。同时经济效益非常可观，每年增加效益115.2万元。经过对填料塔的大修，找到了换热效果差问题，解决了堵塞管路及磨损泵件问题，大大提高了填料塔稳定性和运转周期，降低了检修频率，为公司的稳产高产做出了贡献。

参考文献

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