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摘 要：介绍了20万t/a离子膜烧碱性能考核的一些基本情况，总结了近九个月生产运行中出现的一些问题及解决途径。
关键词：离子膜烧碱；生产运行；电解槽；工艺连锁
中图分类号： TQ151 文献标识码： A 文章编号：
河北盛华化工有限公司40万吨/年烧碱、40万吨/年PVC树脂项目一期工程年产20万吨烧碱于2012年10月19号一次试车成功。
年产20万吨离子膜烧碱装置采用北化机NBZ2.7型膜极距电解槽，配套使用旭硝子SP8020离子膜，运行电密4.5kA/m2, 2013年12月10日通过72小时性能考核。
一、考核情况
1.考核数据
2.九台槽在电流12.15kA时运行24h产量为（1309.18m3碱产量数据取自电解FI-274碱累积量流量计）
Q=C×V×E=1309.18×0.32×1.31=548.8（吨）
3.吨碱直流电耗A的计算
A = I ×U ×24×b÷C-（90-T）×KT-（ C -32）×Kc
=12.15×430.7×9×24÷548.8-（90-T）×13-（C -32）×17
=1941.3（kWh）
式中：b ---9 电解槽台数
I ---12.15kA 九台电解槽考核期间电流实际运行平均值
U ---430.7V九台电解槽考核期间电压实际测量平均值
T阴极液：电解槽出口处平均阴极液温度
KT：温度修订系数= 13 DC-kWH/MT-NaOH/℃（4.5kA/m2）
Kc：浓度修订系数=17DC-kWH/MT-NaOH/wt%（4.5kA/m2）
4.考核结果
河北盛华化工有限公司20万吨/年NBZ-2.7型膜极距离子膜电解槽于2012年12月10日至12月12日对九台电解槽进行了性能考核。考核结果如下：
5.考核结论
由蓝星（北京）化工机械有限公司为河北盛华化工有限公司制造的年产20万吨/年NBZ-2.7型膜极距离子膜电解槽，考核数据均达到考核要求，符合合同及技术附件要求。
二、生产运行情况
1．螯合树脂塔运行状况
树脂塔采用三塔工艺，每日保证两塔运行，一塔离线再生，现系统运行较为稳定，出塔盐水指标较为稳定，但最近由于树脂塔配套的电磁阀的材质问题，出现腐蚀迹象， 现正在和阀门厂家联系。总结先前的运行经验，树脂塔再生过程中产生的大量废水同时进入较小的罐，造成在酸洗、碱洗阶段打往一次盐水配水罐时有酸碱过量现象，给盐水精制带来不稳定，为此我公司在设计阶段对再生产生的废水分进两罐，保证酸、碱洗两阶段产生的废水进入同一罐体后充分的混合。一举解决配水酸碱含量不稳的局面。
2．淡盐水脱氯系统
运行初始阶段，效果并不好。送往一次盐水的脱氯淡盐水时常含游离氯，给一次盐水的设备及管路带来较大的隐患，为了尽快解决此问题，我们通过分析及和现场操作人员交流，发现脱氯系统不稳有以下几方面原因构成：
（1）电解频繁升降电流
（2）进脱氯塔前加的盐酸流量不定
（3）脱氯塔真空度不稳
（4）阳极液排放槽送往真空脱氯塔流量不稳且温度较低
（5）阳极液循环槽、真空脱氯塔液位不稳
分析出影响脱氯淡盐水含游离氯的原因后，我们开始逐一控制、排查，（2）、（3）、（5）很快排除，由于该系统刚开始运行，耗氯系统时有不正常，调整电流在所难免，最终把解决此问题的关键定在阳极液排放槽的流量上，通过调查，我们发现阳极液排放泵时有停泵现象，原因是该泵出口没有控制液位的自动调节阀，控制液位全靠现场操作人员的开停泵，开停时造成进入真空脱氯塔淡盐水流量存在较大波动，流量的大波动造成真空脱氯系统时有波动，脱氯效果不佳，找到原因后，通过对现场及DCS操作工的培训，实现该泵的连续运行，脱氯淡盐水含氯基本得到解决。
3．连锁控制系统
离子膜制碱操作系统自动化程度较高，为了保护其高效、安全的运行，系统设置较多工艺连锁。新项目采用的系统，由于刚接触对其还没有很好掌控，造成运行期间出现一些因工艺连锁触发的跳车情况。
（1）关氢气系统氮气时触发工艺连锁
开车前为了保证氢气系统正压及完成对系统的置换，氢气系统要充氮气，随着电流的增大，产生的氢气量也会逐渐增大，此时为了保证氯化氢合成工序尽快点炉，系统氢气达到纯度要求，需要尽快关掉系统氮气，由于充氮控制阀为手动阀，需现场人员操作，关氮气时操作人员关的相对较快，DCS操作人员感觉莫名其妙的系统压差就产生了波动，还没来的及调节，系统压差就达到跳车低限进而触发工艺连锁。
查看系统压差的波动原因时，发现由于氢气压力在短时间内的急速下降，导致氢气、氯气自动调节阀PDIZA-216、PDIZA-226无法跟上其变化，进而达到压差下限而跳车，氢气压力的急速下降是由于关氮气时相对较快，造成氢气系统气量减少，压力下降。为了预防在今后送电过程中因关氮气再次出现跳车，及时对现场及DCS操作工培训，现要求关氮气阀门时现场操作人员要缓慢，关闭过程同时要求DCS人员随时监控氢气系统压力波动，压力波动导致自动阀门无法调节时，要手动进行调节。通过此举较好解决因关氮气造成的工艺连锁跳车。
（2）单槽投入与切除过程触发工艺连锁
本公司年产20万吨离子膜烧碱配套10台电解槽，单台生产能力2万吨，由于偶有生产系统问题及单台槽本身问题，会遇到单台槽脱离、并入系统的情况，在运行状况下脱离系统，需在电流降到零后，继续保持循环，电解槽槽温降下来后，停止进液，随即关掉和系统气相系统相连阀门，同时关掉出液阀门。单台电解槽在停运情况下并入系统，需要先注液，液注满后需打开和系统气相相连两阀门及液相出口阀门，后循环升温，直至送电。
根据伍迪系统操作经验，单槽脱离系统的操作并没有多大危险，相对危险的状况是在单台电解槽并入系统的过程中，因在并入系统前需对电解槽充压，充压后打开气相阀门，由于气相阀门前后压力的不均，造成系统压差波动。新系统运行之初，操作人员在停循环关气相阀门时偶有因压差波动而跳车现象，以为是关气液相阀门造成的压差波动，但有一次在刚停循环将要关闭气相阀门时便跳车，让操作人员很费解，以为是后续系统影响所致，但我们通过仔细分析系统，得出阴极气、液相系统相连，且在碱高位槽处有和气相系统相连平衡管的 结构，由于停循环时操作较快，造成阴极液相系统液位波动，液位波动造成气相系统压力波动进而引发工艺连锁。查明原因后，我们要求在运行单槽开停循环时必须缓慢，改变电解槽进液流量时要平緩，且每次改变流量后要有2分钟以上的间隔，进而保证液相系统液位稳定，执行此操作后，因开停单槽而跳车现象得到改观。
三、总结
年产20万吨离子膜烧碱装置NBZ2.7型膜极距电解槽,开车近九个月运行过程中出现了各种各样的问题，但在管理技术人员及操作工的共同努力下，出现的难题已逐步解决，现阶段运行较稳定，效果良好。
关键词：离子膜烧碱；生产运行；电解槽；工艺连锁
中图分类号： TQ151 文献标识码： A 文章编号：
河北盛华化工有限公司40万吨/年烧碱、40万吨/年PVC树脂项目一期工程年产20万吨烧碱于2012年10月19号一次试车成功。
年产20万吨离子膜烧碱装置采用北化机NBZ2.7型膜极距电解槽，配套使用旭硝子SP8020离子膜，运行电密4.5kA/m2, 2013年12月10日通过72小时性能考核。
一、考核情况
1.考核数据
2.九台槽在电流12.15kA时运行24h产量为（1309.18m3碱产量数据取自电解FI-274碱累积量流量计）
Q=C×V×E=1309.18×0.32×1.31=548.8（吨）
3.吨碱直流电耗A的计算
A = I ×U ×24×b÷C-（90-T）×KT-（ C -32）×Kc
=12.15×430.7×9×24÷548.8-（90-T）×13-（C -32）×17
=1941.3（kWh）
式中：b ---9 电解槽台数
I ---12.15kA 九台电解槽考核期间电流实际运行平均值
U ---430.7V九台电解槽考核期间电压实际测量平均值
T阴极液：电解槽出口处平均阴极液温度
KT：温度修订系数= 13 DC-kWH/MT-NaOH/℃（4.5kA/m2）
Kc：浓度修订系数=17DC-kWH/MT-NaOH/wt%（4.5kA/m2）
4.考核结果
河北盛华化工有限公司20万吨/年NBZ-2.7型膜极距离子膜电解槽于2012年12月10日至12月12日对九台电解槽进行了性能考核。考核结果如下：
5.考核结论
由蓝星（北京）化工机械有限公司为河北盛华化工有限公司制造的年产20万吨/年NBZ-2.7型膜极距离子膜电解槽，考核数据均达到考核要求，符合合同及技术附件要求。
二、生产运行情况
1．螯合树脂塔运行状况
树脂塔采用三塔工艺，每日保证两塔运行，一塔离线再生，现系统运行较为稳定，出塔盐水指标较为稳定，但最近由于树脂塔配套的电磁阀的材质问题，出现腐蚀迹象， 现正在和阀门厂家联系。总结先前的运行经验，树脂塔再生过程中产生的大量废水同时进入较小的罐，造成在酸洗、碱洗阶段打往一次盐水配水罐时有酸碱过量现象，给盐水精制带来不稳定，为此我公司在设计阶段对再生产生的废水分进两罐，保证酸、碱洗两阶段产生的废水进入同一罐体后充分的混合。一举解决配水酸碱含量不稳的局面。
2．淡盐水脱氯系统
运行初始阶段，效果并不好。送往一次盐水的脱氯淡盐水时常含游离氯，给一次盐水的设备及管路带来较大的隐患，为了尽快解决此问题，我们通过分析及和现场操作人员交流，发现脱氯系统不稳有以下几方面原因构成：
（1）电解频繁升降电流
（2）进脱氯塔前加的盐酸流量不定
（3）脱氯塔真空度不稳
（4）阳极液排放槽送往真空脱氯塔流量不稳且温度较低
（5）阳极液循环槽、真空脱氯塔液位不稳
分析出影响脱氯淡盐水含游离氯的原因后，我们开始逐一控制、排查，（2）、（3）、（5）很快排除，由于该系统刚开始运行，耗氯系统时有不正常，调整电流在所难免，最终把解决此问题的关键定在阳极液排放槽的流量上，通过调查，我们发现阳极液排放泵时有停泵现象，原因是该泵出口没有控制液位的自动调节阀，控制液位全靠现场操作人员的开停泵，开停时造成进入真空脱氯塔淡盐水流量存在较大波动，流量的大波动造成真空脱氯系统时有波动，脱氯效果不佳，找到原因后，通过对现场及DCS操作工的培训，实现该泵的连续运行，脱氯淡盐水含氯基本得到解决。
3．连锁控制系统
离子膜制碱操作系统自动化程度较高，为了保护其高效、安全的运行，系统设置较多工艺连锁。新项目采用的系统，由于刚接触对其还没有很好掌控，造成运行期间出现一些因工艺连锁触发的跳车情况。
（1）关氢气系统氮气时触发工艺连锁
开车前为了保证氢气系统正压及完成对系统的置换，氢气系统要充氮气，随着电流的增大，产生的氢气量也会逐渐增大，此时为了保证氯化氢合成工序尽快点炉，系统氢气达到纯度要求，需要尽快关掉系统氮气，由于充氮控制阀为手动阀，需现场人员操作，关氮气时操作人员关的相对较快，DCS操作人员感觉莫名其妙的系统压差就产生了波动，还没来的及调节，系统压差就达到跳车低限进而触发工艺连锁。
查看系统压差的波动原因时，发现由于氢气压力在短时间内的急速下降，导致氢气、氯气自动调节阀PDIZA-216、PDIZA-226无法跟上其变化，进而达到压差下限而跳车，氢气压力的急速下降是由于关氮气时相对较快，造成氢气系统气量减少，压力下降。为了预防在今后送电过程中因关氮气再次出现跳车，及时对现场及DCS操作工培训，现要求关氮气阀门时现场操作人员要缓慢，关闭过程同时要求DCS人员随时监控氢气系统压力波动，压力波动导致自动阀门无法调节时，要手动进行调节。通过此举较好解决因关氮气造成的工艺连锁跳车。
（2）单槽投入与切除过程触发工艺连锁
本公司年产20万吨离子膜烧碱配套10台电解槽，单台生产能力2万吨，由于偶有生产系统问题及单台槽本身问题，会遇到单台槽脱离、并入系统的情况，在运行状况下脱离系统，需在电流降到零后，继续保持循环，电解槽槽温降下来后，停止进液，随即关掉和系统气相系统相连阀门，同时关掉出液阀门。单台电解槽在停运情况下并入系统，需要先注液，液注满后需打开和系统气相相连两阀门及液相出口阀门，后循环升温，直至送电。
根据伍迪系统操作经验，单槽脱离系统的操作并没有多大危险，相对危险的状况是在单台电解槽并入系统的过程中，因在并入系统前需对电解槽充压，充压后打开气相阀门，由于气相阀门前后压力的不均，造成系统压差波动。新系统运行之初，操作人员在停循环关气相阀门时偶有因压差波动而跳车现象，以为是关气液相阀门造成的压差波动，但有一次在刚停循环将要关闭气相阀门时便跳车，让操作人员很费解，以为是后续系统影响所致，但我们通过仔细分析系统，得出阴极气、液相系统相连，且在碱高位槽处有和气相系统相连平衡管的 结构，由于停循环时操作较快，造成阴极液相系统液位波动，液位波动造成气相系统压力波动进而引发工艺连锁。查明原因后，我们要求在运行单槽开停循环时必须缓慢，改变电解槽进液流量时要平緩，且每次改变流量后要有2分钟以上的间隔，进而保证液相系统液位稳定，执行此操作后，因开停单槽而跳车现象得到改观。
三、总结
年产20万吨离子膜烧碱装置NBZ2.7型膜极距电解槽,开车近九个月运行过程中出现了各种各样的问题，但在管理技术人员及操作工的共同努力下，出现的难题已逐步解决，现阶段运行较稳定，效果良好。