Ректифікація вінілхлориду Стадія 1600

В трьох печах R-501А/В/С і печі R-1501 проходить піроліз в середньому 55 % всього дихлоретану, що поступає на печі. В подальших за ними системах гартування проходить шокове охолодження продуктів піролізу для запобігання можливим реакціям рекомбінації продуктів у висококиплячі продукти і смолу. Крім того, там виводиться основна кількість коксу і частина висококиплячих. Всі охолоджені і частково очищені продукти із колон гартування поступають на стадію ректифікації хлорвінілу. Тут проходить послідовне відділення: в першій колоні хлористого водню, що виходить верхом, в другій колоні – дихлоретану, що виходить, як кубовий продукт. Верхній погон колони хлорвінілу поступає в колону відпарки хлористого водню, в якій проходить відпарка хлорвінілу від залишкового хлористого водню. Далі є три колони доосушки ВХ.

Колона хлористого водню поз.С-1601

Робочі умови колони:

	Потоки до колони						Верх	Куб
Тарілка №	8	8	16	26	38	40
Температура ºC	163	77	65,4	48	7,4	17,3	-23,5	105
Тиски колони бар абс.	13,3	13,3	13,2	13,2	13,1	13,1	13,0	13,3
Температура колони ºC	69	69	31	7	-12	-16

Колона має в нижній частині (до 32-ї тарілки включно)діаметр 2100 мм, у верхній частині діаметр 1600 мм при загальній висоті 37 м плюс висота юбки 3,9 м. Колона виготовлена відповідно до робочих температур в нижній частині (до 32-ї тарілки включно) із нормальної сталі, у верхній частині із низькотемпературної сталі. Вона обладнана 60-ма тарілками і розрахована на роботу із флегмовим числом К=0,65.

Колона НСl по послідовності одного потоку є першою на стадії ректифікації ВХ. Всі продуктові потоки, крім уже відділених коксу і важкокиплячих, із чотирьох систем гартування (С-501А/В/С, С-1501) подаються в колону таким чином, щоб концентрації цих потоків були близькі до концентрацій на відповідних тарілках.

Колона живиться від чотирьох печей піролізу, а ці печі внаслідок нестабільного ступеня конверсії (через різну закоксованість) мають змінний склад живлення, як по компоненту, так і по концентрації. Це означає, що режим роботи колони повинен бути дуже гнучким; по цій причині всі потоки до неї з 16-ї по 40-у тарілки зв'язані між собою і можуть відсікатися за допомогою розподільного пристрою (павука). Живлення може подаватись на 16, 18, 22, 26, 32, 38, 40 тарілки. Крім того, є окремий ввід на 8-у тарілку від поз.V-1505 і з колони С-603. Різні живильні потоки, в залежності від концентрації, подаються на різні по висоті тарілки колони. Потоки, що поступають із кубів (вони можуть бути забруднені твердими речовинами) подаються в нижню частину – після S-502 А-F на 16, від Р-1505 на 18 тарілки. Потоки верху колони гартування, що не містять твердих речовин подаються у верхню частину – від поз.V-1507 / Е-1511 на 26, від Е-1503, V-502 рідка фаза на 32 або 38 тарілки, газова фаза від Е-1503, V-502 на 40 тарілку. Для стабілізації режиму роботи колони поз.С-1601 при пусках ниток піролізу або при зупинках, а також при технологічній необхідності зупинки колони „на циркуляцію”, виконана схема подачі хлорвінілу від насоса поз.Р-1603 А/В/С по клапану поз.FICV-16207 А на 8, 16, 32, 38 тарілки колони поз.С-1601.

Щоб виключити забивку тарілок колони твердими речовинами нижні тарілки колони (з 1-ї по 26-у включно) виконані ситчастими.

Колона поз.С-1601 обладнана двома випарниками поз.Е-1602 А/В – робочим і резервним, що обігріваються парою високого тиску (SН). Витрата пари високого тиску регулюється приладом поз.FIC-16101. Робочий тиск у випарнику становить в межах від 0,1 до 0,7 МПа (1-7 бар). Максимальний тиск і максимальне відкриття регулюючого клапана свідчать про забруднення випарника і необхідність переходу на резервний.

Колона працює таким чином, щоб не було провалу хлористого водню в куб (не більше 50 ррm НСl), а хлористий водень із верху колони не містив ДХЕ і ВХ. Провал хлористого водню в куб порушує технологічний режим роботи подальших апаратів і веде до порушень по якості вінілхлориду, а збільшення кількості ВХ і ДХЕ в хлористому водні, що поступає на стадію оксихлорування, означає зниження межі вибуховості, що веде до блокування реактора. Тому регулювання обігріву ведеться через випарник з контролем за температурою на 17-й тарілці по приладу поз.ТІС-16113 із сигналізацією при мінімальній температурі 40 ºC і максимальній – 80 ºC. В той же час температурний вимикач поз.ТS-16120 на 60-ій тарілці контролює підйом ВХ у вторинних парах верху і викликає відключення оксихлорування при підвищенні температури до 0 ºC (попередня сигналізація при – 10 ºC (мінус 10)). Подальший контроль хлористого водню на вміст вуглеводнів здійснюється на стадії оксихлорування.

Встановлений у верхній частині колони перемикач тиску поз РS-16101 при підйомі тиску до 1,8 МПа (18 бар) закриває подачу гріючої пари до випарника поз.Е-1602, перш ніж спрацьовує запобіжний клапан на шоломній лінії колони поз.С-1601. При максимальному тиску 1,7 МПа (17 бар) спрацьовує сигналізація. Колона в нормальному стані працює при тиску 1,2 МПа (12 бар) (тиск верху по приладу поз.РІ-16101). Перепад тиску по колоні контролюється по приладу поз.РDI-16102 і становить 600 мбар. Тиск у збірнику флегми встановлюється регулятором поз.РІС-16107 і становить 1,18 МПа (11,8 бар). Це досягається за допомогою регулювання продуктивності конденсатора хлористого водню поз.Е-1601. При необхідності зниження тиску колони регулятором поз.РІС-16107 піднімається температура конденсації за рахунок підйому тиску в системі холоду приладом поз.РІС-16111. При підйомі тиску в колоні регулятором поз.РІС-16107 все проходить навпаки. Із потоку верху колони при нормальному робочому режимі конденсується тільки та кількість хлористого водню, яка необхідна для флегмування колони. В зв'язку з низькою температурою зріджування (-24 ºC) в конденсатор подається як холодоагент рідкий пропілен (температура випаровування -34 ºC).

Рівень пропілену у міжтрубному просторі конденсатора поз.Е-1601 підтримується регулятором поз.LIC-16111 подачею рідкого пропілену. При мінімальному рівні 44 % і максимальному – 90 % спрацьовує сигналізація. Тиск у міжтрубному просторі 0,18 МПа (1,8 бар) підтримується регулятором поз.РІС-16111 виведенням газоподібного пропілену на всмоктування холодильного компресора. При мінімальному тиску 0,12 МПа (1,2 бар) і максимальному 0,4 МПа (4 бар) спрацьовує сигналізація. Із конденсатора поз.Е-1601 виведена лінія рідкого пропілену у масловловлювач поз.U-1601 V05.

На лінії зливу із конденсатора поз.Е-1601 у збірник флегми поз.V-1601 встановлено швидкодіючий відсічний блочний клапан поз.XVZ-16110.

Несконденсований хлористий водень відводиться через клапан підтримання тиску поз.РІСV-5501 на стадію оксихлорування. Витрата хлористого водню контролюється по витратоміру поз.FI-16111 і становить 27,043 т/год. Після клапана поз.РІСV-5501 потік НСl розділяється: частина поступає через витратомір поз.FI-16103 в кількості 18,27 т/год по ручному регулятору поз.НІСV-16103 до теплообмінника поз.Е-503, де захолоджує пірогаз із печей піролізу поз.R-501А/В/С, а інша частина подається через витратомір поз.FI-16105 в кількості 8,77 т/год по ручному регулятору поз.НІСV-16105 до теплообмінника поз.Е-1503, де захолоджує пірогази із верху гартувальної колони поз.С-1501.

Після проходження по трубному простору обох встановлених паралельно холодильників поз.Е-503 і поз.Е-1503 потік хлористого водню об'єднується у буфері НСl-газу поз.V-504. Тиск хлористого водню перед буферною ємкістю поз.V-504 контролюється по приладу поз.РІС-5501 із сигналізацією при мінімальному тиску 0,6 МПа (6 бар) і максимальному -- 1,4 МПа (14 бар). При необхідності можливе аварійне виведення хлористого водню із ємкості поз.V-504 в колектор GWCl і далі на санітарну колону поз.С-110 по регулятору поз.РІС-6117. Є також можливість скидання інертів в колектор GWCl на санітарну колону поз.С-110 в пусковий період по лінії Ду-50 після клапана поз.PICV-5501.

Після буферної ємкості поз.V-504 хлористий водень підігрівається у теплообміннику поз.Е-608 потоком хлорвінілу з куба колони поз.С-603 і направляється на стадію оксихлорування (ст.100) до підігрівача поз.Е-0101. Температура НСl після ємкості поз.V-504 контролюється по приладу поз.ТІ-5507.

Збірник флегми поз.V-1601 має об'єм – 80 м³. При нормальній роботі піролізу через блокування може відключитись система оксихлорування, внаслідок чого припиниться відбір неконденсованого НСl. В такому випадку навантаження на піроліз необхідно понизити до 50 % потужності для того, щоб конденсатор верху колони поз.Е-1601 міг зріджувати всю кількість НСl. Збірник флегми служить тоді буфером рідкого НСl між піролізом і оксихлоруванням. Він розрахований таким чином, щоб можна було підтримувати роботу піролізу на пониженому навантаженні протягом двох годин.

Рівень у збірнику флегми контролюється по приладу поз.LI-16107 із сигналізацією при мінімальному рівні 30 % і максимальному – 70 %.

Хлористий водень у зрідженому стані є зрідженим газом. Він перебуває при температурі близькій до температури кипіння. Крім того, колона НСl відносно часто підлягає коливанням потужності, тому, щоб у різних умовах роботи захистити насос флегми поз.Р-1601А/В від неполадок (кавітація), вся лінія всмоктування насоса від збірника флегми до насоса має „кожух” із можливістю подачі в неї холодоагенту - пропілену. Подача рідкого пропілену здійснюється по клапану поз.LSV-16109 із сигналізацією при мінімальному рівні 300 мм; при цьому відбувається відкриття клапана. При максимальному рівні 1200 мм клапан закривається. Газоподібний пропілен виводиться на всмоктування холодильного компресора.

На лінії всмоктування флегмових насосів поз.Р-1601А/В встановлено швидкодіючий відсічний клапан поз.XVZ-16111.

Подача флегми до колони поз.С-1601 здійснюється насосом поз.Р-1601А/В через витратомір поз.FIC-16109 в кількості 17,6 т/год із сигналізацією при мінімальній витраті 6 т/год. Клапани регулювання витрати флегми розміщені на лінії флегми колони і на лінії байпасу від насоса до конденсатора поз.Е-1601. Завдяки такій схемі підтримується постійною продуктивність насоса поз.Р-1601 А/В.

Насосом флегми служить відцентровий герметичний насос з екранованим електродвигуном. Для такого типу насосів передбачено лінію байпасу для скиду газової пробки із обмежувальною шайбою поз.FО-16121, контроль заповнення (прилад поз.LS-16121А/В) і контроль температури камери ротора (прилад поз.ТS-16121А/В із сигналізацією і блокуванням при підвищенні температури до -10 °C. На лінії флегми після витратоміра встановлено швидкодіючий відсічний клапан поз.XVZ-16109.

Контроль за температурою по колоні поз.С-1601 здійснюється по наступних приладах:

ТІ-16111 – температура в кубі робоча 105 ºC, із сигналізацією при мінімальній 90 ºC;

ТІ-16112 -- температура на 8-ій тарілці – робоча в межах 60 – 70 °C;

ТІ-16113 -- температура на 17-ій тарілці, робоча 50 ºC, із сигналізацією при мінімальній – 40 ºC і максимальній 80 ºC;

ТІ-16114 -- температура на 26-ій тарілці (30 ± 10) °C;

ТІ-16115 -- температура на 32-ій тарілці (20 ± 10) °C;

ТІ-16116 -- температура на 38-ій тарілці (15 ± 5) °C;

ТІ-16117 -- температура на 40-ій тарілці (10 ± 10) °C;

ТІ-16118 -- температура на 45-ій тарілці робоча -24 ºC, із сигналізацією при максимальній -- -10 ºC;

ТІ-16119 -- температура на 50-ій тарілці робоча -24 ºC, із сигналізацією при максимальній -- -10 ºC;

ТІ-16120-- температура на 60-ій тарілці, робоча -24,5 ºC із сигналізацією при максимальній -- -10 ºC, блокуванням при 0 ºC.

Температура в збірнику флегми становить -25 °C і контролюється по приладу поз.ТІ-16125.

Температури потоків, що входять в колону поз.С-1601 контролюються по приладах:

поз.ТІ-16102 – рідка фаза із Е-1503;

поз.ТІ-10103 – рідка фаза із V-1507/Е-1511;

поз.ТІ-16104 – рідка фаза із фільтрів поз.S-502А-F.

В кубі колони збираються всі забруднення, що попадають, з одної сторони , із попередніх стадій, а з іншої – внаслідок температурного впливу у випарнику. Кубовий продукт колони, що складається із ДХЕ, ВХ і домішок, виводиться через фільтр поз.S-1601А/В, по витратоміру поз.FІС-16107 в кількості 114,3 т/год в колону відділення хлорвінілу поз.С-1602. Рівень в кубі колони підтримується регулятором рівня поз.LІС-16103 із сигналізацією при мінімальному рівні 20 % і максимальному – 80 %.