[发明专利]一种乙炔发生器搅拌装置

说明书

技术领域

本发明涉及电石水解生产乙炔工艺，具体涉及乙炔发生器内部的搅拌装置。

背景技术

近年来，PVC的加工市场随着国家经济的快速发展在急剧增加，然而随着化石燃料价格的上升，石油乙烯法的成本增加，使得电石法成为了国内生产PVC的主要途径。电石是电石法聚氯乙烯的重要原料，国内每年聚氯乙烯总产能已达2000万吨以上，其中生产聚氯乙烯树脂的原料有70％以上来自电石。随着各行业的能源与原料的供应日趋紧张，电石的价格正在持续上涨，因此，对于成本的控制从而控制电石的消耗已迫在眉睫，降低电石的消耗是降低树脂成本的关键。

乙炔发生器是电石法的主要生产装置，也是国内绝大部分聚氯乙烯树脂生产厂的主要设备之一，它对生产过程中电石的消耗、生产过程的安全性有着直接影响。工业上乙炔发生工艺有干法和湿法两种发生工艺。

(a)干法乙炔工艺是电石与近似等量的水发生水解反应，产生的反应热主要由生成的乙炔气体带出，排出干粉状电石渣，电石渣的含水质量分数约为10％。但是由于电石和水的水解反应是一个层状的反应过程，反应较难控制，难以保证电石反应完全；干法要求电石的粒径要小于3mm，要求电石破碎更均匀、粒径更小，导致电石原料的处理耗能更高；对电石的质量要求较高，否则反应不易完全；设备事故率高，设备维护费用高；乙炔杂质含量较高；电石渣浆中矽铁回收困难；存在较大安全隐患，原料处理时粉尘问题严重；水和电石配比均匀混合问题；电石渣正常连续排料堵塞等问题。上述问题限制的干法乙炔发生工艺的进一步发展。

(b)湿法乙炔发生工艺是电石与过量的水发生水解反应，产生的反应热主要由原料水吸收变为渣浆上清液带出，反应温度较低，排出的电石渣浆经过板框压滤机压滤后，湿饼状渣浆含水量为35％～38％，电石渣浆上清液可做循环使用。CaC₂+2H₂O＝Ca(OH)₂+C₂H₂+31kCal/mol，反应温度为80℃～90℃，正常工作压力4～16kPa，保证电石自加料器由上经耙齿搅拌下行时，电石刚好在设定的反应时间内完全反应，从而提高了发生器的能力，又能使电石得以充分反应，要求电石粒度50～80mm。

由于国内湿法乙炔发生工艺的合成路线成熟，迄今已有70多年的历史，容易控制，生产工艺安全性好。目前，我国主要采用的制备方法是湿法乙炔发生工艺，但工艺但湿法乙炔发生器仍存在一些缺点。

(a)电石渣浆中存在大量生电石夹带。发生器内电石与水接触的时间和空间不充分，同时，电石与水反应产生的Ca(OH)₂，Ca(OH)₂的溶解度较小，会附着在电石的表面，阻碍电石与水的进一步水解反应，电石水解效率低，导致电石渣浆中存在大量的生电石夹带，不仅会造成原料在一定程度上的浪费、损失以及环境污染，而且夹带的生电石若再次遇到水，产生乙炔，乙炔属于易燃易爆介质，且爆炸极限宽，存在一定的安全隐患。对一定粒度的电石来说，乙炔发生器应保证其具有完全水解的停留时间，同时又需将电石表面覆盖的氢氧化钙“膜”及时移去，以使电石与水有不断更新的接触表面，现有的发生器，电石的停留时间偏短，水解不够完全，排渣中发现有未发生水解的生电石。

专利CN203333536U中通过在乙炔发生工艺中增加电石渣浆回收乙炔气体装置，其渣浆回收乙炔装置包括渣浆缓冲罐、渣浆泵、脱气塔、第一乙炔冷却器、真空泵、第三乙炔冷却器、捕沫器、水封罐和渣浆排放罐。即将电石渣浆中的生电石进一步进行水解反应，再将渣浆中的乙炔气体进行回收处理，由此杜绝了渣浆中生电石夹带的问题，以及存在的安全隐患。目前公知的电石渣浆回收乙炔气体装置，一般通过真空、汽提、闪蒸等工艺对电石渣浆中溶解的乙炔进行回收。

(b)乙炔发生器内搅拌装置的耙臂、耙齿的损害率高，电机的维修率高，检修频繁。由于反应盘上的电石料堆积，耙臂在搅拌过程中阻力过大，耙臂在旋转的过程中易出现与搅拌轴连接松弛、脱落甚至折断的现象，耙齿出现扭曲变形、脱落的现象，同时，乙炔发生器时常发生生电石块卡住耙齿现象，导致搅拌轴转不动，甚至将电机烧毁。尤其是第一层耙齿负荷过大，耙齿的损坏率较高。发生器耙齿损坏，物料的搅拌不能正常进行，同时反应盘上仍存在水解产生Ca(OH)₂包裹的生电石，阻碍了电石和水的接触反应，使得检修乙炔发生器时存在安全隐患。损坏率高，检修频繁且维修费用高，增加了操作强度，影响正常生产，也降低了设备的生产能力。