五万吨电解盐酸合成石墨设备故障分析及应对措施

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摘 要：本文主要介绍了盐酸合成石墨设备的基本机构、常见故障及原因分析，着重介绍我们对故障的处理措施，同时对设备的改进进行了阐述。

关键词：本体聚合 石墨设备 故障 原因分析 措施

1前言

我公司老系统采用的是本体聚合工艺，该工艺对单体纯度要求很高，单体的纯度取决于进转化器C2H2、HCL的浓度，进转化器HCL中游离氯的含量必须≤400ppm，这样高纯度的HCL必须通过盐酸解析才能获得，我部盐酸合成工段的任务就是为盐酸解析提供合格的盐酸。

2 盐酸合成工段主要设备简介

本工段现有盐酸合成装置六套，单套设计能力为年生产31%浓盐酸30000T，正常生产条件下五开一备。单套装置主要设备有φ1340×11026石墨合成炉一台、F=30m2HCL冷却器一台、F=50m2降膜吸收器一台、F=30m2稀酸冷却器一台、φ600×5700尾气吸收塔一台。石墨合成炉为水套式合成炉，系单层筒状设备，每层由长600mm的石墨块用酚醛树脂粘接而成，设备内径1000mm；HCL冷却器由14件φ500块孔石墨块组成，介质侧孔径16mm，水侧孔径10mm；降膜吸收器由14块φ600块孔石墨件组成，介质侧孔径16mm，水侧孔径10mm；稀酸冷却器由14块φ500块孔石墨块组成，介质侧孔径16mm，水侧孔径10mm；尾气吸收塔为内径600mm，高度6000mm的单层石墨筒状设备，内装CPVC共轭环，填料层高度2.5m。

3 存在的问题及原因分析

3.1 石墨合成炉漏水原因分析：1、我部使用的石墨炉是用长约600mm的石墨块粘接而成的，存在很多粘接缝，粘接所用材料为酚醛树脂与石墨粉，随时间的推移，树脂逐渐老化、变形，失去密封作用，粘接层与石墨块间产生缝隙，夹套中的水通过缝隙进入炉膛；2、制造石墨炉的石墨块在粘接前都是经过浸树脂的，随着使用时间的延长，填充在石墨颗粒间的树脂逐渐老化，同时，H2、CL2在石墨炉内剧烈反应时会产生大量的热量，会加速石墨块、及块间填充树脂的老化，受热还可导致石墨块裂纹，最后形成泄漏。

3.2 HCL冷却器泄漏原因分析：1、由于HCL冷却器是由14个石墨块组装成的，每个石墨块间有一个宽10mm后约3mm 的膨体四氟垫密封，防止冷却水漏入石墨块内。随着使用时间增加，四氟垫老化，失去弹性，密封作用伤失，冷却水漏入石墨块内；2、冷却水水质不合格。水中机械杂质多，堵塞石墨块的冷却水孔，导致石墨块局部受热不均，石墨块裂纹，冷却水漏入石墨块内。冷却水钙、镁超标，在运行时形成水垢，堵塞冷却水孔，石墨块局部受热不均，最后裂纹。

3.3 降膜吸收器泄漏原因分析：降膜吸收器的结构与HCL冷却器大致相同，发生的故障基本一样，原因相仿。

3.4 稀酸冷却器泄漏 原因分析：1、稀酸冷却器由14块φ500石墨块组成，冷却介质为+10℃纯水，石墨块间也是用膨体四氟垫密封，使用时间长后四氟垫老化，失去弹性，密封作用伤失，稀酸经纯水回水管漏进纯水系统；石墨块裂纹，稀酸经裂纹处漏入纯水系统，导致纯水系统PH值降低，对其它设备产生腐蚀；2、稀酸冷却器上、下封头法兰泄漏。原因为封头法兰为CPVC材质，使用一段时间后法兰发生塑性变形，导致垫片压不紧，稀酸泄漏。

3.5尾气吸收塔稀酸泄漏原因分析：尾气吸收塔下封头法兰与稀酸冷结构、材质一样，产生稀酸泄漏的原因也一样。

4 故障处理

4.1石墨合成炉的处理措施：1、针对石墨块、粘接树脂老化，我们在停炉后对炉膛进行检查，对内表面涂覆层、裂纹等缺陷采用酚醛树脂调石墨粉进行2-3次修补，完全固化后夹套进水进行试漏，对试漏发现的渗漏点再次进行修补，直到无渗漏合格为止；2、日常维护，由于循环水钙镁含量较高，我们采取每周清洗一台石墨炉，对在用石墨炉轮换进行化学清洗，溶解附着在石墨筒体外表的水垢，使得合成炉中的反应热能被有效转移，不至于造成局部过热，损坏炉体。

4.2 HCL冷却器、降膜吸收器、稀酸冷却器泄漏的处理措施：由于这三台设备结构相差不大，泄漏原因相同，处理方法也一样。在对这三台设备的处理上方法如下，1、对设备解体，逐个对石墨块进行物理清洗后用盐酸进行化学清洗，以块孔中水垢全部被清洗干净，见到石墨本色为标准。2、对清洗后的石墨块逐个试压，找出有泄漏的石墨块，根据石墨块的具体情况确定修复方式，对无裂纹渗漏较小的石墨块，采取真空浸树脂后试漏的方式修复；2、对所有密封垫换新；3、对检查出裂纹贯通整个石墨块的，进行报废，恢复时必须换新。

4.3稀酸冷却器上下封头法兰和尾吸塔下法兰稀酸泄漏的处理措施及部件改进：1、对设备端盖进行检查，落空损坏的对螺孔进行修复，没有修复价值的报废后换新；2、CPVC法兰变形的处理，根据原法兰尺寸制作相同的钢衬Po法兰替换原CPVC法兰。

4.4 对水质不合格的处理措施：1、在HCL冷却器、降膜吸收器的冷却水管上安装Y型过滤器，过滤器滤板上孔径不大于5mm，让循环水中的机械杂质得到过滤，使得进换热器的水保持洁净，保证换热器的水孔不堵塞；2、改善循环水水质，降低钙镁含量；3、对过滤器定期清洗，事业部规定每周六为过滤器清洗日，对过滤器清洗工作进行固化，进入事业部固定工作轨迹，让每个人都知道该项工作的重要性和必要性。

5 总结

自二月份开始到七月上旬结束，对二合一石墨设备进行修理，历时半年，我们经历了对石墨设备了解肤浅，修理方法严重不足到对设备透彻了解，对修理方法熟练掌握的过程，摸索出一套合成盐酸石墨设备修理的有效方法，为我们的设备管理、生产的稳定打下了坚实的基础。

参考文献

[1]微正压盐酸合成工艺石墨材质标准HG2370

[2]石墨设备制造技术条件HG2370-92

[3]《钢制焊接容器技术条件》GB150-98。