一種綜合利用鹽湖資源實現(xiàn)金屬鎂一體化的生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于化工產(chǎn)品的資源綜合利用領(lǐng)域，特別是涉及一種綜合利用鹽湖資源實現(xiàn)金屬鎂一體化的生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]青海是一個資源大省，資源種類多，柴達木盆地是中國的“聚寶盆”，青海代表性資源為鹽湖資源，僅察爾汗鹽湖各類鹽總儲量就達600多億噸，氯化鎂資源量達40億噸，占世界液態(tài)鎂資源總量的40%以上。此外，青海還有豐富的水電、光電、天然氣、石灰石、煤炭、鋰、鍶等資源。而鹽湖資源的開發(fā)和綜合利用具有廣闊的前景，在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。
[0003]隨著西部大開發(fā)的深入推進，察爾汗鹽湖資源的綜合開發(fā)及其重要經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略地位愈來愈受到黨中央和國務院的高度重視。2000年青海100萬噸鉀肥項目被列為國家西部開發(fā)的首批十大項目之一。青海鹽湖工業(yè)股份化工一期、二期項目的啟動與實施，使鉀資源得到進一步延伸開發(fā)，鈉資源、氯資源開發(fā)拉開序幕，但總體開發(fā)規(guī)模不大，還處于初級階段，循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈還無法完整構(gòu)筑。而鎂資源作為青海鹽湖股份公司獨特的核心資源優(yōu)勢，目前還未得到真正的開發(fā)利用，既有害于環(huán)境，又無法提高鹽湖資源利用率，而青海鹽湖工業(yè)股份公司發(fā)展鎂產(chǎn)業(yè)不僅具有資源、成本優(yōu)勢，技術(shù)瓶頸也已突破，同時能帶動煤、石灰石、鈉、氯等資源開發(fā)，構(gòu)筑完整的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，也大大提升項目自身的市場競爭力。
[0004]因此，根據(jù)青海省海西州“十一五”、“十二五”對柴達木盆地的資源綜合開發(fā)利用總體規(guī)劃，結(jié)合鹽湖工業(yè)股份公司“十一五” “十二五”發(fā)展戰(zhàn)略，立足察爾汗鹽湖并依托柴達木盆地豐富的礦產(chǎn)資源，以鎂鹽、鈉鹽、煤炭、石灰石為主要原料，以金屬鎂為核心、以鈉利用為副線、以氯平衡為前提、以煤炭為支撐規(guī)劃設計了規(guī)模宏大的鹽湖資源綜合利用金屬鎂一體化項目，該項目是一個集有色、煤焦化、氯堿化工為一體的大型產(chǎn)業(yè)集群。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本實用新型的目的就是通過構(gòu)建具有“產(chǎn)業(yè)一體化，廢物資源化、循環(huán)高效化”的循環(huán)式生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，實現(xiàn)鹽湖資源綜合利用，達到以鎂產(chǎn)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)為核心，天然氣、煤炭、石灰石資源為支撐，電力、石油天然氣化工、鹽湖化工、煤化工、有色金屬、建筑材料等多種產(chǎn)業(yè)橫向鏈接的目的。
[0006]技術(shù)方案:本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0007]一種綜合利用鹽湖資源實現(xiàn)金屬鎂一體化的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括金屬鎂生產(chǎn)裝置、直接氯化甲醇裂解產(chǎn)生的乙烯生產(chǎn)PVC裝置、電石法生產(chǎn)PVC裝置、純堿生產(chǎn)裝置、氯化鈣生產(chǎn)裝置，所述各裝置順序連接，前一裝置的產(chǎn)品或副產(chǎn)為下一裝置的原料；
[0008]所述金屬鎂生產(chǎn)裝置中，以鉀肥生產(chǎn)的廢液老鹵(主要成分為氯化鎂，結(jié)晶后成水氯鎂石)為原料生產(chǎn)金屬鎂，其副產(chǎn)氯氣用于直接氯化甲醇裂解產(chǎn)生的乙烯(MTO)生產(chǎn)PVC裝置中，生產(chǎn)PVC;
[0009]而所述直接氯化甲醇裂解產(chǎn)生的乙烯生產(chǎn)PVC裝置中，其副產(chǎn)的氯化氫用于所述電石法生產(chǎn)PVC裝置中生產(chǎn)PVC，不足部分的氯化氫由所述金屬鎂生產(chǎn)裝置中的廢液老鹵制高純鎂的副產(chǎn)鹽酸解析補充；
[0010]所述電石法生產(chǎn)PVC裝置中產(chǎn)生的電石渣與石灰石、氯化鈉(或精制尾鹽)資源結(jié)合用于所述純堿生產(chǎn)裝置中，生產(chǎn)純堿，其產(chǎn)生的氯化鈣廢液一部分進一步用于氯化鈣生產(chǎn)裝置中，生產(chǎn)氯化鈣產(chǎn)品。
[0011 ] 所述金屬鎂生產(chǎn)裝置通過引進世界上最先進的電解法技術(shù)一一挪威海德魯電解法煉鎂技術(shù)并與加拿大HATCH公司技術(shù)合作，進行技術(shù)消化與創(chuàng)新，使此技術(shù)已成為鹽湖獨有技術(shù):
[0012](I)電解核心設備的先進性
[0013]電解法技術(shù)的核心設備為電解槽和精煉爐，其性能指標直接影響到電解效率、電解能耗；電解槽采用節(jié)能型的大容量無隔板槽，是目前世界上電解鎂廠廣泛采用的鎂電解槽，是一種節(jié)能型的電解設備，與有隔板電解槽比較，噸鎂直流電耗低約3000kWh ;連續(xù)精煉爐為節(jié)能型精煉爐，其與坩禍精煉爐相比，其精煉It鎂耗電lOOkWh，而坩禍精煉爐精煉It鎂耗電300kWh ;連續(xù)精煉爐精煉鎂，鎂損失量為1.3%?1.5%，而坩禍精煉爐精煉鎂，鎂損失為3%?5% ；
[0014](2)電解技術(shù)的創(chuàng)新性
[0015]加拿大HATCH公司通過研宄原有海德魯電解槽后并結(jié)合高海拔地區(qū)特點，所有采購的設備都要考慮高原降效問題，主要體現(xiàn)在氯氣輸送系統(tǒng)和主廠房的通風系統(tǒng)，在氯氣輸送系統(tǒng)中原海德魯采用的氯風機能力和現(xiàn)在能力一樣，但是海德魯?shù)囊慌_氯風機要負責提供排除24臺電解槽所產(chǎn)生的氯氣，而金屬鎂項目的設計經(jīng)過優(yōu)化后一臺氯風機只能提供排除18臺槽所產(chǎn)生的氯氣，以及系統(tǒng)中的布袋除塵和雷德勒設備都進行了改進和優(yōu)化，主廠房的通風系統(tǒng)中，海德魯采用的是OSHA要求的MAC每立方米3毫克設計基礎(chǔ)，而且3mg/m3是8小時連續(xù)監(jiān)測的平均值，而金屬鎂現(xiàn)場要求氯氣濃度不允許超過lmg/m3，為了滿足要求，增加屋頂風機的通風量；
[0016](3)脫水關(guān)鍵設備的先進性
[0017]空氣流化床干燥器和氯化氫流化床干燥器均采用高達35.25米的立式設備，同時材料選用國內(nèi)外先進特材一一因科鎳材質(zhì)設計，目前國內(nèi)技術(shù)和設備均不能達到使每摩爾氯化鎂中含1.8摩爾水分干燥成無水氯化鎂顆粒，但是挪威海德魯公司經(jīng)過多年的生產(chǎn)，并不斷改進利用氯化氫氛圍干燥最終得到無水氯化鎂顆粒；
[0018]所述直接氯化甲醇裂解產(chǎn)生的乙烯生產(chǎn)PVC裝置中，引進大連化物所的甲醇DMTO技術(shù)，MTO是國際上對甲醇制烯烴的統(tǒng)一叫法，也就是methanol toOlefin的簡稱；而DMTO是大連化物所的專利專有技術(shù)，也是甲醇制烯烴技術(shù)，DMTO工藝采用類似于成熟的流化催化裂化(FCC)工藝方法，即轉(zhuǎn)化反應和催化劑燒焦再生連續(xù)進行的流化催化裂化技術(shù)，不斷補充再生后的催化劑，保證催化劑的反應活性和選擇性穩(wěn)定，使轉(zhuǎn)化反應平穩(wěn)進行；
[0019]所述金屬鎂裝置的脫水車間的鹽酸解析系統(tǒng)采用全球領(lǐng)先的碳制品廠商設計，在金屬鎂冶金行業(yè)內(nèi)具有非常大的優(yōu)勢地位，體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0020](I)將鹽水結(jié)晶降低至最小限度，考慮到該鹽在60?100°C時會發(fā)生大量結(jié)晶(38% )，60?80°C尤甚，這可能會造成管道堵塞和發(fā)生爆裂；設計的循環(huán)利用系統(tǒng)在160°C下運行，遠高于MgCl2鹽水結(jié)晶點；選用降膜再沸器為回收塔以及高壓加熱器為再生部分加熱，可以有效減少干斑及結(jié)晶。蒸餾和循環(huán)利用部分都在壓力下運行，避免了真空系統(tǒng)維護和操作的麻煩；
[0021](2)節(jié)能方面
[0022]利用廠商在雙壓力系統(tǒng)中的能量回收設計理念，即來自鹽水濃縮罐的蒸汽為回收塔的再沸器提供熱量；該設計較一般系統(tǒng)可節(jié)約大量能源(40% )，且相對于其他附加節(jié)能系統(tǒng)，具有可靠性優(yōu)勢；HC1解析是通過萃取、蒸餾來實現(xiàn)的，在國內(nèi)很多化工行業(yè)是以CaCl2作為萃取劑，然而金屬鎂項目使用MgCl 2作為萃取劑，將HCl從水溶液中分離出來。MgCl2i要是來自工藝過程中的廢液，被直接加入到HCl回收系統(tǒng)中，在很大程度上降低了成本；
[0023](3)關(guān)鍵設備氯化氫壓縮機
[0024]此設備采用了該領(lǐng)域內(nèi)具有領(lǐng)先地位公司的產(chǎn)品，其設備先進性體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0025]I)設備性能高
[0026]普通廠家的壓縮機(包括進口壓縮機)難以滿足要求，或只能采用多級壓縮機，從而造成結(jié)構(gòu)復雜、能耗高、故障率高等問題。而此產(chǎn)品采用單級壓縮機就能滿足工藝要求，適應青海高海拔地區(qū)空氣稀薄，入口壓力低，具有可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，維護方便和能耗低的特點；
[0027]2)由于所輸送的氣體(氯化氫)具有高腐蝕的特性，對壓縮機的抗腐蝕性和密封性提出了極高的要求，廠商采用了獨特的機殼、入口導葉襯橡膠技術(shù)，適合在高溫氯化氫氣體環(huán)境下運行，其選用的材料為昂貴的哈氏合金材料，更具耐腐蝕性，對環(huán)境起到很好的保護作用；
[0028]3)設備自動化程度高
[0029]設備自動化程度高，可以連續(xù)安全運行。壓縮機的調(diào)節(jié)裝置簡單、宜操作?？梢酝耆h程調(diào)控，不需現(xiàn)場值守，有利于危險環(huán)境下人員的安全和健康。
[0030]通過技術(shù)集成，本系統(tǒng)中金屬鎂脫水車間具有國內(nèi)同行業(yè)中最為先進的技術(shù)水平，最高的自動化程度和最大的生產(chǎn)能力，系統(tǒng)運行平穩(wěn)性和高效、耐腐蝕性等性能十分顯著;
[0031]所述電石法生產(chǎn)PVC裝置中，電石裝置的核心設備電石爐引進加拿大HATCH和美國電石工業(yè)公司專利技術(shù)，采用4臺90MW大型密閉電石爐，額定產(chǎn)量為80萬噸/年，最大產(chǎn)量為87.42萬噸/年；單臺電石爐額定生產(chǎn)能力達到20萬噸/年，領(lǐng)先世界電石技術(shù)20年；電感爐氣凈化也采用赫氏公司(HATCH)技術(shù)，對電石爐氣進行除塵降溫；電感爐自動控制系統(tǒng)為4臺電石爐一套DCS系統(tǒng)控制，并設置獨立的控制室，通過DCS系統(tǒng)對電石生產(chǎn)裝置進行監(jiān)視和控制。同時設計有固定安裝和便攜式有毒/可燃氣體檢測報警器。
[0032]本實用新型的優(yōu)點和有益效果:此生產(chǎn)系統(tǒng)中氯是生產(chǎn)副產(chǎn)物，可直接用于聚氯乙烯生產(chǎn)，既解決了金屬鎂項目氯的出路，又解決了 PVC(聚氯乙烯)項目氯的來源，相得益彰；原料石灰石先用于生產(chǎn)電石，再利用電石渣生產(chǎn)純堿，堿液再生產(chǎn)氯化鈣或調(diào)節(jié)鹵水，實