聚氯乙烯生产工艺

-中-Quality and Safety [ 质量与安全]2016年第3期(总第521期)聚氯Z烯生产工艺田文(新疆圣雄能源股份有限公司，新疆托克逊838100 )摘要:新疆圣雄能源采用137 m'聚合釜生产悬浮法聚氯乙烯树脂，生产能力可达750t/ (m'.a)。采用复合引发剂体系，等温水密闭入料工艺来缩短聚合反应时间和辅助时间，从而达到缩短聚合周期。生产中采用高效节能的筛板汽提塔，气流干燥塔，旋流干燥床。全过程采用集散控制系统(DCS)控制，监控和生产管理。该套生产装置在釜型、体积、产质和能耗等方面均已达到国内领先水平。关键词: PVC;聚合;汽提;干燥中图分类号: TQ325文献标志码: A文 章编号: 1000-8772- ( 2016) 03-0187-02作为世界五大通用塑料之一-的聚氣乙烯树脂， 以低廉的现反应均匀放热、 密闭人料操作，引发剂在聚合温度下半衰期价格、均衡的加工性能及成熟的生产工艺而成为十分理想的以 2~3 h为宜。经过长期摸索和理论计算后，最终采用将半衰材料。而我国恰恰是PVC树脂的生产大国之一。我国的聚氯期大于2-~3h的过氧化二碳酸二(2-乙基己酯)和小于2~3h乙烯工业历经五十年的发展，已取得了长足进步，生产能力的过氧化新癸酸异丙笨酯按不同配比复合使用，将反应时间控在国内合成树脂中位居首位，产量仅次于聚乙烯。为满足国制在4~4.5h。釜正常反应时监控下的曲线如图3所示。内日益增长的PVC树脂的需求量，许多聚氯乙烯生产企业都相继进行了生产装置的改造和扩建,从而达到降低生产成本，温度(心)海水称热物冷水和热水节约能源。新疆圣雄能源的煤电盐化循环经济项目正是秉承如入初期 加入中期! 冷水和热水加入后期造福新疆、发展新疆的理念，有效利用能源，在中国大西北历经近两两年的不懈努力。在中国成达设计研究院的帮助下，[疆的埋北由中国化学工程第十一建设有限公司承建出一套25万吨/年的Pvc树脂，20万吨/年烧碱的装置。且于2013年3月18日一次性试车成功，并迅速投产。下面具体介绍一下该套生产装置的特点。一.聚合→→1.工艺简介.1时间(nin)该套25万吨/年PVC装置采用5台137m'聚合釜，生产图1 水管线温度工艺采用DCS控制，完全实现了密闭人料及助剂的自动加入,节省了抽真空、加水、助剂手动加入、二次回收、清釜及手动涂釜等操作时间约1.5h。聚合初期采用目前最为先进的“等常水引发制温水人料”技术,该工艺将聚合釜人料的冷脱盐水( 30+3)C温度(C)|分款剂如入正常反应和热脱盐水( 90+3) C同时向釜中加人的方法来实现聚合釜,在完成各种助剂的加料工作后，釜内物料温度等于或是接近6←反应温度，其目的在于使VCM加料温度及其他助剂加料温度的调整更简便、更迅速。等温水人料工艺技术能省去聚合工36艺过程中的升温步骤，从而减少了反应所需的升温时间(约分钟).因此提高了聚合反' 聚合反应釜的生产效率，缩短了聚氯40分钟)乙烯生产的辅助时间，降低了聚氯乙烯的生产成本，其生产强度可达7501/ (m'●a)，并能很好地满足聚氯乙烯产品的质量与各项工艺指标的技术要求。2.防粘釜技术2时间(min)采用自动涂釜工艺,取得良好效果。同时由于等温水人图2加料时釜温度曲线料工艺不必经过聚合釜的釜底置换蒸汽升温过程，因此聚合釜的内部搅拌和内冷挡板的局部高温现象就不再存在，故粘釜物也会大幅度减少。每台聚合釜的清洗周期延长为1 000釜以上，最多可达2000釜以上。3.等温水人料工艺该工艺具体操作时间如图1、2所示。等温水人料工艺优点温度是:等温水人料可以提高聚合釜生产设计能力的10%~15%; 由压力于等温水人料使聚合釜的粘釜现象基本上不会发生。转速4.复合引发剂体系搅拌功牢众所周知，提高聚合强度主要从缩短聚合时间人手。要实图3釜正常反 应时的曲线收稿日期: 2015-11-01中国煤化工作者简介:田文(1988-)，男，甘肃庆阳人，本科，助理工程师。研究方向:聚氯乙烯IYHCNMH G187 CHNESE & FOREICN ENRERENEuUSφ--中-[质量与安全] Quality and Safety5.反应中途注水原始白度和热老化白度得到了有效保证。(5) 该汽提装置蒸聚合到某一阶段开始向釜内注人- -定量的水，以保持釜汽消耗极低，在0.18吨/吨PVC以下,做到了节约能耗。(6)内物料的体积恒定。其目的是填补体积收缩产生的空间，最该汽提装置脱除VCM效果显著，出塔浆料含残留单体均在5.大限度地利用釜的传热面积，同时使釜内物料的粘度不升高，ppm以下( VCM消耗低)，不经干燥即可达到国家树脂卫生以达到强化传热的目的。级标准，真正体现了高效、环保。6.聚合装置特点137m'聚合釜除了设有夹套、内冷挡板和釜顶冷凝器外,三、离心干燥还在聚合釜顶部管线设有配管，可根据聚合反应时的放热程度来调节循环水的流量，从而满足不同强度的生产需要。1371.工艺简介m2聚合釜的搅拌装置是采用底伸式三层双叶平浆的搅拌器，经汽提塔汽提的浆料由汽提塔出塔泵送至离心机浆料槽，根据物料的加入情况自动进行转速频率的调节。该聚合釜清浆料槽做为离心机供料槽暂时储存浆料，然后浆料经离心机供釜装置为- - 台机器手臂，它通过800 Kgf/em2的高压清水对釜料泵- -部分送至离心机，另一部分回流至浆料槽,经离心机分内各个易粘釜死角进行高压冲洗，这样既方便快捷，又减少离水分后的滤饼，经过中间料斗，由螺旋输送器加入气流干燥了对聚合釜内壁抛光面的损伤。答内。空气经过空气过滤器、鼓风机、加热器加热后温度升130-150 C,将加入的湿PVC吹至气流干燥塔顶部后，直接进.二、汽提人旋流干燥床。旋流干燥床是由多层强制旋流挡板组成，夹带PVC的热风由底部沿切向进入旋流干燥床，经强制旋流板几乎有进(一)工艺简介以恒定的动量从床内通过，再由顶部排出至旋风分离器。旋风聚合釜出来的PVC浆料通过出料泵进入出料槽,经倒料泵、分离器将干燥的PVC与湿空气分离，湿空气由旋风分离器顶浆料过滤器进人347 m2'汽提塔进料槽，通过进料泵送至螺旋部排出， 经抽风机抽出，经洗涤塔洗涤后,排往大气，干燥好板换热器，与汽提塔出来的热浆料进行热交换后进人汽提塔顶的PVC经振动筛筛分后进人冷风送料系统送人包装料仓。部。进入汽提塔进料板上的浆料均匀、稳定流动，与自下而上2.运行情况及效果从塔板筛孔上升的蒸汽充分进行传质传热，浆料中被上升的带该干燥塔和床投用至今2年的时间内运行相当稳定，每有饱和蒸汽的VCM蒸汽，从汽提塔的塔顶逸出，进人到塔顶次停车检查都没有发现塔弯头和床板上存有死角和变质料，冷凝器中，大部分蒸汽在这里冷凝。部分冷凝后的蒸汽与液相没 有出现过因干燥塔和床引起的任何树脂质量问题。其主要的物料从这个冷凝器中流出，流人汽提塔冷凝液分离罐，在分工艺技术特点如下。离罐中液相与气相物料分离，被水饱和的VCM从冷凝器液分(1)该装置合理地利用热源，蒸汽消耗低，汽耗为1吨离罐的顶部逸出，由水环液封式压缩机送至回收单体槽，冷凝/吨PVC以下，干燥塔和床热效率达75%以上。(2)该装水一部分去废水处理，- 部分用于汽提塔塔顶的喷淋。既可以置 工艺技术先进，操作弹性大，操作简单，采用DCS控制，冲洗塔顶的挂壁料，又具有抑泡作用。在提高塔处理能力的同实现多变量智能化监控，劳动强度极低。(3) 该装置生产能时,保证了出塔浆料的温度和含固量。因而既降低了蒸汽消耗，力大，在产、质、耗等各方面均已达到国内先进水平，具有又节约了去离子水。随着浆料的不断向下流动，蒸汽不断向上广泛的竞争力和推广性。(4)干燥塔采用小风量、高塔温，流动，PVC浆料中的单体不断被汽化，经多块塔盘上的传热,旋流干燥床则采用大风量、低床温控制，物料在气流干燥塔达到脱除浆料中单体的目的。充分脱除了VCM的浆料从汽提内停留时间短只有1~3 s,旋流干燥床内停留时间长、沸腾状塔塔底流出，由出塔浆料泵送至螺旋板换热器与进塔浆料进行态好、无死角，因此产品挥发物含量低、黑黄点少、白度高，热量交换后被送至离心机进料槽，而后去离心干燥。树脂优级品率可达到99%以上。(二)装置特点3.DCS 自动化控制控制.1.汽提塔装置DCS控制系统在国内遥遥领先，它根据配方确定的汽提塔为没有溢流堰的筛板塔，汽提塔容积55立方米，操作条件自动调整、检查和控制生产，包括人料、聚合、回收、36层塔盘，使用年限15年，塔盘间距20厘米，筛孔间距3.5汽提和离心干燥。为确保安全生产，对关键的控制点配备了厘米，筛孔直径( 12+0.3 )毫米,塔顶压力60 KPa,塔高20.0米，模拟量的记录仪，并对应设置紧急自动操作按扭，还对全生宽2.0米，塔盘厚4毫米，最高工作温度125度，最高工作压产区域设置了可燃气体报警器和自动喷淋系统。通过DCS的力0.06 MPA，手孔直径15 em,塔压差控制在15-20 KPao显示可以监测现场生产过程的各种参数的动态值、报警值、筛板汽提塔进料流量、塔底温度、塔底液位、蒸汽流量历史记录和过程动态画面。DCS将自动采集并储存数据，协及塔压差全部实现了DCS自动控制，每个工艺控制点是否正周各个聚合釜的操作，保证生产能长期高效、稳定的运行，常均能通过DCS画面加以判断，且操作简单，劳动强度低,近年来，新疆圣雄能源股份有限公司在PVC树脂生产技具有可靠的安全性，相对较高的生产能力和稳定的产品质量术开发方面做了许多大胆和有益的尝试，并汲取国内外先进的筛板汽提塔在国内PVC生产中正在被越来越多的厂家应用,技术经验，尤其在压缩冷凝回收方面，更是有了较大突破，氯该塔高效、节能、环保、自动化程度高，具有很大的优越性乙烯的回收率高、操作简便、自动化控制水平高、经济效益显著，及巨大的经济效益和社会效益，且该喷淋装置对塔的长期稳聚合出料干净，减少了氯乙烯的排放量，避免了环境污染，确定运行和树脂质量提供了有效保证。保安全生产。另外，汽提和干燥装置，在产质、能耗等方面均已达到国内领先水平。新疆圣雄能源股份有限公司137 m'的新疆圣雄能源股份有限公司该套汽提装置自开车以来聚合釜，标志着我国氯碱行业聚氯Z烯生产技术上了一-个新台始终在高效、平稳地运行，且在其连续运行2年内，从未对阶，因此该装置成套工艺技术具有很强的竞争力和推广价值。该塔进行过清洗和检修。参考文献:(1) 该汽提装置采用先进的DCS控制，实现多变量智[1]郑石子,颜才南，胡志宏.等.聚氯乙烯生产与操作[M]北京:能化监控，大大降低了工人的劳动强度。(2) 该汽提装置操化学工业出版社,2007(10):455- -512.作弹性大，在设计能力的40%-120%范围内均能高效、平稳[21 黄志明，邴涓林. 聚氯乙烯工艺技术[M].北京:化学工业出的运行。(3) 该塔高效的喷淋装置对塔的长期稳定运行和树社,2007(12):231-239.312- -315.脂质量的稳定提供了有效保证，结构无死角，且不易产生树[3]宁小钢,冯巍,王建兵.单套20万吨1年PVC生产装置的脂黑黄点。(4) 该塔采用正压操作，各层塔板温度控制稳定，特点概述[].中国氯硐中国煤化工保持了良好的温度梯度。浆料在塔中停留时间合理，树脂的YHCNMHG美玉)CHINESE & FCREIN ENERENELRE 188φ-