穿流板式汽提塔在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

王艷輝，張國(guó)杰，王忠臣

（內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

穿流板式汽提塔在PVC生產(chǎn)中的應(yīng)用

王艷輝，張國(guó)杰，王忠臣

（內(nèi)蒙古億利化學(xué)工業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

介紹了穿流板式汽提塔的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、在汽提裝置中的應(yīng)用以及與有溢流堰汽提塔主要工藝參數(shù)的比較。

穿流板式汽提塔；結(jié)構(gòu)；特點(diǎn)；工藝；控制參數(shù)

汽提塔是PVC樹脂生產(chǎn)過程中的重要設(shè)備，用于回收PVC樹脂顆粒內(nèi)部溶解吸附的VCM，使之達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。PVC生產(chǎn)過程中常用的汽提塔分為有溢流堰塔和無(wú)溢流堰塔，無(wú)溢流堰塔俗稱穿流板式塔。在生產(chǎn)過程中，有溢流堰塔的傳質(zhì)傳熱過程僅在塔板上進(jìn)行，PVC漿料在板間流動(dòng)時(shí)，僅有傳熱而沒有傳質(zhì)，而穿流板式塔一直都在進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱，因此，穿流板式塔的產(chǎn)能要高于有溢流堰塔。

1 無(wú)溢流堰汽提塔的結(jié)構(gòu)

億利化學(xué)公司使用的汽提塔塔高約為34 m，直徑為1.6 m，塔內(nèi)塔板數(shù)為41層。為了防止樹脂的堵塞，提高塔板傳質(zhì)效率和處理彈性，使物料在全塔范圍內(nèi)停留時(shí)間保持均勻，選擇篩孔直徑為15~20 mm，開孔率為8%~11%。無(wú)溢流堰汽提塔內(nèi)塔板之間借若干拉桿螺栓和定位管固定，保持一定的板間距。在安裝過程中，嚴(yán)格控制篩板與塔節(jié)內(nèi)壁的間隙允許公差。為了防止塔底上升的蒸汽與塔頂下流的漿料發(fā)生偏流和短路，不利于傳質(zhì)和傳熱，塔頂部的回流冷凝器的設(shè)置既可以使塔頂脫析的單體水分含量降低，又能將含有氯乙烯的冷凝水返回塔內(nèi)再進(jìn)行汽提處理，可以節(jié)省為稀釋漿料而連續(xù)補(bǔ)充的軟水。汽提塔的結(jié)構(gòu)圖見圖1。

2 無(wú)溢流堰汽提塔的特點(diǎn)

穿流板式汽提塔有以下特點(diǎn)：裝配精度要求高；同等生產(chǎn)能力直徑大；操作簡(jiǎn)便；處理能力大；大部分為微正壓操作，較為安全；控制點(diǎn)較少，對(duì)DCS的依賴性較小；塔體較高；對(duì)工藝參數(shù)的波動(dòng)適應(yīng)能力較強(qiáng)；可基本滿足樹脂殘留的要求；清洗方便，耗時(shí)短。塔式汽提技術(shù)既可大量脫析和回收PVC漿料中殘留的VCM單體，又較小的影響產(chǎn)品的質(zhì)量，從而滿足了大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)要求。該公司采用塔式汽提技術(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行正常，各參數(shù)控制穩(wěn)定，汽提效率高，使成品中的VCM殘留量在控制范圍內(nèi)。

3 汽提工序的工藝流程

來(lái)自聚合的PVC漿料由出料槽經(jīng)漿料過濾器過濾后，由漿料泵輸送至螺旋板換熱器，與從汽提塔來(lái)的熱漿料進(jìn)行熱交換，升溫后的漿料由塔頂進(jìn)入汽提塔。漿料從塔板的孔眼向下流動(dòng)，與自下而上從塔板孔眼上升的熱蒸汽進(jìn)行充分的傳熱傳質(zhì)，漿料在每層塔板上都達(dá)到沸騰狀態(tài)，從而脫析漿料中的VCM。脫析后的熱漿料從汽提塔底部經(jīng)漿料泵送至螺旋板換熱器，與出料槽來(lái)的漿料進(jìn)行熱交換，冷卻后的漿料送至混料槽再進(jìn)行離心干燥。塔頂逸出帶有飽和蒸汽的單體蒸汽，其中的大部分蒸氣被冷凝進(jìn)入氣液分離器。氣液分離器中的部分冷凝水用汽提塔回水泵打入汽提塔進(jìn)行噴淋，分離的2.0%~3.0%的VCM經(jīng)過濾，再經(jīng)連續(xù)回收壓縮機(jī)加壓提高露點(diǎn)后，進(jìn)入VCM冷凝器被冷凝成液體，進(jìn)入回收單體貯槽，回收的VCM與自VCM精餾系統(tǒng)來(lái)的新鮮VCM按一定的配比進(jìn)入聚合釜再參與聚合。

4 汽提主要控制參數(shù)

汽提控制分為5個(gè)單回路調(diào)節(jié)控制，分別為進(jìn)塔漿料流量控制、進(jìn)塔蒸汽流量控制、塔頂壓力控制、塔底液位控制、冷凝水槽液位控制。8個(gè)儀表測(cè)定顯示點(diǎn)，分別為進(jìn)塔漿料流量顯示、進(jìn)塔蒸汽流量顯示、塔頂壓力顯示、塔底液位顯示、塔頂溫度顯示、塔底溫度顯示、塔差顯示、冷水槽液位顯示。在VCM脫析過程中，影響脫析的主要因素有塔底和塔頂溫度、塔頂壓力、塔壓差、塔底液位、漿料在塔板上的停留時(shí)間等，控制工藝參數(shù)對(duì)汽提塔整個(gè)工況平衡及產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響。穿流板式汽提塔與有溢流堰汽提塔回收工藝參數(shù)比較見表1。

表1 穿流板式汽提塔與溢流堰汽提塔回收工藝參數(shù)比較

穿流板式汽提塔塔頂溫度控制在103~105℃，既能保證汽提脫析效率，又能保證PVC樹脂質(zhì)量；穿流式汽提塔塔頂壓力為正壓操作，避免了真空汽提工藝中的負(fù)壓操作，空氣不易進(jìn)入汽提系統(tǒng)，較為安全；汽提塔塔間距小，停留時(shí)間較有溢流堰汽提塔短，蒸汽耗量高，一般情況下，生產(chǎn)1 t PVC樹脂耗蒸汽量可達(dá)到0.40~0.60 t。

5 經(jīng)濟(jì)效益

一般PVC的聚合轉(zhuǎn)化率為85%左右，聚合后,壓縮冷凝回收未反應(yīng)的VCM12%~13%，汽提回收1%~2%VCM，仍有1%~2%VCM殘留。年產(chǎn)10萬(wàn)t/a PVC，以VCM 5 000元/t計(jì)算，每年創(chuàng)造利潤(rùn)為：

10 萬(wàn) t×5 000 元/t/0.85 ×（0.01~0.02）/1 000=（588~1 176）萬(wàn)元。

穿流板式汽提塔處理的氯乙烯全部回收，每噸樹脂可回收20~30 kg氯乙烯。按照年產(chǎn)10萬(wàn)t PVC計(jì)算，每年可回收2 000~3 000 t，按氯乙烯單價(jià)為5 000元/t計(jì)算，每年可創(chuàng)造利潤(rùn)1 000~1 500萬(wàn)元。有比溢流堰汽提塔，每年可多創(chuàng)造利潤(rùn) （324~412）萬(wàn)元。

6 結(jié)束語(yǔ)

穿流式汽提塔在國(guó)內(nèi)PVC生產(chǎn)中應(yīng)用尚不多，但是該裝置高效、節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單，具有很大的優(yōu)越性和發(fā)展?jié)摿?，建議正在擴(kuò)建和新建的PVC企業(yè)采用穿流板式汽提塔技術(shù)回收VCM，將會(huì)取得較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

Application of turbogrid tray stripper tower in PVC production process

WANG Yan-hui,ZHANG Guo-jie,WANG Zhong-chen
(Inner Mongol Yili Chemical Co.,Ltd.,Erdos 014300,China)

The structure,feature,main parameters and application of turbogrid tray stripper tower were introduced.

turbogrid tray stripper tower;structure;feature;process;control parameters

TQ051.8

B

1009－1785(2012)04-0026-02

王艷輝，女，2008年7月畢業(yè)于沈陽(yáng)化工學(xué)院。億利化學(xué)公司經(jīng)歷了10萬(wàn)t/a聚氯乙烯擴(kuò)能項(xiàng)目的籌建、施工、試車及試生產(chǎn)。

2011-11-22