氯乙烯聚合產(chǎn)生粗料的預(yù)防措施

趙 峰

（內(nèi)蒙古聯(lián)豐稀土化工研究院，內(nèi)蒙古 烏海016034）

目前，70 m3以上的大型聚合釜已在PVC 行業(yè)普遍采用，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）PVC 樹脂產(chǎn)品質(zhì)量均一性提高；（2）裝置的占地面積減少；（3）企業(yè)建設(shè)投資費(fèi)用降低；（4）裝置生產(chǎn)管理費(fèi)用和維修費(fèi)用降低。同時(shí)，隨著DCS 技術(shù)的不斷完善，聚合生產(chǎn)過程的安全性、穩(wěn)定性也得到了保證。

從實(shí)際控制看，采用大型釜出現(xiàn)事故后造成的危害也大，盡管DCS 提高了過程控制的同一性，但同樣出現(xiàn)異常時(shí)極有可能是連續(xù)性、大批量的。現(xiàn)有的聚合過程普遍設(shè)有粗料預(yù)警系統(tǒng)，一般認(rèn)為產(chǎn)生粗料的可能性不大，事實(shí)上，從行業(yè)生產(chǎn)情況并結(jié)合內(nèi)蒙古烏?；び邢薰?（以下簡稱烏?；ぃ┻^去幾年的生產(chǎn)實(shí)踐，在PVC 聚合過程遇到了不同形式的粗料和聚合反應(yīng)爆聚現(xiàn)象，這不但給企業(yè)帶來了巨大損失，而且也給正常生產(chǎn)造成了極大的影響。

1 聚合基本工藝

1.1 生產(chǎn)工藝

配料工序按相關(guān)技術(shù)要求將物料配置完畢后，由儀控工按給定的配方向聚合釜入料、反應(yīng)，最終待壓降達(dá)到工藝要求時(shí)加入終止劑出料，未反應(yīng)的氯乙烯經(jīng)回收裝置去回收單體貯槽。

1.2 入料及控制方式

（1）所有的物料先行配置成溶液，再分析其濃度后輸入入料程序設(shè)定欄。

（2）對各種不同的物料分別配有相應(yīng)的入料泵及流量計(jì)，單體及純水均采用雙流量計(jì)。有的企業(yè)還裝有稱重槽用來對流量計(jì)校核。

（3）在程序設(shè)定中對加料泵、流量計(jì)、主要物料閥門均有提示設(shè)置，以利于控制人員直觀地掌握現(xiàn)有進(jìn)度。

（4）等溫入料完畢送達(dá)體系即達(dá)正常反應(yīng)溫度，系統(tǒng)切換至反應(yīng)狀態(tài)，循環(huán)冷卻水開啟。

（5）反應(yīng)過程依參數(shù)設(shè)定溫控可調(diào)至自動(dòng)狀態(tài)，特殊情況時(shí)可切換至手動(dòng)進(jìn)行處置。

（6）反應(yīng)出現(xiàn)壓降并達(dá)設(shè)定值時(shí)加入終止劑，出料時(shí)系統(tǒng)有出料泵，一并開啟回收系統(tǒng)。

（7）出料過程有沖洗設(shè)置以確保出料徹底、干凈。

（8）系統(tǒng)設(shè)有涂布裝置依設(shè)定噴淋涂布，但涂布液的沖洗排放需經(jīng)放盡閥觀察。

2 產(chǎn)生粗料的幾種現(xiàn)象

聚合的過程控制設(shè)定己基本達(dá)到了全方位監(jiān)控，但實(shí)際生產(chǎn)中仍舊存在粗料或異?，F(xiàn)象的發(fā)生。

2.1 流量計(jì)不準(zhǔn)

單體或無離子水流量計(jì)不準(zhǔn)對聚合入料的危害是相當(dāng)大的，多數(shù)出現(xiàn)粗料的原因也發(fā)生在這個(gè)環(huán)節(jié)，流量計(jì)不準(zhǔn)有可能造成水油比失調(diào)，嚴(yán)重偏離生產(chǎn)配方等，對此應(yīng)予以高度重視。

（1）原因分析

對流量計(jì)首先要確保其按技術(shù)參數(shù)要求進(jìn)行安裝，實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)問題的主要原因有。

a.因安裝不合理造成加料過程中振動(dòng)大，從而導(dǎo)致誤差大，且易損壞而造成偏差增大進(jìn)而發(fā)生事故；

b.系統(tǒng)產(chǎn)生的自聚物進(jìn)入其中并卡死，會使顯示值偏離實(shí)際值。

（2）預(yù)防措施

a.對安裝的流量計(jì)要進(jìn)行有效的固定，決不允許使用過程中產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，日常要加強(qiáng)對流量計(jì)的維護(hù)工作；

b.對流量計(jì)要定期進(jìn)行校驗(yàn)。由于主要物料加料一般為雙流量計(jì)，當(dāng)2 個(gè)流量計(jì)同時(shí)出現(xiàn)偏差時(shí)要及時(shí)分析，同時(shí)，可將軟水或單體貯槽的液位通過計(jì)算自動(dòng)生成，將生成值與流量計(jì)加料值相比較，以判斷是否出現(xiàn)問題再作處置。最終查清原因?qū)ζ湫Ｕ蛐迯?fù)。

2.2 無離子水質(zhì)異常

實(shí)際生產(chǎn)中，無離子水往往不為人們所重視，出現(xiàn)問題后由于是事后分析，對水質(zhì)的影響往往無法確認(rèn)，事實(shí)上水質(zhì)異常是產(chǎn)生粗料的一個(gè)重要原因。

（1）原因分析

一般情況下，造成無離子水波動(dòng)的因素有2 個(gè)。一個(gè)是正常生產(chǎn)渠道的無離子水，在制作過程中若以樹脂交換法，則會在對樹脂酸洗、堿洗或系統(tǒng)沖洗時(shí)由于操作不當(dāng)造成水質(zhì)異常，要么呈酸性，要么呈堿性；另一個(gè)來源是干燥加熱片的蒸汽冷凝水，由于其品質(zhì)較高，目前PVC 企業(yè)基本上將其用于聚合投料生產(chǎn)，而且正常情況下其不會對聚合反應(yīng)造成異常。但烏?；ぷ援a(chǎn)蒸汽中加有Na3（PO4），同時(shí)還向蒸汽中刻意加入氨水使其呈堿性以達(dá)到保護(hù)管道和設(shè)備的目的。當(dāng)這部分冷凝水用于生產(chǎn)中就會造成最終加入聚合釜中的無離子水嚴(yán)重偏堿性，其對分散劑的性能會造成破壞進(jìn)而可能產(chǎn)生粗料。更為嚴(yán)重的是一旦用其來配制分散劑將有可能造成重大質(zhì)量事故發(fā)生。

（2）預(yù)防措施

烏?；み^去相當(dāng)長一段時(shí)間使用蒸汽冷凝水，時(shí)常發(fā)生質(zhì)量事故，后經(jīng)分析對其停用后徹底消除了這類事故。

對生產(chǎn)中的無離子水要嚴(yán)格進(jìn)行檢測并作好記錄，特別是對交換樹脂的處理過程中嚴(yán)加監(jiān)控，通常對其酸堿度、電導(dǎo)率應(yīng)專人測定。對非正常途徑來的無離子水要認(rèn)真分析，且不宜用于聚合系統(tǒng)，并應(yīng)對其制定相關(guān)的操作制度，以防因人員變化而造成混用。

2.3 分散劑異常

（1）原因分析

分散劑出現(xiàn)異常主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

a.因分析濃度偏差較大而出現(xiàn)大批量的產(chǎn)品質(zhì)量異常。由于配方設(shè)定后其用量的絕對值是自動(dòng)生成的，濃度的極小差異會最終導(dǎo)致加入量的較大差異；

b.配料工將不同的分散劑混配。通常情況下由于許多企業(yè)只有一個(gè)配制槽，對不同的分散劑配制好后放入相應(yīng)的貯槽中，但曾出現(xiàn)過配制人員因配好的分散劑液位受限而將剩余的混放，從而造成質(zhì)量異常乃至粗料的產(chǎn)生；

c.分散劑質(zhì)量異常。主要表現(xiàn)在因其貯存不當(dāng)而出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。

（2）預(yù)防措施

a.對配制好的分散劑在分析濃度時(shí)宜作兩三個(gè)平行樣進(jìn)行比較。同時(shí)，技術(shù)人員要根據(jù)配料情況進(jìn)行推算以確定所配分散劑的基本濃度，從而為最終分析提供參考；

b.加強(qiáng)對配料工的管理和培訓(xùn)，特別是不同物料的性質(zhì)對配料人員要針對性地予以強(qiáng)化。曾有配料工從事過聚合儀控，錯(cuò)誤地認(rèn)為幾個(gè)分散劑最終還是要加入到聚合釜內(nèi)，所以每當(dāng)發(fā)生貯存受限時(shí)就將其放入另一貯槽，后經(jīng)培訓(xùn)才消除了這一行為；

c.配制過程中要嚴(yán)格進(jìn)行過篩，發(fā)生結(jié)塊或質(zhì)量異常立即停用；

d.由于季節(jié)性差異對分散劑的用量應(yīng)及時(shí)調(diào)整，地區(qū)溫差會導(dǎo)致配制的分散劑實(shí)際使用效果存在差異。

2.4 閥門內(nèi)漏

盡管聚合過程按初始模塊、控制模塊、人工干預(yù)模塊、故障/誤差處理模塊和結(jié)束模塊的程序有較為詳盡的設(shè)定[1]，但閥門內(nèi)漏現(xiàn)象在實(shí)際生產(chǎn)過程中則普遍存在，而且比較難以判定，從而使設(shè)置的模塊產(chǎn)生虛假實(shí)施，由此造成的粗料現(xiàn)象。常易出現(xiàn)內(nèi)漏的閥門主要有熱水入料閥、釜底出料閥等。

（1）原因分析

熱水入料閥由于其溫度一般在80 ℃以上（70 m3聚合釜設(shè)定溫度83 ℃左右），內(nèi)部采用聚四氟密封，這種材料通常情況下耐腐蝕性、密封性均較好，但其最大的缺點(diǎn)是耐熱性差，其線膨脹系數(shù)在20～60 ℃下就達(dá)1.03×10-4/℃，隨著溫度的升高，其耐熱性變差。為了開關(guān)方便且易于控制，入料閥通常為球形閥，主要依靠內(nèi)部的一對密封圈，頻繁的開啟加料受熱，使其壽命大受影響，一般只能使用三個(gè)月左右，若發(fā)生內(nèi)漏現(xiàn)象極有可能使熱水內(nèi)漏至其他釜內(nèi)，從而使聚合加料異常而產(chǎn)生粗料。

（2）預(yù)防措施

熱水入料閥內(nèi)漏在行業(yè)內(nèi)普遍存在，有單位曾與科研單位合作開發(fā)熱水入料專用密封材料，但沒有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。實(shí)際生產(chǎn)中通常為事后檢查，往往已對生產(chǎn)造成了損失。同時(shí)單體入料閥、聚合釜出料閥也易出現(xiàn)內(nèi)漏情況，對此可采用超聲波檢測儀或閥門內(nèi)漏檢測儀。

這2 種檢測儀都是將內(nèi)漏產(chǎn)生的信號經(jīng)過儀器處理，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢月犚姷穆曇粜盘枺瑥亩l(fā)現(xiàn)閥門的內(nèi)漏并加以處理。當(dāng)然一旦對某個(gè)釜的閥門使用中明顯認(rèn)為存在異常，最有效的辦法是停用并檢查。

2.5 生產(chǎn)中的人為因素

人為因素是產(chǎn)生粗料的一大頑疾，這其中既有控制人員的因素，也有管理人員的因素。

（1）原因分析

a.生產(chǎn)人員引起的誤操作。由于人員素質(zhì)參差不齊，技術(shù)水平、工作經(jīng)驗(yàn)差異較大，因此生產(chǎn)過程中的誤操作時(shí)有發(fā)生。這其中有2 方面的原因，一個(gè)是現(xiàn)場巡檢工引起的，因?qū)㈥P(guān)鍵閥門未操作到位，從而給主控帶來誤導(dǎo)。實(shí)際生產(chǎn)中就曾出現(xiàn)巡檢工未將放盡閥關(guān)閉到位，在入料時(shí)發(fā)現(xiàn)后只是重新關(guān)閉繼續(xù)投料而最終出現(xiàn)粗料；另一個(gè)是主控對控制過程中出現(xiàn)的曲線異常沒有認(rèn)真分析而繼續(xù)反應(yīng)最終造成粗料產(chǎn)生。

b.管理人員引起的。 從實(shí)際生產(chǎn)情況看，現(xiàn)有70 m3以上的聚合釜粗料大多出現(xiàn)在反應(yīng)的30～70min，這也是聚合成粒的危險(xiǎn)期。在聚合反應(yīng)過程中，正常情況下反應(yīng)的攪拌電流曲線的微小變化可能是粗料己經(jīng)產(chǎn)生，此時(shí)必須要作出快速的判斷并采取措施才能將損失減到最小，否則最終會造成更大的損失。

（2）預(yù)防措施

對此應(yīng)加強(qiáng)培訓(xùn)，制定嚴(yán)格的管理制度，堅(jiān)持經(jīng)常性地規(guī)范從業(yè)人員的行為；

a.定期根據(jù)不同的工種進(jìn)行針對性的技術(shù)培訓(xùn)，提高從業(yè)人員的專業(yè)知識水平；

b.對從業(yè)人員的操作實(shí)行規(guī)范化管理，尤其是現(xiàn)場作業(yè)做好生產(chǎn)記事，針對生產(chǎn)過程中的異?，F(xiàn)象采取逐級反饋制度，即使出現(xiàn)誤操作，及時(shí)補(bǔ)救，盡量將損失降到最低；

c.在聚合的敏感反應(yīng)階段，一旦電流曲線異常而無法確定原因時(shí)宜采取回收以盡可能地降低控制風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語

聚合粗料預(yù)警系統(tǒng)的投用較過去極大地提升了一步，但仍應(yīng)對生產(chǎn)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)不斷細(xì)化，對出現(xiàn)的異常加強(qiáng)分析并采取有效的措施，才能減少或消除生產(chǎn)事故帶來的損失。

［1］申屠久洪，賴景宇.懸浮法70 m3釜聚氯乙烯生產(chǎn)DCS控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及全自動(dòng)批量控制.中國氯堿，2004（11）：39-42.