淺析PVC生產(chǎn)工藝節(jié)能降耗途徑

閆曉英(亞洲硅業(yè)(青海)有限公司,青海 西寧 810007)

1 我國PVC行業(yè)現(xiàn)狀

我國PVC行業(yè)開始于上個世紀(jì)五十年代末，從PVC開始生產(chǎn)至今，我國PVC行業(yè)在生產(chǎn)規(guī)模和速度方面都取得了較大的進(jìn)步。尤其是在最近幾年，PVC國際市場前景十分可觀，我國新建、擴(kuò)建了大量的PVC廠。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合實際工作經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，我國PVC生產(chǎn)方式通常為電石法和石油法。其中，電石法與石油法相比較，主要優(yōu)點在于電石法的成本更低。一方面，我國石油購買價格通常較高，另一方面在一些西部地區(qū)，煤礦資源較為豐富，人工成本也較低。因此，電石法比石油法的應(yīng)用范圍更廣。

2 PVC生產(chǎn)工藝節(jié)能原理

PVC生產(chǎn)利用電石水解、HCL合成、VCM合成、VCM聚合等化學(xué)反應(yīng)原理?？v觀整個PVC生產(chǎn)過程，其化學(xué)反應(yīng)主要為放熱過程。對PVC生產(chǎn)過程中的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行簡要說明，如下:

2.1 電石水解

電石水解反應(yīng)可以由下面這個反應(yīng)式來說明:CaC2+H2O→C2H2+Ca(OH)2，反應(yīng)過程中釋放的能量可達(dá)到63.54KJ/mol。

2.2 HCL合成

HCL合成反應(yīng)式為:H2+Cl2→2HCL，在這過程中釋放出來的能量大概為184.45KJ/mol。

2.3 VCM合成

C2H2+HCL→C2H3Cl為VCM合成反應(yīng)式，在這過程中能夠釋放出約124.56KJ/mol能量。

2.4 VCM聚合

VCM聚合涉及到主要化學(xué)反應(yīng)可以以n C2H3Cl→(C2H3Cl)n，其釋放出能量大約為96.14KJ/mol。

3 PVC生產(chǎn)工藝節(jié)能措施

有關(guān)研究單位以2×4萬t/aPVC裝置為例，在四步化學(xué)反應(yīng)步驟中總共釋放能量約達(dá)到64762.4KJ/h。但是，在實際生產(chǎn)過程中，因為受到許多內(nèi)外部因素限制和影響，導(dǎo)致絕大部分的熱量都不能夠得到回收和利用。在此基礎(chǔ)上，本文從如何充分利用這幾步驟中釋放出來的能量，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)做如下闡述:

3.1 將HCL合成過程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行利用

在PVC生產(chǎn)過程中，電石水解、HCL合成、VCM合成、VCM聚合等化學(xué)反應(yīng)，釋放熱量最多的是HCL合成，并且其溫度也較高。因此，HCL合成釋放出來的熱量加以利用對實現(xiàn)PVC生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能降耗是十分有效的途徑。但是，當(dāng)前我國PVC生產(chǎn)廠家大多只是將其運(yùn)用于采暖方面，未能充分發(fā)揮其節(jié)能作用。通過實踐操作，借鑒國內(nèi)外相關(guān)經(jīng)驗，提出以下幾點建議:

第一，在實際生產(chǎn)中可以看到，一部分PVC生產(chǎn)廠家使用的是旋風(fēng)干燥技術(shù)，因為其蒸汽壓力較低，不能夠單獨(dú)對空氣進(jìn)行加熱。針對這種情況，可以把空氣加熱器分成兩個部分:低溫部分和高溫部分。在低溫部分利用副產(chǎn)蒸汽，對冷空氣進(jìn)行加熱，使其溫度達(dá)到八十度以上之后，再利用生產(chǎn)用蒸汽進(jìn)行高溫部分的空氣進(jìn)一步加熱。若PVC生產(chǎn)廠家使用的是組合式旋流干燥技術(shù)，就可直接將熱量利用與兩段空氣加熱器。

第二，將其用在溴化鋰蒸汽制冷機(jī)組中進(jìn)行冷量生產(chǎn)。使用溴化鋰機(jī)組進(jìn)行制冷，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)電目的，但是并不節(jié)能。并且，將生產(chǎn)中產(chǎn)生的蒸汽用來制冷，需要消耗較多的蒸汽，從節(jié)約成本的角度進(jìn)行考慮，這種做法過于浪費(fèi)。因此，在PVC生產(chǎn)過程中，利用廢熱來進(jìn)行制冷，能夠很好的達(dá)到節(jié)約能源的目的。其中HCL合成過程中釋放出的熱量大約為17500KW，將其適用于溴化鋰蒸汽制冷機(jī)組中進(jìn)行冷量生產(chǎn)，可以達(dá)到12500KW。對于整套PVC裝置來說，其所需制冷量低于7000KW，使用這種方法，可以完全滿足其生產(chǎn)過程中對制冷量的需求。

4 PVC生產(chǎn)工藝降耗措施

主要針對當(dāng)前使用較為廣泛的電石法PVC生產(chǎn)工藝提出幾點降耗措施，在實際使用電石法進(jìn)行PVC生產(chǎn)時，主要是對精餾尾氣中含有的乙炔及氯乙烯化學(xué)物質(zhì)回收環(huán)節(jié)存在問題。在精餾尾氣中，全凝器氣相排出經(jīng)過尾氣冷凝器之后含有惰性物質(zhì)的氣體被稱為一次尾氣，粗VCM經(jīng)過低沸塔分離出來含有乙炔的氯乙烯氣體被稱為二次尾氣。在兩種尾氣中，主要能耗在于處理二次尾氣。本文從以下兩個方面對其進(jìn)行淺析:

4.1 通過冷凍鹽水降低裝置溫度

可以在生產(chǎn)過程中將二次尾氣和一次尾氣進(jìn)行匯合，并使二者同時進(jìn)入到尾氣冷凝器中，通過三十五度的冷凍鹽水對去尾氣吸附裝置節(jié)能型降溫，最后再利用尾氣吸附器對氣體進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

4.2 借助壓縮系統(tǒng)對尾氣進(jìn)行處理

將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二次尾氣進(jìn)行降壓，并且把降壓之后的二次尾氣送進(jìn)壓縮系統(tǒng)。通過再次壓縮，將乙炔等不凝氣體分離出來，最后經(jīng)過尾氣冷凝器再次冷凝后進(jìn)行排放。

5 結(jié)語

總而言之，要想切實降低PVC生產(chǎn)工藝過程中的資源消耗與能源浪費(fèi)問題，就應(yīng)當(dāng)對當(dāng)前應(yīng)用較為普遍的生產(chǎn)工藝展開較為深入研究。對生產(chǎn)工藝中所涉及的化學(xué)反應(yīng)及原理進(jìn)行分析，從節(jié)約能源和降低能耗兩方面來考慮，結(jié)合實際情況，將理論運(yùn)用于實踐，并在實踐過程中不斷總結(jié)、改進(jìn)。

[1]薛之化.電石法PVC生產(chǎn)技術(shù)及成本分析[J].聚氯乙烯，2001，(3):18.

[2]陳志新，化工過程中節(jié)能降耗工藝設(shè)計[J].化學(xué)工程與裝備,2009,(9):20.

[3]虞正鵬，提升化工工藝節(jié)能降耗的途徑探析[J].河南科技,2003,(2):9.