高壓清洗裝置在聚氯乙烯生產(chǎn)中的應(yīng)用

李金英，張國玉，趙保強(qiáng)

（天偉化工有限公司，新疆 石河子 832000）

高壓清洗裝置在聚氯乙烯生產(chǎn)中的應(yīng)用

李金英，張國玉，趙保強(qiáng)

（天偉化工有限公司，新疆 石河子 832000）

根據(jù)聚氯乙烯在生產(chǎn)過程中易出現(xiàn)粘釜料的情況，經(jīng)過長期跟蹤研究，研發(fā)了聚合釜高壓清洗裝置，該套系統(tǒng)由DCS遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，能夠徹底清除粘釜物，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

聚氯乙烯；高壓清洗；粘釜物

在聚氯乙烯生產(chǎn)工藝中，粘釜物總是存在且無法避免，近年來化工行業(yè)一直在著手解決此類問題，由于成本高，設(shè)備利用率低，目前仍沒有徹底解決。為了響應(yīng)國家號(hào)召，達(dá)到提產(chǎn)增效，節(jié)能減排的目的，天偉化工有限公司研究開發(fā)了聚合釜高壓清洗裝置，該套裝置現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有PLC控制柜，且能遠(yuǎn)程DCS自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化操作，節(jié)省了大量人力，降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，使粘釜物徹底清除。使用高壓清洗裝置代替噴淋閥及移動(dòng)式清洗裝置，提升了清洗水壓力，減少了因聚合釜清洗不干凈、粘釜造成的“魚眼”數(shù)升高的現(xiàn)象，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

1　粘釜物對(duì)聚合生產(chǎn)的影響

聚合釜內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，粘釜物易在釜壁和攪拌葉、攪拌槳上形成，會(huì)顯著影響到聚合反應(yīng)的傳熱，使反應(yīng)時(shí)間延長。有研究顯示，粘釜物厚度達(dá)到0.2 mm時(shí)，將使傳熱系數(shù)自349～582降低至233～349，傳熱難度加大。粘釜物是難以塑化的粒子，在以后的聚合反應(yīng)中會(huì)部分脫離，混入產(chǎn)品之中，形成永久性“魚眼”，特別是對(duì)于生產(chǎn)薄膜和薄片的廠家，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和市場(chǎng)競爭力。粘釜物有時(shí)在聚合釜攪拌葉與釜壁間會(huì)形成大塊的塑化物［1］，在后來的聚合反應(yīng)中，塑化物會(huì)不斷增大，影響出料，如果出料不干凈沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致下釜料溫度升高，壓力增大，可能引發(fā)安全事故［2］。由于粘釜物的存在導(dǎo)致聚合釜反應(yīng)溫度不穩(wěn)定，易波動(dòng)，當(dāng)溫度波動(dòng)2℃時(shí)，平均聚合度相差366，在實(shí)際操作中，應(yīng)控制溫度波動(dòng)范圍在0.5℃以內(nèi)，以保證粘數(shù)穩(wěn)定不轉(zhuǎn)型。

為了改善以上情況，公司經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)，研發(fā)了70 m3聚合釜全自動(dòng)清洗設(shè)備。

2　高壓清洗裝置的特點(diǎn)及應(yīng)用

高壓清洗機(jī)是近年來在國際上新興起的一種清洗設(shè)備，這種清洗設(shè)備具有清洗成本低、潔凈率高、清洗速度快，不會(huì)損壞被清洗物并且對(duì)環(huán)境無污染等優(yōu)點(diǎn)。

高壓清洗設(shè)備由高壓清洗機(jī)組、三維旋轉(zhuǎn)噴頭定位機(jī)構(gòu)和三維旋轉(zhuǎn)噴頭組成，1臺(tái)增壓泵、清洗泵、安全溢流閥、5套卷軸系統(tǒng)、5套清洗系統(tǒng)。經(jīng)過增壓泵增壓，三維旋轉(zhuǎn)噴頭出口壓力達(dá)到40 MPa，有效清除粘釜料，而且此技術(shù)無需其他助劑，減少了成本消耗和使用化學(xué)品對(duì)聚合釜的損害，同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

每套卷軸系統(tǒng)獨(dú)立使用，根據(jù)每臺(tái)釜的出料前后順序依次清洗，無需開人孔，回收結(jié)束后打開隔離閥啟動(dòng)高壓清洗系統(tǒng)即可，根據(jù)粘釜物的多少可手動(dòng)設(shè)定清洗時(shí)間和清洗點(diǎn)，使得清洗更徹底。減少了輔助時(shí)間、降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，根據(jù)生產(chǎn)需要可隨時(shí)清洗。清洗工藝見圖1，清洗系統(tǒng)見圖2。

圖1　高壓清洗工藝

圖2　清洗系統(tǒng)

3　高壓清洗裝置的使用對(duì)“魚眼”和雜質(zhì)粒子數(shù)的影響

3.1“魚眼”對(duì)樹脂質(zhì)量的影響

“魚眼”（又稱晶點(diǎn)），是通常在熱塑化加工條件下沒有塑化的透明的樹脂顆粒?！棒~眼”的存在使加工制品的質(zhì)量受到影響，如薄膜上“魚眼”不但影響外觀，脫落后使薄膜穿孔，電纜上的“魚眼”使表面起疙瘩，影響電纜的電絕緣性能。

PVC樹脂中過多的“魚眼”還會(huì)使加工工藝較難控制，在吹塑薄膜過程中易出現(xiàn)破泡斷泡現(xiàn)象，薄膜的均勻程度也很難控制，生產(chǎn)出的薄膜存在表面斑點(diǎn)多使用中易于破損的缺點(diǎn)；在成品膜或透明片材中“魚眼”則以不透明的晶點(diǎn)形式存在，從而嚴(yán)重影響制品外觀及整體物性能。自從天偉化工引進(jìn)高壓清洗系統(tǒng)后，產(chǎn)品質(zhì)量有了很大提高，不同型號(hào)樹脂在高壓清洗前后“魚眼”數(shù)的對(duì)比見表1。

表1　不同型號(hào)樹脂在高壓清洗前后“魚眼”數(shù)的對(duì)比

3.2雜質(zhì)粒子對(duì)樹脂質(zhì)量的影響

懸浮法聚氯乙烯由于生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，影響產(chǎn)品質(zhì)量因素較多，而雜質(zhì)粒子數(shù)是PVC樹脂中一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)。在生產(chǎn)中常常由于雜質(zhì)粒子數(shù)超標(biāo)而造成PVC質(zhì)量下降或出現(xiàn)次品，使樹脂價(jià)格大打折扣，從而影響了產(chǎn)品銷售。所以使用高壓清洗減少雜質(zhì)粒子數(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量是一次技術(shù)創(chuàng)新，不同型號(hào)樹脂在高壓清洗前后雜質(zhì)粒子數(shù)的對(duì)比見表2。

表2　不同型號(hào)樹脂在高壓清洗前后雜質(zhì)粒子數(shù)的對(duì)比

根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，引進(jìn)高壓清洗后使聚合釜清洗更加徹底，減少了“魚眼”和雜質(zhì)離子數(shù)的存在，使產(chǎn)品質(zhì)量得到了改善。

4　經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益

該技術(shù)裝置應(yīng)用實(shí)施后實(shí)現(xiàn)了聚合釜的快速清洗，縮短停車時(shí)間，在樹脂轉(zhuǎn)型停車時(shí)每年可縮短停車時(shí)間15天；且無需人員進(jìn)入聚合釜內(nèi)操作，避免了化學(xué)品對(duì)人體的傷害及不安全性，無需拆卸人孔盲板，省時(shí)省力，確保粘釜物的徹底清除，減少“魚眼”數(shù)和雜質(zhì)粒子數(shù)，將“魚眼”數(shù)從15個(gè)降至10個(gè)以內(nèi)，雜質(zhì)粒子數(shù)從20個(gè)降至16個(gè)以內(nèi)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了企業(yè)的競爭力。每噸樹脂可提價(jià)一百元左右，天偉化工共計(jì)10萬t/a SPVC，新增收入約為1 000萬元/a。該技術(shù)的應(yīng)用在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)使產(chǎn)品質(zhì)量也得到了顯著改善。同時(shí)清洗水經(jīng)過廢水汽提系統(tǒng)，不僅使殘留的氯乙烯單體得到回收利用，而且達(dá)到排放要求，實(shí)現(xiàn)零污染生產(chǎn)目標(biāo)。

5　結(jié)語

聚合釜高壓清洗系統(tǒng)的研制成功，大幅度地提高了清洗質(zhì)量和清洗效率，降低了清釜成本，改善了操作人員的工作環(huán)境，取代了傳統(tǒng)的手工清洗，可以有效地清除聚合釜結(jié)垢物。

［1］劉庭成，艾耀文，范曉紅，吳國新，徐家宏，等．高壓水射流技術(shù)在清洗聚合釜中的應(yīng)用．聚氯乙烯，2008，03：9－13．

［2］鄒文官．聚合釜（70 m3）內(nèi)壁自動(dòng)清洗裝置．中國氯堿，1995，11：31－32．

High pressure cleaning device for application in PVC production

LI Jin-ying，ZHANG Guo-yu，ZHAO Bao-qiang
（Tianwei Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

According to liable to occur in the production process of PVC stick kettle material characteristics，my company after a long-term follow-up study，research and development of the polymerization kettle high pressure cleaning device，the system by the DCS remote automatic control，can thoroughly remove the sticky kettle，improve product quality and increase enterprise economic benefits.

PVC；high pressure cleaning；kettle sticky substance

TQ325.3

B

1009-1785（2016）08-0019-02

2016-06-23