糊樹脂聚合回收氯乙烯氣體除雜技術(shù)的攻關(guān)

董學(xué)立，云　亮，王增強(qiáng)

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

糊樹脂聚合回收氯乙烯氣體除雜技術(shù)的攻關(guān)

董學(xué)立，云亮，王增強(qiáng)

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山063305）

聚氯乙烯糊樹脂聚合反應(yīng)結(jié)束后需進(jìn)行氯乙烯回收操作，回收氣體中不可避免會(huì)含有樹脂和引發(fā)劑等雜質(zhì)，會(huì)堵塞壓縮及精餾系統(tǒng)的設(shè)備和管道，造成生產(chǎn)波動(dòng)和設(shè)備損壞。通過技術(shù)攻關(guān)，增加了氯乙烯氣體除雜裝置，保障了生產(chǎn)裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

糊樹脂；聚合；氯乙烯；除雜

在聚氯乙烯糊樹脂生產(chǎn)過程中，無論采用什么樣的生產(chǎn)工藝，氯乙烯都不能全部轉(zhuǎn)化為聚氯乙烯，由于工藝差異和經(jīng)濟(jì)操作等諸多因素，各個(gè)廠家對(duì)氯乙烯轉(zhuǎn)化率的控制也不盡相同，但一般都在80%以上。以唐山三友氯堿有限責(zé)任公司生產(chǎn)為例，氯乙烯的最終轉(zhuǎn)化率約在90%左右 （占入釜氯乙烯總量），約有10%以上需要回收。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，聚合反應(yīng)完成后，需對(duì)未反應(yīng)的氯乙烯進(jìn)行自壓和強(qiáng)制回收，將氯乙烯氣體回收至氣柜，通過獨(dú)立的壓縮及精餾系統(tǒng)，對(duì)回收的氯乙烯氣體進(jìn)行精制后再循環(huán)利用。回收氣體中除了未聚合的VC外，還含有聚合度極低的樹脂、殘留引發(fā)劑和乳化劑等雜質(zhì)，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)出現(xiàn)大量自聚物等堵塞壓縮及精餾系統(tǒng)的設(shè)備和管道，造成生產(chǎn)波動(dòng)和設(shè)備損壞，因此，該公司通過了一系列的技術(shù)改造和攻關(guān)，最終解決了這一難題。

1　改造前工藝狀態(tài)

1.1改造前的工藝狀態(tài)

聚合工序反應(yīng)完成后，對(duì)未反應(yīng)的氯乙烯氣體通過自壓和強(qiáng)制回收至氣柜，經(jīng)壓縮冷凝后儲(chǔ)存于粗單體儲(chǔ)槽內(nèi)，經(jīng)粗單體泵打至精餾塔內(nèi)，精餾后的精單體進(jìn)入精單體儲(chǔ)槽儲(chǔ)存，通過精單體泵供給PVC生產(chǎn)使用，見圖1。

圖1　回收工序工藝簡(jiǎn)圖

由于回收的氯乙烯氣體中會(huì)含有雜質(zhì)和殘留引發(fā)劑，容易造成單體發(fā)生自聚，在氣柜內(nèi)自聚形成雜質(zhì)，并且由于呈酸性，容易造成對(duì)氣柜的腐蝕。粗單體被打至精餾塔內(nèi)，在精餾的操作壓力和溫度條件下發(fā)生自聚反應(yīng)的傾向更為嚴(yán)重。主要是因?yàn)榫酆匣厥諝怏w中含有殘留的引發(fā)劑，氯乙烯在精餾塔內(nèi)自聚產(chǎn)生低聚合度的聚氯乙烯樹脂，粘附在塔壁及塔盤上，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致堵塞塔盤，使精餾塔無法正常工作，造成停車清理[1]。

為了保證生產(chǎn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，該公司平均每個(gè)月對(duì)回收工序清理一兩次，頻繁的清理工作不僅影響生產(chǎn)穩(wěn)定，還增加工人勞動(dòng)強(qiáng)度，因此通過技術(shù)改造來解決該問題勢(shì)在必行。

1.2自聚造成的危害

糊樹脂聚合回收氣體夾帶雜質(zhì)和殘留引發(fā)劑，由于自聚造成回收工序設(shè)備和管道堵塞是糊樹脂生產(chǎn)面臨的普遍問題，其危害主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）對(duì)回收工序設(shè)備及管線的影響。由于自聚物堵塞塔盤導(dǎo)致精餾塔無法正常使用；增加了對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備軸承等部位的磨損，造成設(shè)備損壞；較小管徑的管線容易自聚甚至堵死，給清理造成極大困難，甚至需要重新配制管線；將氣水分離器和儲(chǔ)罐等靜止設(shè)備的底部排污口堵死，導(dǎo)致排水等日常操作無法進(jìn)行。

（2）對(duì)樹脂質(zhì)量的影響。經(jīng)過精餾塔精制的精單體儲(chǔ)存在單體儲(chǔ)槽內(nèi)，單體自聚現(xiàn)象更加嚴(yán)重，導(dǎo)致精單體儲(chǔ)槽內(nèi)的精單體含有更多的雜質(zhì)，供PVC生產(chǎn)使用時(shí)，更容易產(chǎn)生廢料，影響樹脂“魚眼”等指標(biāo)，自聚物混入產(chǎn)品中還會(huì)使PVC樹脂的熱穩(wěn)定性降低[2]。

（3）對(duì)生產(chǎn)成本的影響。對(duì)精餾塔等相關(guān)設(shè)備及管線進(jìn)行頻繁清理，不但職工的勞動(dòng)強(qiáng)度和車間日常維修費(fèi)用增加，而且精單體中含有雜質(zhì)較多，引起聚合反應(yīng)異常造成廢料，致使單體單耗上升，影響生產(chǎn)成本。

2　技術(shù)改造和攻關(guān)

2.1回收除雜裝置的工藝流程

基于上述的問題所在，通過大量的技術(shù)核算和多次的小試，最終決定在回收氣體進(jìn)入氣柜前的工藝管線上增加回收除雜裝置。此裝置包括2個(gè)填料塔、2臺(tái)循環(huán)泵和1個(gè)氣水分離器，堿洗塔作用為破壞殘留引發(fā)劑，防止回收單體自聚，水洗塔作用為清除回收氣體中攜帶的雜質(zhì)和堿液。

回收氣體首先經(jīng)過1個(gè)氣水分離器，簡(jiǎn)單分離夾帶的水分，再進(jìn)堿洗塔，堿洗塔為填料塔，填充聚丙烯鮑爾環(huán)填料，回收氣體從堿洗塔底部進(jìn)入，穿過填料層，從塔頂逸出，堿液通過堿液循環(huán)泵從塔頂進(jìn)入，通過塔內(nèi)噴淋裝置與逆流的回收氣體接觸，吸收氣體中的殘留引發(fā)劑和酸性物質(zhì)后從塔底流出，回到泵進(jìn)口進(jìn)行循環(huán)操作。回收氣體從堿洗塔出來后進(jìn)入水洗塔，水洗塔和堿洗塔的構(gòu)造基本相同，氣體從塔底部進(jìn)入，穿過填料層與從上而下的純水進(jìn)行接觸后，除去氣體中夾帶的雜質(zhì)和堿液從塔頂逸出，最后進(jìn)入氣柜。水洗塔設(shè)置有1臺(tái)水洗泵進(jìn)行循環(huán)操作，管道設(shè)有專門補(bǔ)充堿液和純水的甩頭，根據(jù)分析指標(biāo)情況，及時(shí)更換堿液或純水。不再設(shè)置專門的堿液配置槽和水槽，減少設(shè)備，節(jié)約了費(fèi)用見圖2。

圖2　回收除雜裝置工藝流程

2.2除雜裝置的操作要點(diǎn)

（1）回收氣體通過堿洗塔和水洗塔時(shí)要嚴(yán)格控制塔液位，最優(yōu)控制在40%~60%；

（2）為達(dá)到良好的除雜效果，通過塔的氣量、堿液和水的循環(huán)量需要相互匹配，冬季運(yùn)行時(shí)做好防凍措施；

（3）要定時(shí)監(jiān)測(cè)堿液濃度和觀察水洗塔內(nèi)循環(huán)液的狀況，有問題需及時(shí)更換和補(bǔ)充，配置堿液時(shí)濃度不得超過15%。

2.3改進(jìn)后的運(yùn)行狀況

項(xiàng)目施工完成后，通過連續(xù)觀察幾個(gè)月的運(yùn)行情況，效果良好。特別是在氣柜氣水分離器排水時(shí)，沒改造之前放出的水含樹脂顆粒較多，改造后放出的水是比較透徹的清水。

堿洗塔每周進(jìn)行濃度檢測(cè)，運(yùn)行一段時(shí)間后堿濃度明顯下降，說明堿液吸收了引發(fā)劑和酸性物質(zhì)，達(dá)到了預(yù)期的目的。另外，清理周期由原來的1個(gè)月延長(zhǎng)至半年，極大的降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，管道自聚情況明顯改善。

3　其他措施

（1）控制氣相氯乙烯回收時(shí)的速率。若回收時(shí)的速率過快，更容易使回收氣體中夾帶更多的樹脂顆粒和引發(fā)劑，使單體自聚現(xiàn)象更加嚴(yán)重。通過控制回收速率，避免回收時(shí)的速率過快，減少回收氣體中夾帶樹脂顆粒和引發(fā)劑，有利于提高除雜裝置的除雜效果。

（2）在氣柜氣水分離器和儲(chǔ)槽頂部增加阻聚劑泵，向氣柜和儲(chǔ)罐內(nèi)加阻聚劑，減弱回收單體在設(shè)備及管線內(nèi)的自聚反應(yīng)，延長(zhǎng)清理周期。

（3）在精單體泵出口增加過濾器，去除精單體中因自聚產(chǎn)生的雜質(zhì)，提高精單體的質(zhì)量。

4　結(jié)語(yǔ)

改造之前，氣柜至精餾系統(tǒng)之間的管道和設(shè)備等自聚嚴(yán)重，基本均需要拆檢，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力還影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，增加了生產(chǎn)成本，給生產(chǎn)帶來極大的安全隱患。改造之后，上述問題基本得到了解決，但還有部分環(huán)節(jié)不盡人意，需繼續(xù)優(yōu)化操作，找到效果最佳的工藝操作點(diǎn)，徹底消除由于回收氣體夾帶樹脂顆粒以及殘存助劑的影響，保障生產(chǎn)系統(tǒng)連續(xù)安全穩(wěn)定。

［1］王生陽(yáng)．PVC糊樹脂微懸浮聚合回收單體單獨(dú)壓縮工藝設(shè)計(jì)．江蘇氯堿，2003（4）：24－28．

［2］陳大江，苗亞玲，劉勇，等．氯乙烯自聚原因分析及改進(jìn)．聚氯乙烯，2015，43（11）：14－16．

Technical problems of removing impurities from vinyl chloride of paste resin polymerization and recovery

DONG Xue-li，YUN Liang，WANG Zeng-qiang
（Tangshan Sanyou Chlor-alkali Co.,Ltd.,Tangshan 063305，China）

Polyvinyl chloride paste resin polymerization reaction end for post operation recovery of vinyl chloride，gas recovery inevitably will containing resin and initiator agent and other impurities，will plug the compression and rectification of the system equipment and pipelines，cause fluctuations in production and equipment damage.Through the technical problems，the increase of chlorine gas impurity removal device，to ensure the stable operation of the production device.

paste resin；polymerization；vinyl chloride；removing impurities

TQ325.3

B

1009－1785(2016)11-0037-02

2016-08-01