一種新型聚氯乙烯生產(chǎn)加料工藝

＊劉清勝

（中國天辰工程有限公司 天津 300400）

一種新型聚氯乙烯生產(chǎn)加料工藝

＊劉清勝

（中國天辰工程有限公司 天津 300400）

隨著聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展，全國聚氯乙烯行業(yè)開展了大量技術(shù)革新活動，本文在聚合加料工藝上進行了改進，并在實際生產(chǎn)中取得了顯著的成績。

聚氯乙烯；分散劑；預(yù)加料系統(tǒng)

1.概述

聚氯乙烯是大宗基礎(chǔ)化工原料之一，在塑料加工中占有相當(dāng)大的比重，在國民經(jīng)濟中占有重要地位。目前，聚氯乙烯工業(yè)化的生產(chǎn)方法主要有懸浮法、乳液法、微懸浮法、本體法等，其中懸浮法由于其生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品性能穩(wěn)定等特點，是目前世界各國廣泛采用的一種聚合方法。

隨著聚氯乙烯工業(yè)的不斷發(fā)展，全國聚氯乙烯行業(yè)開展了大量技術(shù)革新活動，在新型助劑的研制、聚合配方的開發(fā)、防粘釜技術(shù)的應(yīng)用等方面取得了顯著的成績，促進了聚氯乙烯工業(yè)的發(fā)展。特別是我們傳統(tǒng)的70m3聚合釜及其聚合技術(shù)的應(yīng)用，使我國聚氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的進步。經(jīng)過幾十年的經(jīng)驗積累，此技術(shù)是成熟的，在國內(nèi)有幾十家工廠用這種方法生產(chǎn)，但是由于懸浮法PVC聚合反應(yīng)是間歇反應(yīng)，能否縮短向聚合釜加料的時間，是改進聚合工藝和產(chǎn)能的一個重要方面。傳統(tǒng)的懸浮法PVC聚合工藝是依次向聚合釜內(nèi)加入涂釜液、氯乙烯和等溫水、分散劑、引發(fā)劑、終止劑等。具體加料時間如下：

可以看出，聚合釜的加料包括預(yù)先涂釜、新鮮和回收VCM的加入、等溫水、分散劑以及引發(fā)劑等助劑的加入，此加料時間為50分鐘。待聚合反應(yīng)完成后，出料，氯乙烯回收，清洗釜，聚合釜完成一個批次生產(chǎn)。此生產(chǎn)工藝能夠滿足正常平穩(wěn)生產(chǎn)，但在平穩(wěn)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，仍需要縮短批次生產(chǎn)時間，提高聚合釜的產(chǎn)能。

2.新型聚氯乙烯生產(chǎn)加料工藝

(1)新型加料方式介紹

通過對傳統(tǒng)70m3聚合釜加料工藝進行改進，設(shè)置預(yù)加料系統(tǒng)，開發(fā)了新型的氯乙烯生產(chǎn)工藝。通過這種生產(chǎn)工藝，可以將引發(fā)劑、多種分散劑和純水按照比例分別加入到預(yù)加料罐內(nèi)進行混合，所形成的均勻分散體系通過預(yù)加料泵定量打入聚合釜內(nèi)，與氯乙烯混合，最后向釜內(nèi)注入熱脫鹽水，至此，進料過程完成。此預(yù)加料系統(tǒng)的溶液配制在上一批次的聚合反應(yīng)過程中完成，不占用本批次生產(chǎn)時間，最大限度的減少了本批次的加料時間。預(yù)加料系統(tǒng)向聚合釜進料的操作，是由DCS控制系統(tǒng)自動控制完成，實現(xiàn)了全自動進料。

改進后的聚氯乙烯加料如下：

可以看出，此新型生產(chǎn)工藝的主要特點就是設(shè)置了預(yù)加料系統(tǒng)。此種助劑的加料方式，相較依次向聚合釜內(nèi)加入氯乙烯、等溫水、分散劑、引發(fā)劑等共節(jié)省了近20min，可使單臺釜年增加聚氯乙烯生產(chǎn)能力約2200噸，多創(chuàng)收1800萬元，具有極大的經(jīng)濟效益。

(2)新型加料工藝流程簡述

聚氯乙烯生產(chǎn)原料主要包括涂釜液、分散劑、引發(fā)劑、緩沖劑、脫鹽水、氯乙烯單體。涂釜液使用時通過聚合釜頂部的噴射閥打入聚合釜。引發(fā)劑加料是經(jīng)質(zhì)量流量計計量后送入預(yù)加料罐中。分散劑溶液經(jīng)測定濃度后按聚合生產(chǎn)工藝配方要求，計量后用加料泵打入預(yù)加料罐中。緩沖劑貯存在緩沖劑貯槽內(nèi)，在加入純水過程中先將緩沖劑分散液經(jīng)緩沖劑流量計計量后壓入純水中，一起進入聚合釜。當(dāng)聚合反應(yīng)達(dá)到設(shè)定的轉(zhuǎn)化率時，終止劑用加料泵打入聚合釜，終止聚合反應(yīng)。氯乙烯單體一般包括新鮮的VCM和回收的VCM，用VCM加料泵打入聚合釜內(nèi)。脫鹽水為分散相，反應(yīng)過程中氯乙烯單體在分散劑的作用下分散在水中。冷脫鹽水用于預(yù)加料、反應(yīng)進料等；冷脫鹽水用蒸汽加熱后貯存在熱脫鹽水貯槽中，熱脫鹽水主要用于聚合加料。

預(yù)加料系統(tǒng)是本工藝加料過程的核心。此預(yù)加料系統(tǒng)的溶液配制在上一批次的聚合反應(yīng)過程中完成，不占用本批次生產(chǎn)時間，最大限度的減少了本批次的加料時間。

聚合反應(yīng)在帶攪拌器和冷卻夾套的壓力容器聚合釜中進行，反應(yīng)由加入的引發(fā)劑誘發(fā)。當(dāng)聚合反應(yīng)開始后，首先逐漸打開通向聚合釜內(nèi)冷擋板的冷卻水閥門通入循環(huán)水，再向聚合釜夾套通入冷卻水，反應(yīng)一定時間后，向釜頂冷凝器內(nèi)通入循環(huán)水。聚合釜夾套循環(huán)泵入口設(shè)有兩個調(diào)節(jié)閥。聚合釜溫度控制系統(tǒng)把設(shè)定的溫度傳送到夾套循環(huán)泵入口的調(diào)節(jié)閥，調(diào)節(jié)閥根據(jù)信號來自動調(diào)節(jié)進入夾套的冷卻水流量。在DCS的精確溫度控制下，反應(yīng)溫度十分接近設(shè)定溫度。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到設(shè)定終點時，終止劑用泵打入聚合釜中，反應(yīng)停止。DCS控制系統(tǒng)可保證每釜反應(yīng)終點一致。

為了安全起見，裝置還設(shè)有自動事故終止劑系統(tǒng)，以便在停電或停氣等緊急情況下能迅速終止聚合反應(yīng)。

當(dāng)反應(yīng)終止后，PVC漿料被打入出料槽中，然后被送入漿料槽，輸送過程中經(jīng)過過濾器。出料結(jié)束后，對聚合釜進行沖洗、涂壁，進行下批生產(chǎn)。大部分未反應(yīng)的VCM在出料槽和聚合釜中回收。出料槽中的漿料經(jīng)VCM回收后，用漿料輸送泵送入汽提塔進料槽。

3.結(jié)論

本工藝技術(shù)與國內(nèi)聚氯乙烯工藝相比，改進了生產(chǎn)加料流程，使加料時間從50min縮短到30min，降低了批次總生產(chǎn)時間；該工藝及技術(shù)使用DCS全自動控制，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的全密閉入料，能耗低，質(zhì)量好，達(dá)到了國際先進水平。

與國外工藝相比，本工藝技術(shù)也有顯而易見的優(yōu)勢。例如，工藝過程較簡單、除個別設(shè)備外，其他設(shè)備全部可在國內(nèi)采購，投資也比較低，節(jié)省了大量的專利費用。在消耗方面，如改變某些觀念、采取新的預(yù)加料系統(tǒng)技術(shù)，提高了分散劑效率及裝置的年生產(chǎn)能力，并節(jié)約了分散劑用量。此工藝從技術(shù)的可靠性、裝置的經(jīng)濟性上均毫不遜色于國外工藝。因此，本工藝的研發(fā)及推廣使用，對于國內(nèi)的聚氯乙烯市場具有深刻的意義。

[1]137m3聚氯乙烯懸浮法PVC生產(chǎn)工藝的國產(chǎn)化,聚氯乙烯,2017年,45卷,003期．

(責(zé)任編輯：盧鳳英)

One New Type Polyvinyl Chloride Production and Charging System

Liu Qingsheng

（China Tianchen Engineering co., ltd, Tianjin, 300400）

Along with the development of polyvinyl chloride industry, the polyvinyl chloride industry across the country has developed large number of innovation activities. In this paper, it has taken improvement of polymeric charging technology and achieved signifcant achievement in the practical production.

polyvinyl chloride；dispersing agent；pre-charging system

T < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

A

劉清勝（1973～)，男，中國天辰工程有限公司；研究方向：工藝設(shè)計。