聚氯乙烯裝置漿料脫析汽提塔優(yōu)化改造

陳大龍(新疆圣雄氯堿有限公司， 新疆 吐魯番 838100)

聚氯乙烯裝置漿料脫析汽提塔優(yōu)化改造

陳大龍(新疆圣雄氯堿有限公司， 新疆 吐魯番 838100)

汽提塔是聚氯乙烯懸浮聚合工藝中的重要設(shè)備，能對不完全反應(yīng)的單體進(jìn)行脫除回收，提高生產(chǎn)效率。介紹了聚氯乙烯生產(chǎn)加工工藝的基本過程，分析了影響殘留脫除的主要因素，根據(jù)產(chǎn)能設(shè)備的指標(biāo)要求，對汽提塔進(jìn)行了設(shè)計，并對現(xiàn)有的滯留時間、開孔率、降液管進(jìn)行了優(yōu)化改造。

聚氯乙烯；汽提塔；脫析改造；工藝優(yōu)化

聚氯乙烯樹脂(PVC)被廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域，可以取代木材、鋼材等，并進(jìn)行塑料加工，生產(chǎn)的產(chǎn)品為人們的日常生活提供了極大的方便。聚氯乙烯是一種化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、可塑性高的無毒無味道的白色粉末物質(zhì)?？扇苡谏贁?shù)的有機(jī)溶劑，常溫下對鹽酸、硫酸、硝酸和燒堿等都具有良好的耐受性。絕緣性能好，難以燃燒，無火焰燒烤會自行熄滅[1]。

目前PVC的生產(chǎn)工藝主要有：氧氯化法、電石乙塊法、懸浮法、漿料脫析工藝等，其中漿料脫析工藝為較為流行的主要生產(chǎn)工藝，包括釜式汽提和塔式汽提兩種技術(shù)手段[2]。本文主要針對于塔式汽提進(jìn)行分析研究，提出更好的優(yōu)化改造方法，使得漿料能夠更加利用充分，生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量更好。

1 工藝流程及殘留影響因素

1.1 工藝流程

首先進(jìn)行聚合工序，采用懸浮聚合法，將純水、單體分散劑等原料加入聚合釜中進(jìn)行聚合反應(yīng)，時間約為300分鐘，在反應(yīng)后期出現(xiàn)壓力下降時，向聚合釜中加入終止劑終止反應(yīng)。之后進(jìn)行出料操作，將漿料泵輸出至出料槽，進(jìn)行下一步漿料汽提回收工序[3]。汽提回收工序中對出料進(jìn)行預(yù)混、自壓，并在壓縮機(jī)的作用下結(jié)合回收、雙溢流堰板式汽提塔。最后二冷末端未經(jīng)冷凝下的氣體，回收至氯乙烯氣柜進(jìn)行再次加壓壓縮精餾，再進(jìn)入新鮮單體。經(jīng)過聚合生產(chǎn)的漿料再經(jīng)過離心干燥、干燥床干燥，再輸送至全自動包裝工序進(jìn)行包裝。其中離心干燥過程，漿料加入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下，固相顆粒較大受到離心力大從而沉降在轉(zhuǎn)鼓側(cè)面，并逐漸推向卸料口，母液則由圓筒另一端口溢流排出。離心干燥技術(shù)應(yīng)用廣泛，設(shè)備簡單、操作穩(wěn)定、分離效果好[4]。

1.2 影響殘留脫除因素

氯乙烯單體殘留的脫除主要有擴(kuò)散和沸騰兩種方法，殘留VCM單體濃度高脫析濃度高和脫析壓力等的情況下，脫析過程主要以沸騰為主，擴(kuò)散為輔。而相反情況下，則以擴(kuò)散為主、沸騰為輔[5]。

通過分析研究，影響殘留脫除的因素如下：(1)樹脂顆粒。一般情況下PVC樹脂顆粒內(nèi)部疏松程度高、孔隙率大，越有利于殘留VCM的脫除。(2)汽提溫度。一般而言溫度決定殘留物的擴(kuò)散速度，溫度越高，殘留物脫析效率越高、殘留物量越少。(3)汽提壓力。低壓能更好的使得漿料氣相中VCM氣相的壓力降低，減小水相靜壓阻力，能良好的提高VCM脫除速率。(4)汽提滯留時間。增加漿料在汽提塔內(nèi)的滯留時間，可使得反應(yīng)過程增加，能起到提高殘留物的脫除效果，而實(shí)際生產(chǎn)過程，滯留時間較長后，使得PVC樹脂在高溫下產(chǎn)生分解，極大的影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，一般要求控制好PVC漿料在汽提塔內(nèi)的滯留時間，目前采用10～15min的設(shè)計滯留時間[6]。

2 汽提塔優(yōu)化改造

2.1 汽提塔的設(shè)計

根據(jù)生產(chǎn)合成的PVC漿料要求，結(jié)合汽提塔實(shí)際的操作指標(biāo)，按照最大化產(chǎn)能的設(shè)計，以年運(yùn)行時間8000小時、每小時生產(chǎn)干粉PVC量25噸，設(shè)計了汽提塔的主要參數(shù)和各項(xiàng)運(yùn)行條件(表1)。

表1 汽提塔設(shè)計

2.2 改造設(shè)計

(1)滯留時間。依據(jù)DN3200/3600型號塔進(jìn)行設(shè)計，6層入料流量為85m3/h，停留之間為14.5min，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，基本滿足了生產(chǎn)要求和殘留脫析時間的要求。(2)開孔率。按照正常的三角形排列，篩孔直徑一般3～8mm，開孔率8%～12%。經(jīng)過改造擴(kuò)孔，第一次改造擴(kuò)孔，由原來的孔徑0.8mm擴(kuò)大至1.1mm，開孔率由原來的0.14%擴(kuò)大至0.26%。第二次改造擴(kuò)孔，由原來的孔徑1.1mm擴(kuò)大至1.2mm，開孔率由原來的0.26%擴(kuò)大至0.31%。開孔過程為人工電鉆方式。(3)降液管。依據(jù)DN3500/3900型號塔進(jìn)行改造降液管面積平均達(dá)0.36m2，最大可達(dá)到0.42m2。

3 結(jié)語

通對現(xiàn)有的汽提塔進(jìn)行分析研究，對現(xiàn)有的滯留時間、開孔率、降液管進(jìn)行了優(yōu)化改造，改造后將有效的提升設(shè)備的生產(chǎn)能力。

[1]包慶山,蔡生吉,黃剛,等.PVC生產(chǎn)中汽提塔的改造[J].聚氯乙烯,2017,(01):35-37.

[2]黃鵬.PVC生產(chǎn)過程優(yōu)化控制系統(tǒng)工程[J].聚氯乙烯,2007,(02):18-20.

[3]倪玉飛.汽提雙塔并聯(lián)工藝及操作的優(yōu)化[J].中國氯堿,2006,(07):19-21.

[4]王權(quán),方丹鵬.淺談PVC生產(chǎn)裝置的節(jié)能降耗方案[J].聚氯乙烯,2006,(04):42-45.

[5]郭凡,章慧芳,李群生,等.PVC漿料中殘留VCM的汽提新技術(shù)[J].現(xiàn)代化工,2015,(09):128-130+132.

[6]劉銳能,霍中德,趙峰.PVC漿料汽提工藝改造總結(jié)[J].聚氯乙烯,2011,(06):16-17+35.

陳大龍(1988- )，男，漢族，助理工程師，從事聚氯乙烯生產(chǎn)加工工作。