懸浮聚合生產(chǎn)PVC過程純水節(jié)水總結(jié)

韓慧玨，劉 勇，高燕軍

（陜西北元化工集團(tuán)有限公司化工分公司，陜西 榆林 719319）

陜西北元化工集團(tuán)化工分公司100萬t/a聚氯乙烯項(xiàng)目采用108 m3聚合釜懸浮聚合，其PVC生產(chǎn)工藝分為一、二期，共計(jì)4條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線有6臺108 m3聚合釜、1個汽提塔、1個流化床、生產(chǎn)能力25萬t/a。聚合整條生產(chǎn)線主要分5個工序，即供料工序、聚合工序、汽提工序、VCM回收工序以及離心干燥工序。該裝置一二期生產(chǎn)線自2012年4月全面投產(chǎn)以來，噸PVC樹脂純水單耗居高不下，經(jīng)過對現(xiàn)有裝置在生產(chǎn)過程中的用水情況進(jìn)行分析，制定了有效的措施與節(jié)約純水方案，通過技術(shù)改造進(jìn)一步提高了對聚合系統(tǒng)水資源的利用率，純水消耗逐步降低。

1 純水工藝流程簡介

工業(yè)水經(jīng)過原水預(yù)處理、陰陽樹脂床和混床處理后得到無離子水（以下簡稱純水），純水經(jīng)過脫氧塔進(jìn)行脫氧處理后（利用二級蒸汽噴射器對脫氧塔進(jìn)行抽負(fù)壓至-85～-95 kPa，控制水中 O2≤1×10-6），送往純水儲罐（見圖1），再由泵送往各個用戶（見圖2），經(jīng)用戶使用后部分未被污染的純水回至儲槽中。

圖1 供料回收無離子水處理及使用示意圖

圖2 聚合無離子水用戶使用示意圖

2 純水單耗分析

聚氯乙烯生產(chǎn)中，懸浮聚合PVC生產(chǎn)是一道純水高耗工序。降低純水消耗可以節(jié)約水資源，提高純水利用率。該公司2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗見表1。2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗走勢圖見圖3。

表1 2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗

圖3 2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗走勢圖

從圖3中不難看出，純水單耗逐年下降，證明公司對諸多節(jié)水措施的實(shí)施效果顯著。

3 節(jié)水改進(jìn)措施

3.1 干燥離心機(jī)注水改造

原工藝設(shè)計(jì)中，干燥離心機(jī)注水為純水，純水經(jīng)離心機(jī)進(jìn)入母液水處理系統(tǒng)。100萬t/a聚氯乙烯項(xiàng)目干燥工序總計(jì)12臺離心機(jī)，每臺離心機(jī)注水在0.6～0.8 m3/h。通過對PVC漿料離心脫水后產(chǎn)生的母液水水質(zhì)進(jìn)行分析，能滿足離心機(jī)日常注水使用及設(shè)備要求。經(jīng)過改造，將干燥離心機(jī)注水由純水改為母液水，從而降低純水消耗。

3.2 漿料泵機(jī)封冷卻水改造

原工藝設(shè)計(jì)中，聚合漿料泵機(jī)封冷卻水為純水，對其冷卻后回至純水儲罐。因在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，常因聚合漿料泵機(jī)封內(nèi)漏而導(dǎo)致樹脂進(jìn)入純水系統(tǒng)，引發(fā)質(zhì)量事故。為了防止此情況發(fā)生，將聚合漿料泵機(jī)封冷卻水從現(xiàn)系統(tǒng)隔離出來，單獨(dú)供水且獨(dú)立循環(huán)利用。

具體方法為分別在兩條生產(chǎn)線的機(jī)封冷卻上水與回水總管線上增加切斷閥，將漿料泵的機(jī)封冷卻水與水泵的機(jī)封冷卻水的上水與回水分為2個系統(tǒng)，水泵的機(jī)封冷卻水按原工藝設(shè)計(jì)方式運(yùn)行。而漿料泵的機(jī)封冷卻水在循環(huán)利用過程中，中間設(shè)置緩沖儲水罐，儲水罐中的水經(jīng)離心泵輸送至上水管線總管，經(jīng)各個漿料泵機(jī)封后回至回收管線總管，再次回至緩沖儲水罐，如此往復(fù)循環(huán)。漿料泵機(jī)封冷卻水改造流程圖（以一期A/B線為例）見圖4。

圖4 漿料泵機(jī)封冷卻水改造流程圖（以一期A/B線為例）

3.3 蒸汽冷凝水回用改造

聚合工序干燥蒸汽冷凝水罐的冷凝水一部分來自干燥床列管通蒸汽干燥PVC樹脂時產(chǎn)生的蒸汽冷凝水，另一部分來自干燥、聚合、供料回收工序部分列管式換熱器通蒸汽換熱產(chǎn)生的冷凝水。干燥蒸汽冷凝水罐的蒸汽冷凝水最初工藝設(shè)計(jì)的目的是為干燥八旋旋風(fēng)分離器進(jìn)行伴熱，剩余的蒸汽冷凝水回用至熱電，因部分水質(zhì)達(dá)不到熱水使用需求而外排入地溝造成浪費(fèi)。

干燥蒸汽冷凝水罐產(chǎn)生的冷凝水為40～60 m3/h，其水質(zhì)指標(biāo)與純水指標(biāo)相當(dāng)。而聚合汽提塔在實(shí)際運(yùn)行過程中，需利用汽提塔塔頂換熱器將20～30℃的純水升溫到85～90℃，補(bǔ)至汽提塔熱水罐供沖洗汽提塔塔盤使用，其單條生產(chǎn)線純水消耗為12 m3/h。經(jīng)過技術(shù)改造將聚合工序干燥蒸汽冷凝水罐的冷凝水回用至汽提塔，經(jīng)過一段時間的觀察，該項(xiàng)目運(yùn)行穩(wěn)定，大大的降低了分廠的純水消耗。經(jīng)計(jì)算，100萬t聚氯乙烯項(xiàng)目每小時可節(jié)約純水約48 t，全年按8 000 h計(jì)算可節(jié)約純水約38萬t。蒸汽冷凝水回用改造流程圖（以一期A/B線為例）見圖5。

3.4 母液水管線連通改造

圖5 蒸汽冷凝水回用改造流程圖（以一期A/B線為例）

聚合某條生產(chǎn)線停車檢修時，汽提塔、出料槽、聚合釜及過濾器均要進(jìn)行徹底沖洗，因系統(tǒng)停車無母液水產(chǎn)生供給沖洗，只能用純水沖洗相關(guān)設(shè)備。為了進(jìn)一步降低樹脂純水消耗，將聚合干燥兩條生產(chǎn)線母液水泵出口管線連通，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)其中一條生產(chǎn)線停車檢修時，此生產(chǎn)線檢修時沖洗設(shè)備或管線可通過連通管線使用另外一條生產(chǎn)線產(chǎn)生的母液水。母液水管線聯(lián)通改造流程圖（以一期A/B線為例）見圖6。

圖6 母液水管線聯(lián)通改造流程圖（以一期A/B線為例）

3.5 設(shè)備沖洗水改造

聚合原工藝設(shè)計(jì)中，汽提塔進(jìn)塔過濾器、出料過濾器在清理過程中均使用純水。聚合釜在進(jìn)行出料操作過程中偶爾會發(fā)生堵塞現(xiàn)象，此時需對出料過濾器進(jìn)行沖洗與清理，在沖洗過程中產(chǎn)生的廢水通常排入地溝；經(jīng)研究分析，PVC漿料經(jīng)離心機(jī)離心脫水產(chǎn)生的母液水能滿足設(shè)備及沖洗條件，經(jīng)過改造將出料過濾器沖洗水改為母液水。汽提塔進(jìn)塔流量不穩(wěn)定波動時，需對進(jìn)塔過濾器進(jìn)行沖洗操作，而在沖洗過程中產(chǎn)生的廢水進(jìn)入地溝；經(jīng)研究分析，PVC漿料經(jīng)離心機(jī)離心脫水產(chǎn)生的母液水滿足設(shè)備沖洗條件，經(jīng)過改造將進(jìn)塔過濾器沖洗水改為母液水。

3.6 加強(qiáng)考核機(jī)制

除了上述各項(xiàng)技術(shù)改造，該公司分廠建立了噸PVC樹脂純水指標(biāo)考核制度，有效激發(fā)班組員工想辦法、定措施、開拓管理思路，從而實(shí)現(xiàn)純水消耗的降低。例如在開停車過程中，在滿足工藝需求的情況下盡量使用母液水沖洗管線與設(shè)備，及時發(fā)現(xiàn)與治理純水管線閥門內(nèi)漏等問題。

4 結(jié)語

通過技術(shù)改造、考核機(jī)制等管理手段，加強(qiáng)用水管理、調(diào)整用水結(jié)構(gòu)、改進(jìn)用水方式，科學(xué)、合理、有計(jì)劃、有重點(diǎn)地用水，提高水的利用率，避免水資源的浪費(fèi)，從而實(shí)現(xiàn)了噸PVC樹脂純水單耗由原來3.2 t降低到現(xiàn)在的2.2 t。