穿流板式汽提塔在PVC生产中的应用

2012-01-16王艳辉张国杰王忠臣

中国氯碱 2012年4期

关键词：汽提汽提塔传质

王艳辉，张国杰，王忠臣

（内蒙古亿利化学工业有限公司，内蒙古鄂尔多斯 014300）

穿流板式汽提塔在PVC生产中的应用

王艳辉，张国杰，王忠臣

（内蒙古亿利化学工业有限公司，内蒙古鄂尔多斯 014300）

介绍了穿流板式汽提塔的结构、特点、在汽提装置中的应用以及与有溢流堰汽提塔主要工艺参数的比较。

穿流板式汽提塔；结构；特点；工艺；控制参数

汽提塔是PVC树脂生产过程中的重要设备，用于回收PVC树脂颗粒内部溶解吸附的VCM，使之达到国家标准。PVC生产过程中常用的汽提塔分为有溢流堰塔和无溢流堰塔，无溢流堰塔俗称穿流板式塔。在生产过程中，有溢流堰塔的传质传热过程仅在塔板上进行，PVC浆料在板间流动时，仅有传热而没有传质，而穿流板式塔一直都在进行传质与传热，因此，穿流板式塔的产能要高于有溢流堰塔。

1 无溢流堰汽提塔的结构

亿利化学公司使用的汽提塔塔高约为34 m，直径为1.6 m，塔内塔板数为41层。为了防止树脂的堵塞，提高塔板传质效率和处理弹性，使物料在全塔范围内停留时间保持均匀，选择筛孔直径为15~20 mm，开孔率为8%~11%。无溢流堰汽提塔内塔板之间借若干拉杆螺栓和定位管固定，保持一定的板间距。在安装过程中，严格控制筛板与塔节内壁的间隙允许公差。为了防止塔底上升的蒸汽与塔顶下流的浆料发生偏流和短路，不利于传质和传热，塔顶部的回流冷凝器的设置既可以使塔顶脱析的单体水分含量降低，又能将含有氯乙烯的冷凝水返回塔内再进行汽提处理，可以节省为稀释浆料而连续补充的软水。汽提塔的结构图见图1。

2 无溢流堰汽提塔的特点

穿流板式汽提塔有以下特点：装配精度要求高；同等生产能力直径大；操作简便；处理能力大；大部分为微正压操作，较为安全；控制点较少，对DCS的依赖性较小；塔体较高；对工艺参数的波动适应能力较强；可基本满足树脂残留的要求；清洗方便，耗时短。塔式汽提技术既可大量脱析和回收PVC浆料中残留的VCM单体，又较小的影响产品的质量，从而满足了大规模、高标准的生产要求。该公司采用塔式汽提技术，系统运行正常，各参数控制稳定，汽提效率高，使成品中的VCM残留量在控制范围内。

3 汽提工序的工艺流程

来自聚合的PVC浆料由出料槽经浆料过滤器过滤后，由浆料泵输送至螺旋板换热器，与从汽提塔来的热浆料进行热交换，升温后的浆料由塔顶进入汽提塔。浆料从塔板的孔眼向下流动，与自下而上从塔板孔眼上升的热蒸汽进行充分的传热传质，浆料在每层塔板上都达到沸腾状态，从而脱析浆料中的VCM。脱析后的热浆料从汽提塔底部经浆料泵送至螺旋板换热器，与出料槽来的浆料进行热交换，冷却后的浆料送至混料槽再进行离心干燥。塔顶逸出带有饱和蒸汽的单体蒸汽，其中的大部分蒸气被冷凝进入气液分离器。气液分离器中的部分冷凝水用汽提塔回水泵打入汽提塔进行喷淋，分离的2.0%~3.0%的VCM经过滤，再经连续回收压缩机加压提高露点后，进入VCM冷凝器被冷凝成液体，进入回收单体贮槽，回收的VCM与自VCM精馏系统来的新鲜VCM按一定的配比进入聚合釜再参与聚合。

4 汽提主要控制参数

汽提控制分为5个单回路调节控制，分别为进塔浆料流量控制、进塔蒸汽流量控制、塔顶压力控制、塔底液位控制、冷凝水槽液位控制。8个仪表测定显示点，分别为进塔浆料流量显示、进塔蒸汽流量显示、塔顶压力显示、塔底液位显示、塔顶温度显示、塔底温度显示、塔差显示、冷水槽液位显示。在VCM脱析过程中，影响脱析的主要因素有塔底和塔顶温度、塔顶压力、塔压差、塔底液位、浆料在塔板上的停留时间等，控制工艺参数对汽提塔整个工况平衡及产品质量有很大影响。穿流板式汽提塔与有溢流堰汽提塔回收工艺参数比较见表1。

表1 穿流板式汽提塔与溢流堰汽提塔回收工艺参数比较

穿流板式汽提塔塔顶温度控制在103~105℃，既能保证汽提脱析效率，又能保证PVC树脂质量；穿流式汽提塔塔顶压力为正压操作，避免了真空汽提工艺中的负压操作，空气不易进入汽提系统，较为安全；汽提塔塔间距小，停留时间较有溢流堰汽提塔短，蒸汽耗量高，一般情况下，生产1 t PVC树脂耗蒸汽量可达到0.40~0.60 t。