37万吨/年聚氯乙烯装置螺旋板换热器改进总结

赵镇

摘要：为提高聚氯乙烯树脂质量，对PVC浆料后加工汽提单

元进行优化改造，对汽提塔螺旋板换热器进行了更新，稳定了汽提塔

操作，减少杂质的产生，降低产品中VCM残留量，提高了产品质量。

同时减少了蒸汽使用，达到了节能降耗目的。

关 键 词：PVC；螺旋板换热器；更新；质量

中图分类号： F253 文献标识码： A

浆料汽提工艺的主要作用是从PVC树脂中有效脱除和回收氯乙烯单体，降低 VCM消耗，改善 PVC 树脂质量，减少其制品在加工和使用过程中对环境的污染和对人体的危害。氯乙烯悬浮聚合转化率一般控制在80%～85%，终止反应后仍有 15%～20%未反应的 VCM 残留在浆料中，其中，未反应单体经自压回收约85%，所剩15%需要通过汽提加以回收。齐鲁石化公司引进美国西方化学公司的悬浮法PVC生产技术，根据生产强度大的特点，选择了大型穿流式筛板塔，相应配置了螺旋板换热器等设备。

1流程简述

来自进料槽的浆料首先通过泵进入螺旋板换热器中，并在换热器中被从汽提塔底部来的热浆料预热。浆料之间的热交换节省了汽提塔所需的蒸汽，并通过冷却塔底物料，缩短了受热时间。塔底出来的浆料靠重力进入汽提塔闪蒸罐，闪蒸罐进一步降低了汽提塔底部集液罐树脂的温度。汽提后的浆料用泵通过同一螺旋板换热器送入离心机。在正常条件下，循环管线中过量的浆料返回到汽提塔底部。特殊情况下，多余的浆料返回到汽提塔进料罐中进行循环。闪蒸罐顶部的气体与从汽提塔的塔顶出来带有饱和水蒸汽的VCM气体一起经塔顶冷凝器冷凝后进入真空泵，利用真空泵可缩短塔内树脂在真空汽提条件下操作的受热过程。蒸汽经过滤器过滤进入汽提塔底部，把水加入到蒸汽管线将蒸汽增湿降温以防止PVC树脂在汽提塔集液槽壁上干燥和降解。流程简图如下图：

2 螺旋板换热器更新的必要性

2.1 原螺旋板换热器设计数据

表1：原螺旋板换热器设计数据

存在的问题：（1）由于设计总流量比实际运行时流量大很多，因此在实际运行中换热达不到预期的效果。（2）冷侧设计换热效果差，冷侧温度只能升高至68.3℃，达不到工艺要求。

2.2 实际运行中工艺参数达不到要求

表2：汽提塔典型操作参数

存在问题：（1）汽提塔压差高，操作难度大（2）汽提塔塔顶温度低，VCM残留脱除困难。

3. 螺旋板换热器更新过程

3.1螺旋板换热器选型

根据上述情况分析，原螺旋板换热器已经不能满足实际的生产需要，因此考虑重新选型。经过设计计算，采用了316L可拆螺旋板换热器。

表3：新螺旋板换热器设计参数

新螺旋板换热器按照实际生产需要提供数据，能够达到预期效果。

3.2 螺旋板换热器更新后工艺参数变化

表4：螺旋板更新后汽提塔典型操作参数

从上表可以看出，螺旋板换热器更新后，操作参数明显变化，塔顶温度由原来的73℃上升至77℃，汽提塔压差由原来的20kpa降至15kpa有利于汽提塔的操作平稳，易于脱除产品中VCM残留。

4 更新后对PVC产品质量提高情况

根据汽提原理，温度已经超过PVC树脂的玻璃化温度(75～78℃)，处于玻璃化温度以上时分子的振动动能加快，有利于PVC颗粒孔隙中VCM的脱吸，玻璃化温度是进塔浆料的最低温度。目前将汽提塔塔顶温度控制在75℃以上，就能得到比较满意的残留结果，而影响汽提塔塔顶温度主要有二个方面，一是蒸汽进料量的大小，由于受汽提塔压差的限制（一般压差超过26KPa，将产生杂质），无法过多提高蒸汽量；二是螺旋板换热器的换热能力较低，主要是螺旋板换热器的换热面积较小，达不到要求。2010年因为VCM残留不达标造成的PVC非优级品有10次，造成产品VCM残留超标主要原因是汽提塔塔顶温度指标偏离。进塔浆料温度低，导致汽提塔温度控制弹性缩小，塔顶温度稍有波动就会造成VCM残留超标。2011更新螺旋板后，汽提塔操作明显好转，杜绝了因汽提原因造成的产品中残留VCM超标情况。

由于换热效果提高，装置的蒸汽明显降低，使用量降低了500kg/hr左右，实现了节能降耗。

5 结束语

经过不断的摸索，优化改造，装置生产实现了经济运行，降低了产品成本，提了产品质量，使产品的优级品率进一步提高，减少了设备故障，节省了设备检修费用，提高了企业效益。

参考文献：

[1] 邴涓林 黄志明.聚氯乙烯工艺技术.化学工业出版社.2008.4

[2]《PVC质量影响因素与常见问题分析》河北化工2009年第七期 张国振编写

[3]《如何正确操作浆料汽提塔》聚氯乙烯2002年第五期 邵平编写