糊树脂聚合回收氯乙烯气体除杂技术的攻关

董学立，云　亮，王增强

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山063305）

糊树脂聚合回收氯乙烯气体除杂技术的攻关

董学立，云亮，王增强

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山063305）

聚氯乙烯糊树脂聚合反应结束后需进行氯乙烯回收操作，回收气体中不可避免会含有树脂和引发剂等杂质，会堵塞压缩及精馏系统的设备和管道，造成生产波动和设备损坏。通过技术攻关，增加了氯乙烯气体除杂装置，保障了生产装置稳定运行。

糊树脂；聚合；氯乙烯；除杂

在聚氯乙烯糊树脂生产过程中，无论采用什么样的生产工艺，氯乙烯都不能全部转化为聚氯乙烯，由于工艺差异和经济操作等诸多因素，各个厂家对氯乙烯转化率的控制也不尽相同，但一般都在80%以上。以唐山三友氯碱有限责任公司生产为例，氯乙烯的最终转化率约在90%左右 （占入釜氯乙烯总量），约有10%以上需要回收。在实际生产过程中，聚合反应完成后，需对未反应的氯乙烯进行自压和强制回收，将氯乙烯气体回收至气柜，通过独立的压缩及精馏系统，对回收的氯乙烯气体进行精制后再循环利用。回收气体中除了未聚合的VC外，还含有聚合度极低的树脂、残留引发剂和乳化剂等杂质，长时间运行后会出现大量自聚物等堵塞压缩及精馏系统的设备和管道，造成生产波动和设备损坏，因此，该公司通过了一系列的技术改造和攻关，最终解决了这一难题。

1　改造前工艺状态

1.1改造前的工艺状态

聚合工序反应完成后，对未反应的氯乙烯气体通过自压和强制回收至气柜，经压缩冷凝后储存于粗单体储槽内，经粗单体泵打至精馏塔内，精馏后的精单体进入精单体储槽储存，通过精单体泵供给PVC生产使用，见图1。

图1　回收工序工艺简图

由于回收的氯乙烯气体中会含有杂质和残留引发剂，容易造成单体发生自聚，在气柜内自聚形成杂质，并且由于呈酸性，容易造成对气柜的腐蚀。粗单体被打至精馏塔内，在精馏的操作压力和温度条件下发生自聚反应的倾向更为严重。主要是因为聚合回收气体中含有残留的引发剂，氯乙烯在精馏塔内自聚产生低聚合度的聚氯乙烯树脂，粘附在塔壁及塔盘上，长时间运行会导致堵塞塔盘，使精馏塔无法正常工作，造成停车清理[1]。

为了保证生产系统的安全稳定，该公司平均每个月对回收工序清理一两次，频繁的清理工作不仅影响生产稳定，还增加工人劳动强度，因此通过技术改造来解决该问题势在必行。

1.2自聚造成的危害

糊树脂聚合回收气体夹带杂质和残留引发剂，由于自聚造成回收工序设备和管道堵塞是糊树脂生产面临的普遍问题，其危害主要体现在以下几个方面。

（1）对回收工序设备及管线的影响。由于自聚物堵塞塔盘导致精馏塔无法正常使用；增加了对运转设备轴承等部位的磨损，造成设备损坏；较小管径的管线容易自聚甚至堵死，给清理造成极大困难，甚至需要重新配制管线；将气水分离器和储罐等静止设备的底部排污口堵死，导致排水等日常操作无法进行。

（2）对树脂质量的影响。经过精馏塔精制的精单体储存在单体储槽内，单体自聚现象更加严重，导致精单体储槽内的精单体含有更多的杂质，供PVC生产使用时，更容易产生废料，影响树脂“鱼眼”等指标，自聚物混入产品中还会使PVC树脂的热稳定性降低[2]。

（3）对生产成本的影响。对精馏塔等相关设备及管线进行频繁清理，不但职工的劳动强度和车间日常维修费用增加，而且精单体中含有杂质较多，引起聚合反应异常造成废料，致使单体单耗上升，影响生产成本。

2　技术改造和攻关

2.1回收除杂装置的工艺流程

基于上述的问题所在，通过大量的技术核算和多次的小试，最终决定在回收气体进入气柜前的工艺管线上增加回收除杂装置。此装置包括2个填料塔、2台循环泵和1个气水分离器，碱洗塔作用为破坏残留引发剂，防止回收单体自聚，水洗塔作用为清除回收气体中携带的杂质和碱液。

回收气体首先经过1个气水分离器，简单分离夹带的水分，再进碱洗塔，碱洗塔为填料塔，填充聚丙烯鲍尔环填料，回收气体从碱洗塔底部进入，穿过填料层，从塔顶逸出，碱液通过碱液循环泵从塔顶进入，通过塔内喷淋装置与逆流的回收气体接触，吸收气体中的残留引发剂和酸性物质后从塔底流出，回到泵进口进行循环操作。回收气体从碱洗塔出来后进入水洗塔，水洗塔和碱洗塔的构造基本相同，气体从塔底部进入，穿过填料层与从上而下的纯水进行接触后，除去气体中夹带的杂质和碱液从塔顶逸出，最后进入气柜。水洗塔设置有1台水洗泵进行循环操作，管道设有专门补充碱液和纯水的甩头，根据分析指标情况，及时更换碱液或纯水。不再设置专门的碱液配置槽和水槽，减少设备，节约了费用见图2。

图2　回收除杂装置工艺流程

2.2除杂装置的操作要点

（1）回收气体通过碱洗塔和水洗塔时要严格控制塔液位，最优控制在40%~60%；

（2）为达到良好的除杂效果，通过塔的气量、碱液和水的循环量需要相互匹配，冬季运行时做好防冻措施；

（3）要定时监测碱液浓度和观察水洗塔内循环液的状况，有问题需及时更换和补充，配置碱液时浓度不得超过15%。

2.3改进后的运行状况

项目施工完成后，通过连续观察几个月的运行情况，效果良好。特别是在气柜气水分离器排水时，没改造之前放出的水含树脂颗粒较多，改造后放出的水是比较透彻的清水。

碱洗塔每周进行浓度检测，运行一段时间后碱浓度明显下降，说明碱液吸收了引发剂和酸性物质，达到了预期的目的。另外，清理周期由原来的1个月延长至半年，极大的降低了劳动强度，管道自聚情况明显改善。

3　其他措施

（1）控制气相氯乙烯回收时的速率。若回收时的速率过快，更容易使回收气体中夹带更多的树脂颗粒和引发剂，使单体自聚现象更加严重。通过控制回收速率，避免回收时的速率过快，减少回收气体中夹带树脂颗粒和引发剂，有利于提高除杂装置的除杂效果。

（2）在气柜气水分离器和储槽顶部增加阻聚剂泵，向气柜和储罐内加阻聚剂，减弱回收单体在设备及管线内的自聚反应，延长清理周期。

（3）在精单体泵出口增加过滤器，去除精单体中因自聚产生的杂质，提高精单体的质量。

4　结语

改造之前，气柜至精馏系统之间的管道和设备等自聚严重，基本均需要拆检，不仅费时费力还影响产品质量的稳定，增加了生产成本，给生产带来极大的安全隐患。改造之后，上述问题基本得到了解决，但还有部分环节不尽人意，需继续优化操作，找到效果最佳的工艺操作点，彻底消除由于回收气体夹带树脂颗粒以及残存助剂的影响，保障生产系统连续安全稳定。

［1］王生阳．PVC糊树脂微悬浮聚合回收单体单独压缩工艺设计．江苏氯碱，2003（4）：24－28．

［2］陈大江，苗亚玲，刘勇，等．氯乙烯自聚原因分析及改进．聚氯乙烯，2015，43（11）：14－16．

Technical problems of removing impurities from vinyl chloride of paste resin polymerization and recovery

DONG Xue-li，YUN Liang，WANG Zeng-qiang
（Tangshan Sanyou Chlor-alkali Co.,Ltd.,Tangshan 063305，China）

Polyvinyl chloride paste resin polymerization reaction end for post operation recovery of vinyl chloride，gas recovery inevitably will containing resin and initiator agent and other impurities，will plug the compression and rectification of the system equipment and pipelines，cause fluctuations in production and equipment damage.Through the technical problems，the increase of chlorine gas impurity removal device，to ensure the stable operation of the production device.

paste resin；polymerization；vinyl chloride；removing impurities

TQ325.3

B

1009－1785(2016)11-0037-02

2016-08-01