聚氯乙烯装置浆料脱析汽提塔优化改造

2017-11-06陈大龙新疆圣雄氯碱有限公司新疆吐鲁番838100

化工管理 2017年31期

陈大龙(新疆圣雄氯碱有限公司，新疆吐鲁番 838100)

聚氯乙烯装置浆料脱析汽提塔优化改造

陈大龙(新疆圣雄氯碱有限公司，新疆吐鲁番 838100)

汽提塔是聚氯乙烯悬浮聚合工艺中的重要设备，能对不完全反应的单体进行脱除回收，提高生产效率。介绍了聚氯乙烯生产加工工艺的基本过程，分析了影响残留脱除的主要因素，根据产能设备的指标要求，对汽提塔进行了设计，并对现有的滞留时间、开孔率、降液管进行了优化改造。

聚氯乙烯；汽提塔；脱析改造；工艺优化

聚氯乙烯树脂(PVC)被广泛应用于社会各个领域，可以取代木材、钢材等，并进行塑料加工，生产的产品为人们的日常生活提供了极大的方便。聚氯乙烯是一种化学稳定性强、可塑性高的无毒无味道的白色粉末物质。可溶于少数的有机溶剂，常温下对盐酸、硫酸、硝酸和烧碱等都具有良好的耐受性。绝缘性能好，难以燃烧，无火焰烧烤会自行熄灭[1]。

目前PVC的生产工艺主要有：氧氯化法、电石乙块法、悬浮法、浆料脱析工艺等，其中浆料脱析工艺为较为流行的主要生产工艺，包括釜式汽提和塔式汽提两种技术手段[2]。本文主要针对于塔式汽提进行分析研究，提出更好的优化改造方法，使得浆料能够更加利用充分，生产产品质量更好。

1 工艺流程及残留影响因素

1.1 工艺流程

首先进行聚合工序，采用悬浮聚合法，将纯水、单体分散剂等原料加入聚合釜中进行聚合反应，时间约为300分钟，在反应后期出现压力下降时，向聚合釜中加入终止剂终止反应。之后进行出料操作，将浆料泵输出至出料槽，进行下一步浆料汽提回收工序[3]。汽提回收工序中对出料进行预混、自压，并在压缩机的作用下结合回收、双溢流堰板式汽提塔。最后二冷末端未经冷凝下的气体，回收至氯乙烯气柜进行再次加压压缩精馏，再进入新鲜单体。经过聚合生产的浆料再经过离心干燥、干燥床干燥，再输送至全自动包装工序进行包装。其中离心干燥过程，浆料加入转鼓内，在高速旋转的离心力作用下，固相颗粒较大受到离心力大从而沉降在转鼓侧面，并逐渐推向卸料口，母液则由圆筒另一端口溢流排出。离心干燥技术应用广泛，设备简单、操作稳定、分离效果好[4]。

1.2 影响残留脱除因素

氯乙烯单体残留的脱除主要有扩散和沸腾两种方法，残留VCM单体浓度高脱析浓度高和脱析压力等的情况下，脱析过程主要以沸腾为主，扩散为辅。而相反情况下，则以扩散为主、沸腾为辅[5]。

通过分析研究，影响残留脱除的因素如下：(1)树脂颗粒。一般情况下PVC树脂颗粒内部疏松程度高、孔隙率大，越有利于残留VCM的脱除。(2)汽提温度。一般而言温度决定残留物的扩散速度，温度越高，残留物脱析效率越高、残留物量越少。(3)汽提压力。低压能更好的使得浆料气相中VCM气相的压力降低，减小水相静压阻力，能良好的提高VCM脱除速率。(4)汽提滞留时间。增加浆料在汽提塔内的滞留时间，可使得反应过程增加，能起到提高残留物的脱除效果，而实际生产过程，滞留时间较长后，使得PVC树脂在高温下产生分解，极大的影响了产品的质量。因此，一般要求控制好PVC浆料在汽提塔内的滞留时间，目前采用10～15min的设计滞留时间[6]。

2 汽提塔优化改造

2.1 汽提塔的设计

根据生产合成的PVC浆料要求，结合汽提塔实际的操作指标，按照最大化产能的设计，以年运行时间8000小时、每小时生产干粉PVC量25吨，设计了汽提塔的主要参数和各项运行条件(表1)。

表1 汽提塔设计

2.2 改造设计

(1)滞留时间。依据DN3200/3600型号塔进行设计，6层入料流量为85m3/h，停留之间为14.5min，经过对比发现，基本满足了生产要求和残留脱析时间的要求。(2)开孔率。按照正常的三角形排列，筛孔直径一般3～8mm，开孔率8%～12%。经过改造扩孔，第一次改造扩孔，由原来的孔径0.8mm扩大至1.1mm，开孔率由原来的0.14%扩大至0.26%。第二次改造扩孔，由原来的孔径1.1mm扩大至1.2mm，开孔率由原来的0.26%扩大至0.31%。开孔过程为人工电钻方式。(3)降液管。依据DN3500/3900型号塔进行改造降液管面积平均达0.36m2，最大可达到0.42m2。