悬浮聚合生产PVC过程纯水节水总结

韩慧珏，刘 勇，高燕军

（陕西北元化工集团有限公司化工分公司，陕西 榆林 719319）

陕西北元化工集团化工分公司100万t/a聚氯乙烯项目采用108 m3聚合釜悬浮聚合，其PVC生产工艺分为一、二期，共计4条生产线，每条生产线有6台108 m3聚合釜、1个汽提塔、1个流化床、生产能力25万t/a。聚合整条生产线主要分5个工序，即供料工序、聚合工序、汽提工序、VCM回收工序以及离心干燥工序。该装置一二期生产线自2012年4月全面投产以来，吨PVC树脂纯水单耗居高不下，经过对现有装置在生产过程中的用水情况进行分析，制定了有效的措施与节约纯水方案，通过技术改造进一步提高了对聚合系统水资源的利用率，纯水消耗逐步降低。

1 纯水工艺流程简介

工业水经过原水预处理、阴阳树脂床和混床处理后得到无离子水（以下简称纯水），纯水经过脱氧塔进行脱氧处理后（利用二级蒸汽喷射器对脱氧塔进行抽负压至-85～-95 kPa，控制水中 O2≤1×10-6），送往纯水储罐（见图1），再由泵送往各个用户（见图2），经用户使用后部分未被污染的纯水回至储槽中。

图1 供料回收无离子水处理及使用示意图

图2 聚合无离子水用户使用示意图

2 纯水单耗分析

聚氯乙烯生产中，悬浮聚合PVC生产是一道纯水高耗工序。降低纯水消耗可以节约水资源，提高纯水利用率。该公司2012-2016年吨PVC树脂纯水单耗见表1。2012-2016年吨PVC树脂纯水单耗走势图见图3。

表1 2012-2016年吨PVC树脂纯水单耗

图3 2012-2016年吨PVC树脂纯水单耗走势图

从图3中不难看出，纯水单耗逐年下降，证明公司对诸多节水措施的实施效果显著。

3 节水改进措施

3.1 干燥离心机注水改造

原工艺设计中，干燥离心机注水为纯水，纯水经离心机进入母液水处理系统。100万t/a聚氯乙烯项目干燥工序总计12台离心机，每台离心机注水在0.6～0.8 m3/h。通过对PVC浆料离心脱水后产生的母液水水质进行分析，能满足离心机日常注水使用及设备要求。经过改造，将干燥离心机注水由纯水改为母液水，从而降低纯水消耗。

3.2 浆料泵机封冷却水改造

原工艺设计中，聚合浆料泵机封冷却水为纯水，对其冷却后回至纯水储罐。因在系统运行过程中，常因聚合浆料泵机封内漏而导致树脂进入纯水系统，引发质量事故。为了防止此情况发生，将聚合浆料泵机封冷却水从现系统隔离出来，单独供水且独立循环利用。

具体方法为分别在两条生产线的机封冷却上水与回水总管线上增加切断阀，将浆料泵的机封冷却水与水泵的机封冷却水的上水与回水分为2个系统，水泵的机封冷却水按原工艺设计方式运行。而浆料泵的机封冷却水在循环利用过程中，中间设置缓冲储水罐，储水罐中的水经离心泵输送至上水管线总管，经各个浆料泵机封后回至回收管线总管，再次回至缓冲储水罐，如此往复循环。浆料泵机封冷却水改造流程图（以一期A/B线为例）见图4。

图4 浆料泵机封冷却水改造流程图（以一期A/B线为例）

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来自干燥床列管通蒸汽干燥PVC树脂时产生的蒸汽冷凝水，另一部分来自干燥、聚合、供料回收工序部分列管式换热器通蒸汽换热产生的冷凝水。干燥蒸汽冷凝水罐的蒸汽冷凝水最初工艺设计的目的是为干燥八旋旋风分离器进行伴热，剩余的蒸汽冷凝水回用至热电，因部分水质达不到热水使用需求而外排入地沟造成浪费。

干燥蒸汽冷凝水罐产生的冷凝水为40～60 m3/h，其水质指标与纯水指标相当。而聚合汽提塔在实际运行过程中，需利用汽提塔塔顶换热器将20～30℃的纯水升温到85～90℃，补至汽提塔热水罐供冲洗汽提塔塔盘使用，其单条生产线纯水消耗为12 m3/h。经过技术改造将聚合工序干燥蒸汽冷凝水罐的冷凝水回用至汽提塔，经过一段时间的观察，该项目运行稳定，大大的降低了分厂的纯水消耗。经计算，100万t聚氯乙烯项目每小时可节约纯水约48 t，全年按8 000 h计算可节约纯水约38万t。蒸汽冷凝水回用改造流程图（以一期A/B线为例）见图5。

3.4 母液水管线连通改造

图5 蒸汽冷凝水回用改造流程图（以一期A/B线为例）

聚合某条生产线停车检修时，汽提塔、出料槽、聚合釜及过滤器均要进行彻底冲洗，因系统停车无母液水产生供给冲洗，只能用纯水冲洗相关设备。为了进一步降低树脂纯水消耗，将聚合干燥两条生产线母液水泵出口管线连通，从而实现当其中一条生产线停车检修时，此生产线检修时冲洗设备或管线可通过连通管线使用另外一条生产线产生的母液水。母液水管线联通改造流程图（以一期A/B线为例）见图6。

图6 母液水管线联通改造流程图（以一期A/B线为例）

3.5 设备冲洗水改造

聚合原工艺设计中，汽提塔进塔过滤器、出料过滤器在清理过程中均使用纯水。聚合釜在进行出料操作过程中偶尔会发生堵塞现象，此时需对出料过滤器进行冲洗与清理，在冲洗过程中产生的废水通常排入地沟；经研究分析，PVC浆料经离心机离心脱水产生的母液水能满足设备及冲洗条件，经过改造将出料过滤器冲洗水改为母液水。汽提塔进塔流量不稳定波动时，需对进塔过滤器进行冲洗操作，而在冲洗过程中产生的废水进入地沟；经研究分析，PVC浆料经离心机离心脱水产生的母液水满足设备冲洗条件，经过改造将进塔过滤器冲洗水改为母液水。

3.6 加强考核机制

除了上述各项技术改造，该公司分厂建立了吨PVC树脂纯水指标考核制度，有效激发班组员工想办法、定措施、开拓管理思路，从而实现纯水消耗的降低。例如在开停车过程中，在满足工艺需求的情况下尽量使用母液水冲洗管线与设备，及时发现与治理纯水管线阀门内漏等问题。

4 结语

通过技术改造、考核机制等管理手段，加强用水管理、调整用水结构、改进用水方式，科学、合理、有计划、有重点地用水，提高水的利用率，避免水资源的浪费，从而实现了吨PVC树脂纯水单耗由原来3.2 t降低到现在的2.2 t。