提升PVC聚合工序产能的策略探讨

刘峥 王增强

（唐山三友氯碱有限责任公司，河北 唐山 063305）

目前，PVC悬浮法聚合存在产能低下的问题，究其原因，一是对工艺精度、生产原料及辅助原料都有较高标准；二是聚合釜的换热效率偏低；三是聚合釜换热媒介，季节性的温度波动，造成换热不足，聚合反应时间偏长。综上，致使PVC 聚合工序能力不能充分发挥，造成产能偏低。从事PVC 生产的技术人员，一直对提升产能做着各方面的研究，并得到了一系列的成果。有鉴于此，本文对提升PVC 聚合工序产能的策略进行阐述，落实策略理论、提出策略思路。

1 PVC聚合工序流程简介

PVC 聚合工序大体可以分为四个步骤，分别为涂壁操作、入料操作、聚合反应操作、出料回收操作。下文将对各步骤具体内容进行分析。

1.1 涂壁操作

首先，将使用中压蒸汽将涂壁液雾化，在釜壁冷凝时，使涂壁液附着在釜壁上。

1.2 入料操作

首先将向釜内加入缓冲剂，再向釜内加入纯水和液态氯乙烯，并确保水与氯乙烯的加入比例（即水油比）。在加料过程中，要严格控制水油比和釜温，否则会影响到后续步骤。

水、氯乙烯加料完毕后，称取一定重量的分散剂，加入釜内，并充分搅拌，使氯乙烯以小油滴的形式，均匀地分布在水相中。分散均匀后，称量一定重量的引发剂，加入釜内，引发氯乙烯发生聚合反应。

1.3 聚合反应操作

引发剂加入后，釜温逐渐达到设定值时，程序启动循环冷却水来去除反应热，并通过调节循环水用量控制反应温度。在反应过程中，必须保持反应温度在设定温度±0.5℃之间。当反应压力降达到预定值时，即认为达到了反应终点，向釜内加入一定量的终止剂，终止聚合反应。

1.4 出料回收操作

反应终止后，开始进行出料操作，并在出料过程中，对浆料中未参与反应的氯乙烯先进行回收处理。回收完毕后，再将浆料输送至汽提工序，通过汽提塔进行脱吸处理，此举可去除浆料内残留的氯乙烯。

2 影响PVC产能的原因

2.1 VCM回收效率低

受VCM回收速率缓慢影响，在一定程度上导致聚合釜投用率低。这一问题会导致聚合釜出料过程异常，使得PVC聚合工序有相当一部分产能无法被释放，由此形成产能低的现象。

此外，在PVC 聚合工序回收过程中，因为PVC 浆料内可能存在小粒径颗粒，当这些颗粒进入回收管线后，导致管线不畅通或堵塞，容易出现压力过大的问题。而过大的压力很容易带来安全隐患，导致回收速率放缓或停止，削弱产能。

2.2 阻聚剂过量加入

反应体系内的引发剂成分亦会有少量残留，随回收气体进入回收系统和回收储槽内，并在其中引发氯乙烯进行反应，而在管道、储槽内形成聚合物料块，堵塞仪表、阀门的异常。

为防止这种情况，需要在回收时向回收管道内加入适量的阻聚剂。但如果阻聚剂加入过量，就同样会进入储槽，随入料操作进入釜内，造成反应速度降低，对产能造成影响。

2.3 冷凝器换热效果差

釜顶冷凝器换热效果差，会导致聚合反应时间偏长，这一现象的成因主要是两大方面，一是在冷凝器的列管内形成物料堵塞，使得一部分列管无法参与换热；二是，在冷凝器顶部会聚集一部分惰性气体，会占用一部分列管面积，影响冷凝器的换热，最终导致反应热移出的能力降低，产能收到限制。

2.4 聚合辅助时间较长

入料操作会占用相对较长的时间，以70m3釜为例，自入料启动至引发剂加入完毕，一共需要约45分钟左右。

3 提升PVC聚合工序产能的整改对策

3.1 提高回收效率

（1）PVC颗粒堵塞管道

为了防止PVC 颗粒堵塞回收管道，在回收系统的首端，安装泡沫捕集器，对回收气体内的PVC颗粒进行分离。

（2）提高回收速度

在有效实现PVC颗粒分类后，通过增加回收压缩机运行台数的方法，提高回收速度，从而缩短回收时间。

（3）回收管线压力异常整改对策

第一，定期排放管线内积水或异物，避免回收管线堵塞。第二，为了根治回收管线压力异常问题，可以在回收管路与气柜之间安装分离器，有效分离管道内的积水。

3.2 改变阻聚剂加入方式

为除去回收氯乙烯中残存的引发剂，需要在回收管道内加入阻聚剂。然而阻聚剂一般为液体，与气相氯乙烯混合不充分，就依然会导致上述结果，因此，阻聚剂的加入量一般相对偏多，从而导致多余的阻聚剂进入反应体系。所以，在阻聚剂的加入口处安装喷头，将阻聚剂雾化，提高其与气相氯乙烯的混合效果，降低阻聚剂的用量，防止其进入反应系统，影响聚合产能。

3.3 冷凝器换热效果差整改对策

3.3.1冷凝器列管堵塞

气相氯乙烯进入冷凝器后，被冷凝成液态，相变产生的压降，成为釜内氯乙烯向冷凝器内流动的动力。然而，冷凝器过度使用，气相氯乙烯在列管上的冷凝速度加快，造成相变压降过大，造成液相中的氯乙烯逸出速度过快，导致液相表面的泡沫增多，泡沫进入冷凝器列管后堵塞列管。因此，虽然釜顶冷凝器可以有效的加大聚合反应热的移出效率，但要合理降低冷凝器的投用比例，稳定冷凝器的运行。

即便如此，也无法彻底避免泡沫夹带。并且，如果这种引发状态的液滴在列管上停留时间过长，就会形成粘附，最终形成一层聚合物料膜，影响换热。同时，夹套形成的水垢也会造成冷凝器换热效率降低。因此，在冷凝器顶部安装喷头，在反应过程中，向冷凝器内喷水，通过水流的流动，带动料粒和液滴回到釜内；二是，需要定期对冷凝器进行高压清洗，将堵塞的列管疏通、将列管壁粘附的聚合物料膜冲洗干净，提高冷凝器的换热效果；三是，需要通过过滤、添加药剂的方式提高循环水水质，防止杂物进入冷凝器夹套、防止循环水在冷凝器夹套内形成藻类物质，影响换热效果。四是，通过对冷凝器夹套定期的酸洗，提高冷凝器换热效果。

3.3.2惰性气体

在冷凝器顶部的惰性气体聚集量达到一定程度后，即会影响冷凝器列管与气相单体的换热。这样，便需要在反应过程中，将这部分惰性气体排除、来保障冷凝器换热效果。

3.4 减少入料辅助时间

在入料操作中，最为关键的一是物料的加入量，二则是加入的时间节点。

入料操作中的各个阶段中，缓冲剂的作用是维持反应体系的PH值为中性，防止分散剂水解失效。因此，缓冲剂必须在分散剂入前加入，并且要确保其在水相中混合均匀，所以缓冲剂加入的节点无法改变。

然而，在分散阶段，加入的分散剂分为主分散剂和辅助分散剂，主分散剂的主要作用是在氯乙烯小油滴外部形成一层内部亲油外部输水的保护膜，防止小油滴之间由于碰撞而融并、粘附，造成PVC 料粒的不均匀；辅助分散剂的作用则是使小油滴均匀地分散在连续相水中。因此，主分散剂需要在辅助分散剂前加入，但不一定必须在水、氯乙烯之后加入，理论上，可以与水、氯乙烯同时加入，以此节省主分散剂加入的时间。仍以70m3釜为例，入料时间可由原来的45 分钟，缩短至38 分钟左右。

4 结语

综上所述，本文对PVC 聚合工序进行了简单阐述，后分析了该工序产能低下原因，了解了各原因造成工序产能低的激励。针对各项原因，文中提出了对应的整改对策，介绍了各项对策的应用方法与作用，通过这些对策可以尽可能地提高PVC聚合工序产能，说明这些对策具有一定应用价值，有一定的推广价值。