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回收VCM气柜液位高
由于回收压缩机数量少、故障频繁、泵体腐蚀严重以及气柜含惰性气体较多又不能及时排放,导致气柜液位不降或降的较为缓慢,严重影响了聚合釜的正常出料,这也是聚合产能不能释放的最主要原因。
2.2回收管线压力高
聚合釜出料回收时,经常会将部分含较小颗粒的PVC浆料带至回收大管,导致回收管线不畅甚至堵塞,回收压力剧增,使得聚合出料不得不放慢或打断。另外4条生产线共用1条回收管线,也是使回收管线压力较大的原因之一。
2.3聚合釜的釜顶冷凝器换热效果差,聚合反应时间过长
在聚合釜使用过程中,釜顶冷凝器管内会有自聚物产生,排放惰性气体的管道会出现堵塞,或釜顶冷凝器的冷却水水质较差等因素引起聚合釜釜顶冷凝器换热效果差,不能使冷凝器发挥应有的功能,另外所用引发剂的品牌都会导致聚合反应时间过长,最终影响产能。
2.4二次输送压力高
干燥后的PVC在往包装输送过程中,由于PVC静电大、流动性差,以及二次输送风机本身能力的局限性。都会导致二次输送管线压力高,不能很好的将成品料送至包装。
3 整改措施
根据实际情况增加一定数量的回收压缩机,该公司PVC聚合4条生产线,在原来只有8台水环回收压缩机的基础上又新增加了4台,大大降低了回收气柜的液位,使产能有了很大提高,但在压缩机使用一段时间后,发现压缩能力逐渐下降,后来果断拆开1台压缩机泵体后,发现泵体里面腐蚀较为严重,针对此问题,在工艺上要求运行班每班测一次压缩机分离器内水的pH值,要求pH值控制在7~9,若pH值低于7时,应及时适当加大其阻聚剂的用量;高于9时,则相应减少阻聚剂的用量,并严格监控。当其正常运行一段时间后,发现压缩机出口压力会不断增大,压缩冷却效果逐渐降低,这是由于聚合出料排氮时,将部分惰性气体回收至气柜,而惰性气体又不易压缩冷凝所致,为此结合实际情况增加了1套变压吸附装置,对惰性气体进行处理后放空,这样既解决了问题,又安全环保。另外,为了能彻底解决回收气柜液位高的问题,通过技改将VCM合成四条线分别备用的螺杆压缩机用作抽聚合回收气柜的气体,解决了气柜液位高的问题。
针对回收管线经常会积料积水的问题,除了定期对管线排水外,通过技改给出料槽顶部回收管线增加旋风分离器,另外又增加1条回收管线,避免了管线堵塞不畅,出现回收压力高的问题。
定期清理管线自聚物,针对循环水质差的问题,增加了冷却水流量,多少会冲掉一些附着的污染物,同时可以增大境膜系数,增加冷却效果。聚合釜在运行一定周期后,其夹套的污染在逐渐增加,结合实际情况应对聚合釜的夹套和内冷管进行酸洗,这对聚合釜的冷却效果有很大的帮助,另外,通过使用HPV引发剂,都可使得聚合反应时间缩短。
4 PVC聚合工艺生产中的能耗控制
4.1蒸汽消耗
干燥气流干燥塔、散热器、废水汽提等设备都是以蒸汽作为热源的生产设备,在具体蒸汽消耗控制的过程中,需要结合设备的具体使用要求实现蒸汽能源的梯级利用。在必要的情况下可以通过冷凝水收集、利用设备的安装进一步提高冷凝水的利用效率,最大程度的降低能源损失。受到季节性的影响,在冬季运转的过程中,部分室外管线容易受到低气温的影响出现受冻问题,从而带来管线的堵塞现象。为了保障PVC聚合生产工艺的正常运转,需要使用蒸汽发热的方法降低冬季气温过低对于室外管线产生的影响。生产人员需要结合室外气温的变化趋势,对于蒸汽伴热进行合理的控制。同时,生产人员需要对干燥散热器一类的设备使用对应的保温和防漏措施,最大程度的降低蒸汽泄漏带来的能源损失和热量损失现象。蒸汽主管线的排凝点以及低点需要设置集水管,从而将蒸汽管线内所形成的冷凝水从疏水阀处及时排出,避免冷凝水聚集对于管线带来的损害。
4.2电消耗
在PVC聚合工艺运行中,工程和动力设备进行运行状态后,电耗将不会随着生产负荷的变化而产生改变,必须维持一种满负荷稳定生产的运行状态,以此来有效地降低电能损耗。操作人员水平的提高始终是装置稳定运行的重要保障,需要生产企业针对操作人员定期进行培训,并通过日常巡检工作的开展,发现装置运行过程中的各种安全隐患并及时解决。在PVC聚合工序中,部分管线和设备通常会使用电伴热,生产人员需要结合具体生产需求,在保障设备管线温度的情况下,适当的开关电伴热,降低电能损耗。
总结
综上所述,本文通过对PVC聚合工序产能较低的原因进行了深化的分析,并以我国目前通用的PVC聚合工艺生产流程提出了相应的解决策略,结合其中的蒸汽消耗和电能消耗控制方式进行了研究,以便为今后我国PVC聚合工序生产效能的提高提供参考。
参考文献
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