PVC树脂生产中釜式汽提与塔式汽提应用研究

PVC树脂生产中釜式汽提与塔式汽提应用研究

罗启翔

新疆圣雄氯碱有限公司 新疆 吐鲁番 838000

摘要：通过分析釜式汽提与 塔式汽提的不同，对比釜式汽提和塔式汽提在PVC树脂生产中应用情况，选择较适合的汽提形式。最后根据使用情况对树脂汽提工序进行了优化，不仅提高了树脂产品的质量而且节约了能耗，提高了生产的稳定性。

关键词：釜式汽提；塔式汽提；PVC树脂；工艺优化.

通过聚氯乙烯的生产过程可知，氯乙烯聚合反应的转化率不能达到100%，聚合结束后，浆料中残存氯乙烯单体若不回收，不仅浪费了资源，还严重影响PVC树脂的质量，更造成了树脂中残留氯乙烯单体的逐渐挥发所带来的空气污染，直接威胁到了人类的身体健康，因此，必须进行回收处理。PVC浆料中残留VCM的脱除机理存在着扩散和沸腾两种形式，这两种形式相互联系，相互影响，相互制约，对PVC浆料颗粒来说，通过沸腾脱除，降低了颗粒表面VCM的浓度，促使颗粒内部VCM向外表面扩散，因而为颗粒表面VCM的不断沸腾脱除创造了条件。沸腾和扩散同时进行，达到脱除PVC浆料中VCM残留的目的。对PVC浆料中VCM汽提脱析的过程来说，沸腾和扩散随脱析条件不同互为主次关系，当PVC浆料中残留VCM较高，压力较低的情况下，以沸腾为主，扩散为次，反之以扩散为主，沸腾为次。国内常用的回收单体的方式有釜式汽提和塔.式汽提，下面根据实际生产过程中应用釜式汽提和塔式汽提的情况，对此两项技术进行分析和对比。

1釜式汽提及应用情况

早期的PVC浆料汽提多是采用釜式汽提槽的方式进行。汽提操作时，将浆料直接打人抽成真空的槽顶，并在槽底直接通人蒸汽进行鼓泡，这种方式的主要优势在于浆料升温较快，且鼓泡有助于VCM的脱出，但由于浆料和回收气在槽内返混严重导致VCM的脱出速率偏低。釜式汽提操作过程为聚合反应结束后，自压出料至釜式汽提槽，没有反应的氯乙烯单体进行自压回收，同时槽内浆料经蒸汽升温至85℃，将压力回收至0.05MPa左右。进行强制回收，真空度大于0.06MPa，真空维持时间45min。真空脱吸出的残留氯乙烯单体，经真空罐、真空泵、气体冷凝器，合格的回收至气柜，不合格的放空，经汽提合格后的PVC浆料送干燥。

通过实验数据显示，PVC浆料通过釜式汽提后残留氯乙烯单体较高，后续还需要继续处理。由于操作过程中蒸汽需要通人放料罐中的盘管给浆料加热，每次脱除完以后都需要对盘管进行冲洗，冲洗后的水需要外排，浪费纯水，且加热时对蒸汽的纯度要求较高，避免引入杂质。而且由于底部蒸汽管线埋在浆料中导致部分浆料长期处于受热状态而变黄，提高了杂质的产生率。

2塔式汽提及 应用情况

塔式汽提自1981:年以后才有厂家陆续采用，目前国内主要有两种，即消化吸收日本窒素技术开发的溢流堰板式汽提塔和消化吸收日本信越及欧洲乙烯技术开发的双孔径复合筛板汽提塔。本次实验采用了筛板塔。绝大多数PVC树脂浆料经塔式汽提后，在塔底的浆料中残留VCM含量可达30x10^-6以下，其干燥后的最终产品中的残留量可达到5x10^-6以下，二者之间的确切关系及结果取决于树脂性能和干燥的条件。某些高孔隙率树脂，用汽提塔汽提，很容易将残留VCM降到30×10^-6以下。其流量可以通过装在通向汽提塔的浆料管道上的流量调节阀进行控制。浆料供料进入到一个螺旋式热交换器中，并将热交换器中被从汽提塔低部来的热浆料预热，预热后的浆料进人汽提塔，浆料从塔底部由泵输送到浆料槽中，带有饱和蒸汽的;VCM蒸汽，从汽提塔顶逸出，大部分蒸汽在冷凝器内冷凝冷凝器与水环真空泵相连接，未被冷凝的汽提由真空泵排向气柜。经过- -段时间的实验运行，主要考察所产生的杂质及氯乙烯单体残留量。通过数据显示，通过塔式汽提脱除浆料中的氯乙烯效果明细，成品中氯乙烯单体含量均在5x10*以下，符合国家标准。操作过程中汽提塔运行稳定，自动化程度较高，满足连续生产的需要。

3对塔式汽提流程优化

通过对比分析塔式汽提运行稳定，脱除氯乙烯单体效果较好，为了更方便现场生产的需要，对塔.式汽提的工艺流程进行了优化，具体优化方式如下：（1）设备优化螺旋板换热器在使用过程中存在容易产生积料、容易引起产品质量波动、不容易清理不容易检修等问题。螺旋板换热器最大的缺点是检修困难，如发生内圈螺旋板破裂，会使整台设备报废。焊接式宽流道板式换热器，是专门为一侧或两.侧含有纤维或固体颗粒的特殊工艺介质设计的，是一种新型高效换热设备，它吸取了国外同类产品的诸多优点，既保留了板式换热器传热效率高、体积小等优点，又具有列管式换热器承压高、耐高温的特点，是一种合理匹配的换热器。为确定新研发的宽通道板式换热器使用效果将汽提工序中使用的一台螺旋板式换热器用新研制的宽通道板式换热器取代运行。

通过上表数据对比明显可以看到，新型宽通道焊接板式换热器运行时冷热浆料进出口温差均在50℃左右，相比螺旋板式换热器浆料进塔温度增加了约20℃，明显降低了蒸气消耗，蒸气量可臧少约1200kg/h。同时相比螺旋板换热器浆料出塔温度降低了约20℃，为干燥工序离心机平稳运行提供有力保证。

（2）过程工艺优化

所用汽提塔原设计中需定期从塔釜内排料，以保证蒸汽可正常通人汽提塔内。在运行中发现塔釜排料较多，不但使沉积池清理周期缩短，增加工人劳动量，而且排除的PVC浆料只能作为废料处理，造成树脂浪费;同时，塔盘存料仅0.4 m'，受蒸汽压力影响经常波动，汽提塔液位不易控制，造成调节阀门开关频繁，致使换热器单侧承压，缩短设备使用寿命。鉴于以上情况，在出塔管线上增加一缓冲罐，将塔底排料直接排人缓冲罐，减少废料，稳定汽提塔液位，延长换热器使用寿命。通过研究，确定用原干燥系统拆除的仓泵通过改造作为缓冲罐，以减少投资。在缓冲罐上安装液位计，以利于调节缓冲罐液位。因塔底排料要排人缓冲罐内回收，需保证树脂质量;经过仔细调研，确定将汽提塔塔釜冲洗水改为短时间歇冲洗，以确保漏人塔釜的树脂浆料通过冲洗及时排人缓冲罐内，以避免树脂长时间受热变色，影响树脂质量。

通过汽提流程优化，不仅降低了能耗，而且提高了树脂产品的质量，提升了汽提工序的运行稳.定性。

4结论

（1）对釜式汽提与塔式汽提的应用效果进行了分析，PVC浆料通过釜式汽提后残留氯乙烯单体较高，后续还需要继续处理，而且操作过程中极易引人杂质，消耗纯水比较高，塔式汽提脱除氯乙烯单体效果好，操作稳定，连续生产时可提高生产效率。

（2）通过螺旋板换热与宽流道焊接板式换热器在结构及运行效果的比较，明显可以看到，宽流道换热器在汽提工序PVC浆料处理方面，都具有一定的优势，在PVC氯碱行业内值得进行推广运用。

（3）通过对汽提工序过程工艺的优化，减少了杂质及树脂中氯乙烯单体的残留，保证了树脂的产品质量，提高了汽提工序的运行稳定性。

参考文献

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