石 龍

（中國石油化工股份有限公司齊魯分公司氯堿廠，山東 淄博 255410）

齊魯石化氯堿廠37萬t/a聚氯乙烯裝置是2004年引進美國西方化學公司的懸浮法PVC生產(chǎn)技術，裝置設計能力為50 t/h，2條生產(chǎn)線。采用6臺135 m3聚合釜，2臺大型穿流式篩板塔，4臺離心機，2臺尼魯流化床干燥器，目前，生產(chǎn)4種牌號QS系列PVC樹脂。

裝置在生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)了許多問題，經(jīng)過攻關和技術改造，實現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提高。

1 影響聚氯乙烯樹脂質(zhì)量的因素分析

1.1 VCM殘留高的原因

37萬t/a PVC裝置聚合轉化率為80%，為了達到設計產(chǎn)量，增加了引發(fā)劑用量，縮短了聚合時間，這樣，PVC漿料中氯乙烯含量偏大，而汽提塔處理PVC漿料的能力是根據(jù)原始數(shù)據(jù)設計的，因此，汽提塔無法在設計工況下運行，導致新裝置殘留脫除較為困難。

根據(jù)汽提原理，處于玻璃化溫度（75～78℃）以上的PVC樹脂分子的振動動能加快，有利于PVC顆?？紫吨械腣CM脫吸，玻璃化溫度是進塔漿料的最低溫度。影響汽提塔塔頂溫度主要有4個方面，一是受汽提塔壓差的限制，蒸汽進料量較??；二是螺旋板換熱器的換熱面積較小，換熱能力較低，達不到要求；三是如果進料槽的漿料溫度比較高，就比較容易使汽提塔塔頂溫度控制在75℃以上；四是汽提塔塔頂噴淋注入水為常溫，降低了汽提塔進料溫度[1]。

實踐證明，如果進塔漿料溫度低，則很難通過加大蒸汽用量來提高塔頂溫度，塔頂溫度達不到指標，汽提塔操作會很困難，導致汽提塔溫度控制彈性縮小，塔頂溫度稍有波動就會造成VCM殘留超標，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

1.2 雜質(zhì)粒子產(chǎn)生的原因

由于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，如果溫度超過85℃，聚氯乙烯就會變紅，進而變黑，形成紅、黑點。由于高分子一般具有時溫等效現(xiàn)象，即使溫度不高，如果受熱時間過長，也會變色變質(zhì)[2]。

PVC樹脂受熱變質(zhì)現(xiàn)象難以徹底消除，因為它貫穿了整個生產(chǎn)工藝中。系統(tǒng)生產(chǎn)過程包括漿料經(jīng)過的每個裝置設備，包括漿料放料槽、汽提塔、閃蒸罐、螺旋板換熱器、干燥床，每個設備都存在難以清理的死角，長期過熱會產(chǎn)生紅、黑雜質(zhì)。

2 提高PVC樹脂質(zhì)量的措施

2.1 對螺旋板換熱器進行改造，穩(wěn)定操作，降低VCM殘留

該裝置漿料汽提塔采用進出塔物料之間通過螺旋板換熱器進行熱量交換，回收利用了能量；提高了進塔漿料的溫度，節(jié)約了汽提塔所需蒸汽；冷卻塔底產(chǎn)品，縮短產(chǎn)品的受熱過程，降低出現(xiàn)雜質(zhì)的可能，有利于VCM的脫除。但由于前期用臥式螺旋板換熱器，換熱面積小，拆卸困難，不利于清理，造成管內(nèi)物料粘附嚴重，見圖1。長期以來導致?lián)Q熱效果差，致使汽提塔進塔漿料溫度低，造成了汽提塔塔頂溫度指標偏離，汽提塔產(chǎn)生波動，操作困難，VCM脫除困難。

原螺旋板換熱面積為68 m2，由于物料粘附嚴重，造成換熱效果不斷下降。經(jīng)過設計計算，采用了316 L可拆螺旋板換熱器。表1為316 L可拆螺旋板換熱器設計參數(shù)。

表1 316 L可拆螺旋板換熱器設計參數(shù)

螺旋板換熱器更新后，操作參數(shù)明顯變化，主要參數(shù)變化如表2所示。

表2 螺旋板更新后汽提塔典型操作參數(shù)

從2表可以看出，螺旋板換熱器更新后，操作參數(shù)明顯變化，塔頂溫度由73℃上升至77℃，汽提塔壓差由20 kPa降至15 kPa有利于汽提塔的操作平穩(wěn)，易于脫除產(chǎn)品中VCM殘留。2010年，因為VCM殘留不達標造成的PVC非優(yōu)級品有10次，造成產(chǎn)品VCM殘留超標主要原因是汽提塔塔頂溫度指標偏離。進塔漿料溫度低，導致汽提塔溫度控制彈性縮小，塔頂溫度稍有波動就會造成VCM殘留超標。2011年更新螺旋板換熱器后，汽提塔操作明顯好轉，杜絕了因汽提原因造成的產(chǎn)品中殘留VCM超標情況。

2.2 優(yōu)化汽提運行參數(shù)，減少雜質(zhì)波動

為了保證汽提系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，制定了汽提負荷調(diào)整原則。對汽提負荷的調(diào)整要重視順序，即提負荷時，先提漿料進料量，再提蒸汽；降負荷時，先降蒸汽，再降漿料進料量。每5 min或超過5 min調(diào)整1次漿料進料量，幅度為≤1 t/h；調(diào)整1次蒸汽加入量每3 min或超過3 min，幅度為≤50 kg/h。

當汽提塔清洗干凈時，一般在1個月內(nèi)，即使汽提塔出現(xiàn)波動，也很少出現(xiàn)雜質(zhì)波動。要使汽提塔清洗干凈，一是清洗時間不少于6 h；二是沖洗水流量不低于40 t/h；三是汽提塔必須保持一定溫度及壓差。

在實際生產(chǎn)中，判斷雜質(zhì)的來源非常關鍵，采取分段取樣法，根據(jù)雜質(zhì)顏色輔助判斷，雜質(zhì)的變色情況攜帶了很大的信息量，并非只是黑黃點，尚可有灰色、淺黃色、黃色、紅色、褐色、黑色。干燥引起的變色樹脂較為暗淡；汽提造成的相對鮮亮些；灰色一般來自放料槽及進料槽，是長期低溫變色的產(chǎn)物；黑色大多來自汽提塔，原因是干燥產(chǎn)生的黑色雜質(zhì)屬于粘合較緊的堆床產(chǎn)物，難于在正常條件下出現(xiàn)。

當汽提發(fā)生較大波動或發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)超標時，采取的措施是：暫停向進料槽倒料，直至進料槽的液位降至10%，再向進料槽倒1釜料；如果雜質(zhì)下降不明顯，重復上述這項操作，如果雜質(zhì)下降較多，則恢復正常倒料；同時調(diào)整汽提干燥負荷，使?jié){料不再回流至進料槽，保持這種操作狀態(tài)，直至漿料中沒有明顯變色顆粒。

2.3 干燥器旋風分離器回床改造，減少雜質(zhì)波動

PVC漿料經(jīng)離心機離心干燥脫水后，含水約25%的離心濾餅進入流化床干燥器，充分干燥后，使PVC樹脂含水量達到0.4%以下，從干燥器出料后經(jīng)振動篩過濾，風送至包裝料倉。干燥器部分物料在引風過程中進入一級旋風分離器，其中，又有一小部分進入二級旋風分離器，而二級旋風分離器分離后的物料不經(jīng)過干燥器出料旋轉閥的控制，而是直接進入振動篩，因此，二級旋風分離器分離后的物料如果發(fā)生量的變化或干濕發(fā)生變化，會使輸送風機的壓力發(fā)生很大的變化，可能造成輸送旋轉閥連鎖，導致生產(chǎn)負荷發(fā)生波動，產(chǎn)生雜質(zhì)。

在二級旋風分離器增加1條回床管線，將二級旋風分離器分離后的物料回到干燥器二段，二級旋風分離器分離后的物料無論發(fā)生量的變化或干濕發(fā)生變化，都在干燥器二段得到重新調(diào)整和控制，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，減少雜質(zhì)波動。

3 小結

經(jīng)過不斷技術創(chuàng)新和優(yōu)化改造，解決了37萬t/a聚氯乙烯裝置的生產(chǎn)難題，裝置生產(chǎn)實現(xiàn)了經(jīng)濟穩(wěn)定運行，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品的優(yōu)級品率進一步提高，以高質(zhì)量產(chǎn)品贏得市場。

［1］邵 平.如何正確操作漿料汽提塔.聚氯乙烯，2002，（5）：52－54.

［2］陳 軍.聚氯乙烯成品中雜質(zhì)粒子產(chǎn)生的原因及其對策.聚氯乙烯，2002，（2）：61.