第４２卷 第１２期 ２０１４年１２月 聚氯乙烯 Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ Ｖｏ１．４２．ＮＯ．１２ Ｄｅｃ．，２０１４ 聚合釜密闭加料技术改造 岳杏娟 ，邹斌 （中盐湖南株洲化工集团有限公司，湖南株洲４１２００４） 【关键词］ＰＶＣ；聚合釜；密闭加料；自动化 ［摘要］针对ＰＶＣ生产中聚合釜开盖投料方式存在的不足进行了密闭加料技术改造，并对原有ＤＣＳ系统进 行相应改造，缩短了辅助时间，提高了生产能力。 ［中图分类号］ＴＱ３２５．３ ［文献标志码］Ｂ ［文章编号］１００９—７９３７（２０１４）１２—００１６—０３ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｒ ＹＵＥ Ｘｉｎｇｊｕａｎ，ＺＯＵ Ｂｉｎ （Ｈｕｎａｎ Ｚｈｕｚｈｏｕ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＩｎｄｕｓｔＷ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ＣＮＳＧ，Ｚｈｕｚｈｏｕ ４１２００４，Ｃｈｉｎａ） Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ；ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｒ；ｃｌｏｓｅｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ；ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｉｎ ｏｐｅｎ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｒ ｄｕｒｉｎｇ ＰＶＣ ｐｒｏ ｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ｃｈａｒｇｉｎｇ ｗａｓ ｔａｋｅｎ，ａｎｄ ＤＣＳ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｃ ｃｏｒｄｉｎｇｌｙ．Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ａｕｘｉｌｉａｒｙ ｔｉｍｅ ｗａｓ ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ ａｎｄ ＰＶＣ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗａｓ ｉｍ ｐｒｏｖｅｄ． 国内ＰＶＣ行业发展至今，节能降耗已经是各 企业的重中之重，只有最大限度地减少生产过程 １改进措施及意义 密闭加料可以避免聚合釜与大气相通，省略了 原来的加料前抽真空和单体置换等操作环节，保持 了防粘釜层的活性，并有利于缩短聚合生产周期、提 中物料的流失、浪费，才能使企业立于不败之地。 中盐湖南株洲化工集团有限公司（以下简称中盐 株化）ＰＶＣ装置生产能力为２０万ｔ／ａ，目前有１ ３ 台聚合釜投入运行。但第１期工程中４８ ｍ 聚合 釜的加料方式仍是半开放式，即在聚合釜内残留 氯乙烯回收完后打开人孔，人工确认釜内无料后 高设备利用率、降低生产成本、减少环境污染，还可 进一步促进生产操作的自动化，有利于提高防粘釜 效果和产品质量 。 中盐株化第２期装置聚合釜密闭加料工艺如 下：当聚合釜达到指定压力终止反应后，进行浆料输 送，回收单体至规定压力，不需人工开盖洗釜，用喷 淋阀注入高压去离子水进行自动洗釜，然后进行自 再洗釜、抽真空、涂布，这样的操作方式既制约了 生产装置的生产强度（增加辅助时间），又增加了 操作人员的劳动强度，并且影响ＰＶＣ产品质量。 为此，中盐株化采取了一系列的技术改造措施， 并取得了显著的经济效益。笔者主要介绍ＰＶＣ生 产过程中聚合釜密闭加料的技术改造情况及实现的 经济效益。 动涂布，涂布完成后即进行下一釜加料程序，按设定 程序加水、分散剂、单体和引发剂，降低工人劳动强 度。 ［收稿日期］２０１４—０８—１５ ［作者简介］岳杏娟（１９８５一），女，助理工程师，毕业于河南科技大学，现任中盐湖南株洲化工集团有限公司聚氯乙烯 厂技术员。 １６ 第１２期 岳杏娟等：聚合釜密闭加料技术改造 根据第１期装置的具体情况，需要完成的技术 改造有：①判断聚合釜出料、洗釜水是否排净的技术 改造；②聚合釜内余气（占每釜所加单体质量的 １％～２％）回收处理方面的改造；③聚合配方体系 的进一步优化；④弓发剂、ｐＨ值调节剂等加入方式 的改造（由原来的人工直接倒人改为自动加料）；⑤ 涂布、洗釜过程的工艺优化 。 ２工艺技术方案及流程 ２．１改造前工艺流程 当聚合釜达到指定压力时，加入终止剂终止反 应，进行浆料输送；当釜内浆料输送完闭后，启动涂 布喷淋阀注入高压去离子水对釜壁进行清洗，釜壁 部分的浆料也送入浆料储槽。利用置换压缩机抽空 置换，置换出的氯乙．烯进入氯乙烯气柜；启动涂布喷 淋阀注入高压去离子水对釜壁进行涂布前的清洗工 作，洗釜水从聚合釜排污废料阀直接排入废水池，利 用抽空压缩机进行涂布前的脱氧（一０．０７０ ＭＰａ）， 然后进行正常涂布工作，涂布完保温１０ ｒａｉｎ，再次 启动涂布喷淋阀，用高压水清洗未粘在釜壁上的少 量防粘釜剂，冲洗水直接排至废水池；然后进入加料 程序，先加去离子水和分散剂，当水加完确认釜内液 位与加入去离子水量相对应后，人工从釜上人孔处 倒入引发剂，然后关闭人孔启动压缩机脱去釜内氧 气；当压力达到规定值后（一０．０９０ ＭＰａ）加入单体 进行升温监视程序，至此加料程序完成。 改造前操作流：陧见图１。 图１ 改造前操作流程图 Ｆｉｇ．１ Ｕｎｉｍｐｒｏｖｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ２．２密闭加料技术方案及流程 当聚合釜达到指定压力后，加入终止剂终止反 应，然后进行浆料输送，当浆料输送完毕后，启动涂 布喷淋阀注入高压去离子水，对釜壁进行清洗，水与 冲洗下来的浆料一起送入浆料储槽；启动涂布喷淋 阀注入高压去离子水，对釜壁进行涂布前的清洗工 作，洗釜水从聚合釜底阀排入残液储槽（可从排污 管的视镜处观察污水是否排放干净），釜内残余的 氯乙烯也一并回收至残液储槽，再通过残液储槽的 回气管回收至氯乙烯气柜；自动涂布完成后利用涂 布喷淋阀清洗未粘在釜壁上的少量涂布液，冲洗水 排至残液储槽；进入加料程序，先按原有程序加入去 离子水、分散剂和单体，再加入引发剂，至此加料程 序完成。 密闭加料操作流程见图２。 图２密闭加料操作流程图 Ｆｉｇ．２ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｃｌｏｓｅｄ ｃｈａｒｇｉｎｇ ２．３ 改造方案 （１）聚合釜中压蒸汽涂布方案。 聚合釜涂布使用中压蒸汽替换低压蒸汽。同 时，新增中压蒸汽管道通人聚合釜底部，将未雾化完 全的涂布液再次雾化，使涂布效果达到最佳。 （２）聚合釜排污管改造方案。 聚合釜原有的排污方式是利用聚合釜自身的位 差实现的，排水慢且很难排干净，影响产品质量并延 长了辅助时间。新的排污方案：在现有的排污总管 上安装１台废水泵，每台聚合釜排污管安装１台视 镜，每次洗釜水通过泵送至残液储槽，这样可以确保 洗釜水排干净，节约辅助时间，剩余氯乙烯回到氯乙 烯气柜，废水则排到污水池内。 （３）引发剂加料改造方案。 新增１台引发剂配制槽、１台引发剂加料槽及１ 台引发剂计量秤，引发剂配制槽及加料槽需用一３５ ℃冷冻盐水冷却降温。聚合釜加料时，首先将配制 好的引发剂用泵打到计量秤内准确称量，再用泵将 称量好的引发剂从聚合釜下部边注水边加入釜内， 下注水的不断加入可避免管道内物料自聚。引发剂 加料管线应尽量采用直管，避免弯道存在死角，残留 引发剂。 （４）针对自动洗釜、涂布、加引发剂操作重新设 计编程进入ＤＣＳ操作系统，实现加料的全自动化。 １ ７ 聚氯乙烯 ２０１４年 ３ 经济效益 ３．１减少粘釜料 采用密闭加料工艺后，每釜平均可减少１ ｋｇ粘 釜料，按１天生产２１釜，３０天／月，ＰＶＣ价格６ ０００ 元／ｔ，废料价格２ ０００元／ｔ计，可挽回经济损失１× ２１ Ｘ ３０ Ｘ １２×（６ ０００—２ ０００）÷１ ０００＝３．０２万 （元／ａ）。 ３．２减少辅助时间 提高聚合釜产能 配置中压蒸汽管后，升温涂布时间缩短，同时节 约了涂布前和加单体前抽真空操作时间。 改造前后的聚合周期见表１。 表１ 改造前后的聚合周期 Ｔａｂｌｅ１ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄｓ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ 程序名称 辅助时间／ｍｉｎ 改造前 改造后 ①包括加引发剂。 １年生产时间以８ ０００ ｈ计，改造前单釜生产次 数为８ ０００×６０＋４６１＝１ ０４１（釜／ａ）；实施密闭加料 后，单釜生产次数为８ ０００×６０÷４３７＝１ ０９８（釜／ ａ）。第１期装置共８台聚合反应釜，则可多生产 （１ ０９８—１ ０４１）Ｘ８＝４５６（釜／ａ），单釜ＰＶＣ产量按 １２．５ ｔ计，全年增加ＰＶＣ树脂产量４５６×１２．５＝ ５ ７００（ｔ），增加产值５ ７００ Ｘ６ ０００＝３ ４２０万（元）。 ３．３减少氯乙烯排放 实施密闭加料后，省略了原来的涂布前抽真空 （涂布脱氧一０．０７０ ＭＰａ）操作环节，同时避免了釜 １８ 内残留氯乙烯的放空损失，降低了生产成本。 聚合釜容积为４８ ｍ。，抽真空前釜内压力为 １．０１ Ｘ１０ Ｐａ，抽真空后釜内压力为０．７×１０ Ｐａ，操 作温度为３０℃计，根据ＰＶ＝ｎＲＴ，则（１．Ｏ１×１０ 一 ０．７×１０ ）×４８＝８．３１４×３０３ Ｘ ｎ，则单釜可回收氯 乙烯的量ｎ＝５９０．７（ｍｏ１）；氯乙烯摩尔质量为 ０．０６２ ５ ｋ ｔｏｏｌ，相对密度为０．９ Ｘ １０ ｋ ｍ。，则 ５９０．７ ｘＯ．０６２ ５÷０．９×１０。＝０．０４１（ｍ ），即单釜可 回收氯乙烯０．０４１ ｍ。，单釜全年可回收氯乙烯 １ ０４１ Ｘ０．０４１＝４２．６８（ｍ ），全年共回收氯乙烯８× ４２．６８＝３４１．４４（ｍ ）。氯乙烯制造费用约为５ ２００ 元／ｍ ，则全年可节省费用３４１．４４×５ ２００＝ １７７．５万（元）。 ３．４节约电耗 （１）停开抽真空压缩机。 每釜次平均停开１５ ｒａｉｎ，压缩机功率４５ ｋＷ，效 率７０％，电价０．４９元／（ｋＷ・ｈ），按全年单釜共生 产１ ０４１釜次计，则可节省电费１ ０４１×８×（１５÷ ６０）×４５ Ｘ７０％×０．４９＝３２ １３５．６７（元／ａ）； （２）停开置换压缩机。 每釜次平均停开１０ ｍｉｎ，压缩机功率５５ ｋＷ，效 率按７０％计，则可节省电费１ ０４１×８×（１０÷６０）Ｘ ５５ Ｘ７０％×０．４９＝２６ １８４．６２（元／ａ）； 合计节省电费：３２ １３５．６７＋２６ １８４．６２＝ ５．８３万（元／ａ）。 ３．５节能环保 聚合装置采用密闭加料工艺后，单体全部回收， 避免了直接向大气排放，不但减少了环境污染，有利 于人们的身体健康，也为环保治理做出了贡献。 ４ 结语 采用密闭加料工艺代替原有的开盖加料工艺， 既改善了环境，又降低了消耗，社会效益和经济效益 非常显著，且生产出的ＰＶＣ树脂质量均达到国家标 准一等品水平，优等品率也明显上升。 ［参考文献］ ［１］郑石子，颜才南．聚氯乙烯生产与操作［Ｍ］．北京：化学 工业出版社，２００８：１２５—１２６． ［２］杨卫国．浅谈聚氯乙烯聚合工序生产工艺密闭化［Ｊ］． 化工文摘，２００３（５）：３６—３８． ［编辑：郝晶］