關(guān)于氯乙烯精餾自聚問(wèn)題的研究

第40卷第16期廣州化工Vol. 40 No. 162012年8月.Guangzhou Chemical IndustryAugust. 2012關(guān)于氯乙烯精餾自聚問(wèn)題的研究于長(cháng)城，劉璞(河北金?；す煞萦邢薰?，河北滄州061001)摘要:氯乙烯精餾自聚嚴重影響氣乙烯裝置的正常生產(chǎn),通過(guò)對裝置、設備及工藝指標的對比分析,采取HCL凈化,添加阻聚劑,調整氯乙烯pH值,調整設備及對工藝指標的控制,使精餾自聚問(wèn)題得到有效控制,延長(cháng)管道、設備堵塞周期。關(guān)鍵詞:氣乙烯精餾;自聚;影響因素;比較法中圖分類(lèi)號:TQ32文獻標識碼:B文章編號:1001 -9677(2012)16 -0177 -03The Research of Rectification of Vinyl Chloride from PolyYU Chang - cheng, LIU Pu( Hebei Instiute of Chemical Industry Co.，Ltd. ，Hebei Cangzhou 061001 , China)Abstract: The rectification of vinyl chloride dimmer seriously affected the normal production device. Through the a-nalysis of apparatus equipment and process , taking HCL purification, addition of polymerization inhibitor, pH adjustmentof pH of vinyl chloride , the control of equipment and the proces index, the problem of ditillation from poly was efectivelycontrolled, and the pipe and equipment block cycle were extended.Key words : vinyl chloride; poly ; influencing factors; comparative law氯乙烯精餾自聚問(wèn)題是困擾我廠(chǎng)的難題之- - ,多次造成設2自聚的原因及分析備堵塞,影響正常生產(chǎn)。雖采取部分措施,但效果不很明顯。為此,本年度的技措也將解決氯乙烯精餾自聚問(wèn)題列為重點(diǎn)之一。2.1 自聚的原因我們決心通過(guò)一-些措施解決自聚問(wèn)題,將此問(wèn)題對生產(chǎn)的影響可能原因以因果圖方式表示如圖2。降到最低。1自聚的現狀人的因素設備因素牛他因素可以確定自聚物為聚氯乙烯,聚合度較小，表觀(guān)現狀軟硬不聚合部位為低沸塔內、低塔頂、全凝器及全凝器水分離器內,氣相管路死角、尾排管處偶有發(fā)現。其中,換熱設備列管內度波動(dòng)其它因素H體的氣液相變部位聚合明顯，聚合部位有明顯的受溫度梯度的影響。其他關(guān)系。高塔及單體槽內未見(jiàn)有明顯的自聚現象。自聚的周期為I籍H超]半年至半個(gè)月不等。其中最容易聚合的部位為低沸塔頂。改造-前我廠(chǎng)VCM合成、精餾流程圖如圖1。采取精施乙VCM物料的自素趨勢吧其他因素其他是否停車(chē) Ee40通量的水的影明啊He雜質(zhì)H 屬素制圖1改造前VCM合成、精餾流程圖中國煤化工1. HCL緩沖罐;2.混合器;3.預熱器;4. -段轉化器;s.二段轉化器;環(huán)境四THCNMHG6.除汞器;7.脫酸塔;8.水洗塔;9.堿洗塔;10.壓縮機11.全凝器;12. 水分離;13.低沸塔;14.尾凝器;15.高沸塔;圖2精餾自聚原因分析圖16.成品冷凝器;17.單體儲槽;18.單體泵178廣州化工2012年8月鑒于圖2川可以看出,VCM之所以自聚是因為VCM具有聚PVC廠(chǎng),全凝器幾乎不賭,三年左右更換,低塔堵半年到一年,高.合的趨勢和可能。VCM自身的性質(zhì)是導致自聚的內因和原動(dòng).塔系統未堵。其他廠(chǎng)也類(lèi)似,(如天化、徐州電化廠(chǎng)、濟寧電化廠(chǎng)力,其余為外因,外因通過(guò)內因起作用。當然外因很多,對VCM等),因聯(lián)合法在國內只有一家,所以找不到另外的對比結果。的影響到底是哪種外因起作用、或哪幾種外因共同起作用呢?通過(guò)對比有以下幾個(gè)明顯的不同:我們通過(guò)分析討論認為最有可能是以下幾種原因[2):(1)我廠(chǎng)23萬(wàn)噸沒(méi)有聚合排氣;(1)有適宜的溫度壓力;(2)HC1上的來(lái)源不同;(2)碳鋼設備鐵離子的影響;(3)粗VCM純度不同,即含不凝氣體的量不同;(3)停車(chē)等的影響;(4)VCM含水的pH值不同。(4)不凝氣體的濃度;第(1)條為加速自聚的因素，故可以排除。第(2)條為我們(5)系統含H20;:直懷疑的原因。第(3)條可以理解為對引發(fā)物的稀釋,在一-定(6)乙炔的雜質(zhì)(包括換觸媒吸附)氧的影響;的條件下,引發(fā)物的濃度不足以引起自聚，也可以解釋為何全凝(7)HCL夾帶雜質(zhì)的影響;器不賭的原因,這是我們考慮過(guò)的而未采取措施的內容。第(4)(8)精餾系統pH值的影響; .條為我們未考慮過(guò)的內容,是否有影響,有待理論的支持。(電(9)未明確的事項。石法生產(chǎn)VCM中含水pH值約4~5,聯(lián)合法生產(chǎn)VCM pH值為2.2原因分析確定以上原因到底是哪種或哪幾種起作用呢?最準確的方根據以上情況,我們準備做以下工作:法為正交試驗，既改變一種或幾種變量,將導致的結果進(jìn)行統(1)分析化驗計,然后用數學(xué)分析方法得出的結論既為比較正確額結論。然①將HCl、粗VCM等作全分析,看內部到底是何物質(zhì);而現有生產(chǎn)裝置不可能完全按正交試驗的方法進(jìn)行,比如要確②做對比試驗,將新區與老區的HCI、VCM、下料、及尾排作定水的影響，可能需要改變工藝,首先確定水到底有無(wú)影響。如全分析,分析兩者的異同;無(wú)影響，則改變I藝是得不償失,影響生產(chǎn)的;如有影響,到底含③將自聚物進(jìn)行分析。水量與自聚速率的關(guān)系如何，即正常生產(chǎn)到底控制在含水量多(2)查閱資料、以確定反應機理、作用方式、及別人的理論指少,既不產(chǎn)生自聚又能最節約呢?如果所有問(wèn)題均做完,不考慮導、實(shí)踐經(jīng)驗等,充分占有資料。是否可行,單是時(shí)間因素恐怕也是天文數字，因為自聚周期較3 根據以上分析采取的措施長(cháng),通過(guò)改變條件得出自聚周期的結論就更長(cháng)。此方法不可行，那什么方法可行呢?我們認為只有原理分析法和比較法可行。通過(guò)以上工作經(jīng)驗我們的推論,將推論做出調整和修正,以2.2.1原理分析做到更切合實(shí)際。符合實(shí)際,并且做了以下解決問(wèn)題的措施:原理分析法也有些不可解釋,如粗VCM氣中含乙炔為體積(1)HCl的凈化:EDC裂解來(lái)的HCl經(jīng)過(guò)兩臺活性炭吸附器分數0.2%左右,乙炔為阻聚劑,在這樣的保護下，VCM為何還處理,除掉HCl中夾帶的部分雜質(zhì)。自聚。液相VCM中含乙炔為體積分數0.1%以上,如長(cháng)期放置,(2)在精餾全凝器人口、低沸塔頂及尾凝器氣相入口加入阻必然自聚(如球罐中粗VCM)既然如此之多的乙炔尚不起作用,聚劑雙酚A,臧少低塔系統自聚。那需要多少高效阻聚劑才能起作用呢?我們認為至少應在體積(3)將轉化系統除汞器后充N(xiāo)2 ,降低粗VCM濃度為92%左分數0.02%以上,方有可能阻止自聚的趨勢。根據自聚的現象右,在低塔入口充N(xiāo)2我們分析引起自聚物質(zhì)(分子、離子、原子、自由基等)必須有以(4)調整工藝,在全凝器后增設固件干燥器，以調節液相下特征):VCM系統的pH值。(1)在VCM的工況下為氣態(tài),(轉化、精餾前)與VCM氣體(5)增加全凝器數量,改變安裝位置做到易安裝、易維修、均勻分散互溶;易更換、易切換,作為前面措施萬(wàn)-不成功的補救措施。(2)在液相VCM中具有較大的溶解度;另外,我們針對系統停車(chē)對自聚的影響,在以后的較長(cháng)停車(chē)(3)具有快速引發(fā)的可能;中,采取如精餾內部循環(huán)、精餾內部物料撤空等措施,以防止自(4)濃度可能較高。聚的產(chǎn)生,改造后工藝流程如圖3。如采，用加入阻聚劑的方法阻止自聚,加入部位必須為VCM氣相,同時(shí)還須滿(mǎn)足[4:①此阻聚劑必為氣態(tài),與VCM均勻互溶;②在液相VCM中有較大的溶解度;③濃度較高。這是我們的原理分析,當然具體是何物質(zhì)。反應機理為何,我們還不太清楚。同時(shí),此物質(zhì)必須同VCM易于分離,否則對PVC聚合有不良影響5]。我們認為,阻聚劑必須滿(mǎn)足以上條件,才能發(fā)揮作用。2.2.2與純電石法生產(chǎn)聚 氯乙烯工藝比較1313另外的方法為比較法:所謂比較法為現有工藝、工況條件等(聯(lián)合法生產(chǎn)PVC),與其電石法生產(chǎn)PVC工藝進(jìn)行比較對比，VCM合成蝻餾流程圖看哪些條件不同,再比較兩者之間的自居周期及自聚部位有何1.活性炭吸附器中國煤化I _為器;5.一段轉化器;不同，就可能得出因什么條件不同導致我廠(chǎng)自案嚴重。條件相6, 二段轉化器:7.MHCNMHG喊洗塔:11.壓縮機組;同的因素不作為單獨的因素考慮,如含H20、O2、Fe"等。如認為12.全凝器;13.固刀網(wǎng)IMvUprR,6.尾凝器;17.高沸塔;它們起作用，可以認為它們是在其他條件改變后,它們起推波助18.成品冷凝器;19.單體儲槽;20.單體泵;21.阻聚劑罐;22.柱塞泵瀾的作用,而它們本身不是必然起作用的因素。電石法生產(chǎn)(下轉第182頁(yè))182 .H化I2012年8月.接送到甕福公司污水處理廠(chǎng)處理。后我公司與翁福協(xié)商后,通我公司的干吸工段原來(lái)是采用帶陽(yáng)極保護酸冷器的較先進(jìn)過(guò)配管改造,將原先只到污水廠(chǎng)的污水管道增加一支到翁福硫的吸收工藝,流程配置見(jiàn)圖1。該吸收工藝配置的四臺酸冷器酸廠(chǎng)凈化工段,并設閥門(mén)切換。正常情況下,都全部將脫鹽水陽(yáng)中,其中中間吸收塔中的一臺用作脫鹽水加熱，換熱面積為床再生的酸性水與混床再生的中性偏酸性的水送到翁福硫酸廠(chǎng)225m2,另一臺換熱面積為450m2,二吸酸冷器的換熱面積為凈化工段,用作硫鐵礦制酸爐氣酸洗凈化的補充用水,而陰床155m2,成品酸配的是-臺板式換熱器,換熱面積為29.4m2,用再生的堿性水,因其pH值大于7,如果直接用作凈化補充水則來(lái)冷卻產(chǎn)出的成品酸。本吸收工藝雖然較先進(jìn),但是吸收放出會(huì )增加硫的損失，因此需要中和到pH值不大于7后再用作凈的熱量約80%被循環(huán)水帶走,之后通過(guò)冷卻釋放到大氣中,只有化補充水。中和陰床再生的堿性水,我公司采用多種方案,一20%左右在加熱脫鹽水時(shí)得到利用。種是陰床失效,陽(yáng)床也失效,兩種床子同時(shí)再生,其次是陰床失翁福磷肥廠(chǎng)在不斷對原裝置進(jìn)行技術(shù)改造、產(chǎn)業(yè)調整升級、效,采用加酸中和,至pH <7再送。另外陰床失效，等待陽(yáng)床失上新的項目的同時(shí),蒸汽缺口不斷加大,為了得到蒸汽的補充，效時(shí)一起再生。目的是使污水pH <7。正常生產(chǎn)情況下,平均他們通過(guò)是否對熱電廠(chǎng)進(jìn)行技改增加產(chǎn)汽量與是否在現有硫酸每小時(shí)將產(chǎn)生20 l左右的污水。這樣大大的減輕了甕福污水裝置上進(jìn)行低溫熱回收改造增加產(chǎn)汽量?jì)煞N方案進(jìn)行比較后，處理廠(chǎng)壓力,同時(shí)每小時(shí)也可節約20t左右的原水。當翁福硫最終確定在我公司的硫磺制酸裝置上進(jìn)行低溫熱回收改造,并酸廠(chǎng)的生產(chǎn)出現異?；蛲＼?chē)的情況下,再將污水送到甕福污水確定采用孟莫克的硫酸低溫熱回收技術(shù),即HRS。我公司的處理廠(chǎng)處理。HRS采用的是新建整體熱回收塔的技術(shù)方案,用HRS系統代替1.5 鍋爐排污水回收原有的一吸部分,原來(lái)的一吸塔用作二吸塔,干燥塔不變,干燥對鍋爐排污管道進(jìn)行改造,將其定排、連排膨脹器斷開(kāi),定與二吸的酸循環(huán)是“8”字交叉的。HRS裝置的熱回收塔是塔槽排、連排相連接在DN125管子上,并延伸到循環(huán)水池,把排污的水一體結構,與之配套的有鍋爐、稀釋器、加熱器、蒸汽噴射器、酸回收到循環(huán)水系統,不在對外排污水,按總用水量最低排污量2%循環(huán)泵、排酸泵等設備。-期在 2011年10月在主裝置大修期間計算(每小時(shí)大小鍋爐總用水量170 t左右)。每小時(shí)可以回收3.與主裝置碰管,并成功投入使用。二期在2012年1月主裝置大4 I左右的低硬度水進(jìn)循環(huán)水,減少循環(huán)了水的補充水用量。修期間與主裝置碰管,成功投入使用。兩套HRS裝置投產(chǎn)至今，運行良好,各項指標基本上達到設計要求,每小時(shí)總的產(chǎn)氣量在1.6 干吸實(shí)行HRS改造裝置滿(mǎn)負荷運行時(shí)達到45 t左右。循環(huán)水總補充水用量由原來(lái)來(lái)循壞本的70t左右降低到現在的接近30t,低溫熱回收率由原來(lái)的20%提高到現在的90%左右。單套系統的冷卻塔軸流風(fēng)機由原來(lái)的需要開(kāi)兩臺37 kW減少到現在的只需開(kāi)一臺37 kW,單臺扈循環(huán)水泵的軸功率由原來(lái)的250 kW降低到現在的185 kW。節能減排技改后,按公司的價(jià)格計算,每年可創(chuàng )收1300多萬(wàn)元,6年回投資成本,第7年后產(chǎn)生效益。如果按市場(chǎng)價(jià)格計算,則2~3年回本,4年后就是效益。板式酸冷器2結語(yǔ)二吸泵槽吸泵干燥聚槽我公司通過(guò)上述的節能減排技術(shù)改造,裝置水平得到了提高,減輕了環(huán)保壓力,取得了較好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。下一循環(huán)水去步還將對尾氣系統進(jìn)行技術(shù)改造,增加尾氣吸收,方案正在討論圈1干吸原流程.m.............................a..aa.(上接第178頁(yè))2] 嚴福英.聚氯乙烯工藝學(xué)[ M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 1990:51 -4結論通過(guò)以上的措施的實(shí)施,效果明顯,我們基本將自聚周期延[3]鄭石子.聚氯乙烯生產(chǎn)問(wèn)答[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1986:273 -278.長(cháng)為一年以上,解決了氯乙烯精餾自聚的問(wèn)題。[4]邴淚林, 黃志明.聚氯乙烯工藝技術(shù)[ M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007 :212 -213.參考文獻[5] 鄭石子 ,顏才南,胡志宏,等聚氯乙烯生產(chǎn)與操作[ M].北京:化學(xué)1]張標. 阻聚裝置在氯乙烯回收工藝中的應用[J].聚氯乙烯,2011,工業(yè)出版39(4) :40 -43.中國煤化工iYHCNMH G