糊樹脂聚合回收氯乙烯氣體除雜技術的攻關

董學立，云　亮，王增強

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

糊樹脂聚合回收氯乙烯氣體除雜技術的攻關

董學立，云亮，王增強

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

聚氯乙烯糊樹脂聚合反應結束后需進行氯乙烯回收操作，回收氣體中不可避免會含有樹脂和引發劑等雜質，會堵塞壓縮及精餾系統的設備和管道，造成生產波動和設備損壞。通過技術攻關，增加了氯乙烯氣體除雜裝置，保障了生產裝置穩定運行。

糊樹脂；聚合；氯乙烯；除雜

在聚氯乙烯糊樹脂生產過程中，無論采用什么樣的生產工藝，氯乙烯都不能全部轉化為聚氯乙烯，由于工藝差異和經濟操作等諸多因素，各個廠家對氯乙烯轉化率的控制也不盡相同，但一般都在80%以上。以唐山三友氯堿有限責任公司生產為例，氯乙烯的最終轉化率約在90%左右 （占入釜氯乙烯總量），約有10%以上需要回收。在實際生產過程中，聚合反應完成后，需對未反應的氯乙烯進行自壓和強制回收，將氯乙烯氣體回收至氣柜，通過獨立的壓縮及精餾系統，對回收的氯乙烯氣體進行精制后再循環利用。回收氣體中除了未聚合的VC外，還含有聚合度極低的樹脂、殘留引發劑和乳化劑等雜質，長時間運行后會出現大量自聚物等堵塞壓縮及精餾系統的設備和管道，造成生產波動和設備損壞，因此，該公司通過了一系列的技術改造和攻關，最終解決了這一難題。

1　改造前工藝狀態

1.1改造前的工藝狀態

聚合工序反應完成后，對未反應的氯乙烯氣體通過自壓和強制回收至氣柜，經壓縮冷凝后儲存于粗單體儲槽內，經粗單體泵打至精餾塔內，精餾后的精單體進入精單體儲槽儲存，通過精單體泵供給PVC生產使用，見圖1。

圖1　回收工序工藝簡圖

由于回收的氯乙烯氣體中會含有雜質和殘留引發劑，容易造成單體發生自聚，在氣柜內自聚形成雜質，并且由于呈酸性，容易造成對氣柜的腐蝕。粗單體被打至精餾塔內，在精餾的操作壓力和溫度條件下發生自聚反應的傾向更為嚴重。主要是因為聚合回收氣體中含有殘留的引發劑，氯乙烯在精餾塔內自聚產生低聚合度的聚氯乙烯樹脂，粘附在塔壁及塔盤上，長時間運行會導致堵塞塔盤，使精餾塔無法正常工作，造成停車清理[1]。

為了保證生產系統的安全穩定，該公司平均每個月對回收工序清理一兩次，頻繁的清理工作不僅影響生產穩定，還增加工人勞動強度，因此通過技術改造來解決該問題勢在必行。

1.2自聚造成的危害

糊樹脂聚合回收氣體夾帶雜質和殘留引發劑，由于自聚造成回收工序設備和管道堵塞是糊樹脂生產面臨的普遍問題，其危害主要體現在以下幾個方面。

（1）對回收工序設備及管線的影響。由于自聚物堵塞塔盤導致精餾塔無法正常使用；增加了對運轉設備軸承等部位的磨損，造成設備損壞；較小管徑的管線容易自聚甚至堵死，給清理造成極大困難，甚至需要重新配制管線；將氣水分離器和儲罐等靜止設備的底部排污口堵死，導致排水等日常操作無法進行。

（2）對樹脂質量的影響。經過精餾塔精制的精單體儲存在單體儲槽內，單體自聚現象更加嚴重，導致精單體儲槽內的精單體含有更多的雜質，供PVC生產使用時，更容易產生廢料，影響樹脂“魚眼”等指標，自聚物混入產品中還會使PVC樹脂的熱穩定性降低[2]。

（3）對生產成本的影響。對精餾塔等相關設備及管線進行頻繁清理，不但職工的勞動強度和車間日常維修費用增加，而且精單體中含有雜質較多，引起聚合反應異常造成廢料，致使單體單耗上升，影響生產成本。

2　技術改造和攻關

2.1回收除雜裝置的工藝流程

基于上述的問題所在，通過大量的技術核算和多次的小試，最終決定在回收氣體進入氣柜前的工藝管線上增加回收除雜裝置。此裝置包括2個填料塔、2臺循環泵和1個氣水分離器，堿洗塔作用為破壞殘留引發劑，防止回收單體自聚，水洗塔作用為清除回收氣體中攜帶的雜質和堿液。

回收氣體首先經過1個氣水分離器，簡單分離夾帶的水分，再進堿洗塔，堿洗塔為填料塔，填充聚丙烯鮑爾環填料，回收氣體從堿洗塔底部進入，穿過填料層，從塔頂逸出，堿液通過堿液循環泵從塔頂進入，通過塔內噴淋裝置與逆流的回收氣體接觸，吸收氣體中的殘留引發劑和酸性物質后從塔底流出，回到泵進口進行循環操作。回收氣體從堿洗塔出來后進入水洗塔，水洗塔和堿洗塔的構造基本相同，氣體從塔底部進入，穿過填料層與從上而下的純水進行接觸后，除去氣體中夾帶的雜質和堿液從塔頂逸出，最后進入氣柜。水洗塔設置有1臺水洗泵進行循環操作，管道設有專門補充堿液和純水的甩頭，根據分析指標情況，及時更換堿液或純水。不再設置專門的堿液配置槽和水槽，減少設備，節約了費用見圖2。

圖2　回收除雜裝置工藝流程

2.2除雜裝置的操作要點

（1）回收氣體通過堿洗塔和水洗塔時要嚴格控制塔液位，最優控制在40%~60%；

（2）為達到良好的除雜效果，通過塔的氣量、堿液和水的循環量需要相互匹配，冬季運行時做好防凍措施；

（3）要定時監測堿液濃度和觀察水洗塔內循環液的狀況，有問題需及時更換和補充，配置堿液時濃度不得超過15%。

2.3改進后的運行狀況

項目施工完成后，通過連續觀察幾個月的運行情況，效果良好。特別是在氣柜氣水分離器排水時，沒改造之前放出的水含樹脂顆粒較多，改造后放出的水是比較透徹的清水。

堿洗塔每周進行濃度檢測，運行一段時間后堿濃度明顯下降，說明堿液吸收了引發劑和酸性物質，達到了預期的目的。另外，清理周期由原來的1個月延長至半年，極大的降低了勞動強度，管道自聚情況明顯改善。

3　其他措施

（1）控制氣相氯乙烯回收時的速率。若回收時的速率過快，更容易使回收氣體中夾帶更多的樹脂顆粒和引發劑，使單體自聚現象更加嚴重。通過控制回收速率，避免回收時的速率過快，減少回收氣體中夾帶樹脂顆粒和引發劑，有利于提高除雜裝置的除雜效果。

（2）在氣柜氣水分離器和儲槽頂部增加阻聚劑泵，向氣柜和儲罐內加阻聚劑，減弱回收單體在設備及管線內的自聚反應，延長清理周期。

（3）在精單體泵出口增加過濾器，去除精單體中因自聚產生的雜質，提高精單體的質量。

4　結語

改造之前，氣柜至精餾系統之間的管道和設備等自聚嚴重，基本均需要拆檢，不僅費時費力還影響產品質量的穩定，增加了生產成本，給生產帶來極大的安全隱患。改造之后，上述問題基本得到了解決，但還有部分環節不盡人意，需繼續優化操作，找到效果最佳的工藝操作點，徹底消除由于回收氣體夾帶樹脂顆粒以及殘存助劑的影響，保障生產系統連續安全穩定。

［1］王生陽．PVC糊樹脂微懸浮聚合回收單體單獨壓縮工藝設計．江蘇氯堿，2003（4）：24－28．

［2］陳大江，苗亞玲，劉勇，等．氯乙烯自聚原因分析及改進．聚氯乙烯，2015，43（11）：14－16．

Technical problems of removing impurities from vinyl chloride of paste resin polymerization and recovery

DONG Xue-li，YUN Liang，WANG Zeng-qiang
（Tangshan Sanyou Chlor-alkali Co.,Ltd.,Tangshan 063305，China）

Polyvinyl chloride paste resin polymerization reaction end for post operation recovery of vinyl chloride，gas recovery inevitably will containing resin and initiator agent and other impurities，will plug the compression and rectification of the system equipment and pipelines，cause fluctuations in production and equipment damage.Through the technical problems，the increase of chlorine gas impurity removal device，to ensure the stable operation of the production device.

paste resin；polymerization；vinyl chloride；removing impurities

TQ325.3

B

1009－1785(2016)11-0037-02

2016-08-01