聚氯乙烯分離過程新技術的研究與工業應用

莫力根 婁少華（北京航天動力研究所，北京 100076）

聚氯乙烯分離過程新技術的研究與工業應用

莫力根 婁少華（北京航天動力研究所，北京 100076）

聚氯乙烯（PVC）是工業以及生活中常見到的一種塑料產品，在工業生產中，聚合PVC采用的原料氯乙烯單體（VCM）不能實現完全轉化，少量VCM殘存在PVC漿料當中，既浪費了資源，也影響PVC樹脂的質量，還會給空氣造成污染。折流式導向篩板汽提技術的應用成功實現了PVC漿料當中的VCM含量的降低，體現了國家節能減排的政策，文章對此技術進行了分析。

聚氯乙烯；汽提技術；工業應用

聚氯乙烯（PVC）樹脂是通過對氯乙烯單體（VCM）進行聚合而形成的熱塑性高聚物，具有絕緣性好、耐腐蝕性強、抗燃性優良以及機械強度高等優勢在工農業以及生活日化等方面都有著廣泛的應用。然而在VCM聚合反應過程中不能夠完全充分的實現轉化，一般轉化率在80%～90%左右，自壓出料后，仍有少量VCM存留在PVC漿料當中，目前，在PVC漿料生產中利用汽提技術是減少VCM殘留的最有效方法，北京化工大學在原有汽提基礎上，融合原有折流式塔板以及導向篩板的特點，開創了折流式導向篩板技術，大大提升了汽提塔的脫吸效率，降低了PVC漿料當中VCM的含量，既確保了PVC生產質量，又實現了經濟創收，減少對環境的危害。

1 技術原理

VCM經聚合后形成的PVC漿料經過釜內自壓回收和出料槽加熱回收未聚合VCM后，PVC漿料經過螺旋板換熱器進入到汽提塔頂，和塔內上升的蒸汽在塔板上進行接觸和傳質傳熱。少量的樹脂同水相中含有的VCM隨蒸汽蒸出，其中水分會通過塔頂冷凝器凝結下來，而不凝的VCM則經過在線分析，合格后送入VCM氣柜回收。折流式導向篩板（如圖1）是在原有導向篩板基礎上增設了折流板，塔板上形成一系列導流槽，讓漿料在踏板上形成單向流動，這樣就能夠讓漿液在踏板上停留更長時間，而且不容易返混，提升了汽提的效果。設置導向孔可以將導向孔流出的蒸汽作為推動漿料流動的能量，進而克服了液面落差及其影響，讓漿料在塔板上保持均勻的停留時間，防止塔板上的漿料出現堵塞。折流式導向篩板汽提塔對于VCM的分離效率更高，塔底流出的PVC漿料當中存留的VCM含量也從5×10-6降低至1×10-6，而且不會出現堵塞，檢修的周期也得到了極大的延長，節省了檢修資金和損失。

圖1 折流式導向篩板

2 影響汽提效果的因素

通過上述技術原理可以知道，對于PVC漿料汽提效果的影響因素主要來自兩方面：一方面是內因，即樹脂顆粒的自身特點，包含了顆粒大小及粒徑分布、顆粒疏松程度、孔隙率和外表面皮膜結構等等；另一方面是外因，外因方面包含了汽提塔的操作參數以及綜合配置，主要有溫度、壓力、通氣量、脫吸時間以及設分離效率等方面。對比內外因可知，內因對于PVC漿料的汽提效果影響更為徹底和明顯，但是外因的可控性卻更高，生產可調性更加強，所以，對于PVC漿料的汽提技術改進目前也主要是通過外因來尋求突破。

3 應用情況及效益分析

目前，由北京化工大學開創的折流式導向篩板技術在整個行業當中處于領先的位置，該技術已在多家PVC生產企業得到了應用，效果顯著，非常成功，該技術打破了技術壁壘，有效優化了產品的結構，對于提升PVC企業的市場競爭實力有著巨大的助益，取得了很好的經濟和社會效益。

該技術在20萬t∕a的PVC工業生產當中得到了成功的應用，PVC漿料當中存留的VCM，采用折流式導向篩板的汽提技術，塔板數量為7塊，孔徑為5毫米，導向孔高度為1.5毫米，開孔率為10%，板間距為1500毫米。塔底流出的PVC漿料中存留的VCM含量也成功降到了1×10-6，可回收單體100t∕a，按照6000元∕t的單體價格進行計算，折算成經濟效益為60萬元∕a。原來生產1tPVC需要耗費0.4t的蒸汽，而現在只需要0.12t即可，節省了5.6萬t∕a的蒸汽消耗，若蒸汽的平均單價按照100元∕t計算，僅蒸汽這一項就節省了560萬元∕a。綜合上述兩項收益，利用該技術直接取得了620萬元∕a的經濟效益。

綜上所述，折流式導向篩板技術在原有汽提技術的基礎上加入了導向篩板技術和液體擋流板，在實際應用中減少了堵塞情況，提升了PVC漿料在汽提過程中的運行效率，并且有效降低了PVC漿料當中VCM的含量，在提高產品質量的同時還能夠節約資源，取得良好的經濟收入，具有十分顯著的優勢，是一項值得推廣的新技術。

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