淺析甲基氯化錫合成過程中節(jié)能環(huán)保控制方法

幸響云　花蓓

【摘要】：通過對日常工作中錫化反應(yīng)現(xiàn)場來看，硫醇甲基錫生產(chǎn)系統(tǒng)中，通過一些基礎(chǔ)操作總結(jié)，發(fā)現(xiàn)有些批次反應(yīng)溫度不穩(wěn)定，反應(yīng)時間過長，反應(yīng)不徹底，能源消耗大，廢底料增多，成本高，中間體濃度不穩(wěn)定，影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。錫化反應(yīng)操作方法直接影響生產(chǎn)效率，每年產(chǎn)量達萬噸產(chǎn)量，這對公司節(jié)能環(huán)保方面帶來了巨大的壓力，幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)直接影響節(jié)能環(huán)保問題，可改進創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】：反應(yīng)原理；反應(yīng)過程；存在的問題；分析問題；解決問題；節(jié)能環(huán)保

前言

甲基氯化錫是二甲基二甲基二氯化錫與一甲基三氯化錫按一定比例組成的混合物。是制備甲基錫的中間體。甲基錫是優(yōu)質(zhì)的PVC用熱穩(wěn)定劑。硫醇甲基錫生產(chǎn)運行中，為提高生產(chǎn)運作效率，從生產(chǎn)過程控制，尋求一套更有利于錫化反應(yīng)控制方法，使錫化反應(yīng)更徹底，錫直收率更高、產(chǎn)品質(zhì)量更好，更節(jié)能環(huán)保。在確保安全的前提下生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的甲基氯化錫中間體。同時，錫化反應(yīng)是硫醇甲基錫生產(chǎn)過程中最重要的環(huán)節(jié)，反應(yīng)控制的好壞直接影響硫醇甲基錫生產(chǎn)產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量，直接影響整個錫化工產(chǎn)業(yè)節(jié)能環(huán)保問題。因此，控制好錫化反應(yīng)是硫醇甲基錫生產(chǎn)過程中最重要的一項工作。

1、錫化反應(yīng)原理

Sn+2CH3Cl→（CH3）2SnCl2

（CH3）2SnCl2+SnCl4→2CH3SnCl3

2、錫化反應(yīng)過程

甲基氯化錫中間體混合物的制備過程，在帶有攪拌裝置的壓力容器釜加入一定量的錫和EA3，升溫至200℃左右，緩慢通入CH3Cl氣體，保持釜壓在1—1450KPa以下，隨著反應(yīng)的進行，CH3Cl逐漸被消耗，壓力下降，此時間歇式補給CH3Cl，使得反應(yīng)持續(xù)進行，溫度在222℃左右進行反應(yīng)，直至壓力下降緩慢或不再下降，歧化5小時，進行降溫至180℃左右，釜內(nèi)壓力為850KPa，壓料至蒸餾釜內(nèi)進行蒸餾提純，用污水處理后的回收水作溶劑，合成甲基氯化錫中間體。

2.1進行錫化反應(yīng)應(yīng)先注意以下幾點

（1） 在停車狀態(tài)下，錫化釜上的所有閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)；

（2） 錫化釜在準備升溫生產(chǎn)前，必須檢查整套生產(chǎn)系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備是否安全完好，各控制系統(tǒng)處于連鎖投入狀態(tài)，管道電熱帶通電保溫溫度在150℃左右，防止管道和管口閥門堵塞，同時錫化釜攪拌器的冷卻水系統(tǒng)運行正常；

（3） 錫化反應(yīng)成功的基本條件：錫化投料前，釜中不能有水分和空氣。錫化釜必須干燥，必須抽盡空氣。

2.2 投錫原料和EA3

（1）投錫粉時，錫化釜內(nèi)溫度控制在180-183℃左右，最好在180℃，而且錫化釜的放空管和蒸餾釜的放空管保溫正常；

（2）檢查緩沖罐、吸收罐的液位，溶解釜里是否有水，一切到達標準后，啟動溶解釜下的循環(huán)泵；

（3）啟動錫化釜攪拌器并調(diào)節(jié)攪拌速度達到要求值；

（4）啟動真空系統(tǒng)，打開吸收罐上的真空閥、蒸至溶的放空閥、錫至蒸放空閥、對錫化釜進行抽真空，其他閥門處于關(guān)閉狀態(tài)；

（5）當錫化釜中的真空度達到要求值時（微負壓- 20KPa以上），打開錫原料加料口，把準備好的錫原料按要求緩慢、均勻加入錫化釜內(nèi)，不能前快后慢，錫原料在釜內(nèi)堆積，攪拌受力不均，導致攪拌振動，根據(jù)實際情況，控制在15min左右；

（6）如果需要加EA3，則當錫原料加到還剩45Kg左右時，把EA3和剩余的錫原料均勻加入釜內(nèi)，加料完畢后，關(guān)閉錫原料進料口，放空閥及相關(guān)閥門；

全面系統(tǒng)地對設(shè)備運行情況進行檢查，一切正常后方可進行錫化反應(yīng)。

3、錫化反應(yīng)階段常出現(xiàn)的問題

從圖1是錫化反應(yīng)實際曲線，此批反應(yīng)是一批典型的操作控制上出現(xiàn)問題的，反應(yīng)是不徹底，溫度大起大落，出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)反應(yīng)中斷現(xiàn)象。

首先，投料時油溫沒升到相應(yīng)的溫度，錫化釜內(nèi)的溫度只有165℃，溫度偏低，投料結(jié)束時，錫化釜內(nèi)溫度只有171℃就開始進氣，由于起始溫度比較低、進氣較大，所以前期升溫比較緩慢，壓力隨著進氣量的增大而不斷上升，這時進入的EA1并未反應(yīng)，只是增加了釜內(nèi)的壓力，而操作人員認為反應(yīng)時間到了就盲目的加分配劑，反應(yīng)溫度會升高，但反應(yīng)并沒有真正引發(fā)，只是一種假象，此時通冷卻水，反應(yīng)溫度僅升高一小段就會往下降，導致本來起始溫度就低的反應(yīng)釜內(nèi)溫度更低，此時采取加熱措施，這樣加入的分配劑在相應(yīng)的溫度開始引發(fā)反應(yīng)，而這時反應(yīng)溫度會迅猛上升，本來釜內(nèi)壓力就高，導熱油溫度又高，此時即使通冷卻水、關(guān)進氣也來不及，出現(xiàn)超溫現(xiàn)象，導致整體反應(yīng)較慢。溫度不穩(wěn)定，歧化反應(yīng)溫度又偏低，反復(fù)加熱，控制不當，油溫高，錫化釜內(nèi)的壓力高，溫度高，歧化又出現(xiàn)超溫，浪費大量的時間，這一切操作控制就造成此批反應(yīng)不徹底的原因。每一批反應(yīng)都不一樣，這就要求我們從每一個細節(jié)做起，對反應(yīng)要有預(yù)見性，杜絕誤操作。

3.1分析存在的問題

（1）現(xiàn)場操作不當，導致堵管現(xiàn)象，耽誤正常生產(chǎn)，清通管道時污染環(huán)境；

（2）操作人員對反應(yīng)趨勢判斷不準確，通冷卻水時機拿捏不準，反復(fù)加熱，能源消耗大；

（3）反應(yīng)釜攪拌出現(xiàn)振動、損壞現(xiàn)象、反應(yīng)中斷、反應(yīng)不徹底、維修攪拌時污染環(huán)境；

生產(chǎn)過程中每一個反應(yīng)細節(jié)都相當關(guān)鍵，一旦出現(xiàn)操作上的失誤，就會延長反應(yīng)所用的時間，浪費大量的生產(chǎn)成本，直接影響錫化反應(yīng)的生產(chǎn)效益，造成環(huán)境污染。

3.2解決問題

（1）質(zhì)量管理員在錫化工序?qū)T工現(xiàn)場操作進行監(jiān)督，并向車間匯報，制定相應(yīng)的懲罰制度。對于因操作失誤而造成壓料管道堵塞，閥門內(nèi)漏不及時更換的；溶解釜加水量如果把水加多或加少，并沒做好相應(yīng)的記錄的；生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)如果在交接班時，有閥門未關(guān)或者誤操作的；壓料或者蒸餾時如果發(fā)現(xiàn)吸收罐中液體看不到的等情況；給予處罰。

（2）錫化反應(yīng)波動較大，不穩(wěn)定，操作人員責任心不強等問題，由工序長負責監(jiān)督，加強各班組與車間的聯(lián)系溝通，制定控制相關(guān)反應(yīng)的最佳方法；錫半球由當班班長在投料之前負責檢查物料是否達到工藝要求，是否有雜質(zhì)，是否有塊狀，導致堵塞閥門，若出現(xiàn)問題，立即返回原料房進行處理。對EA1、分配劑由材料員負責，確保使用優(yōu)質(zhì)的物料進行生產(chǎn)，對于分配劑的加入，根據(jù)反應(yīng)情況，按時按量進行，確保準確無誤。

（3）在錫化工序主要針對錫化反應(yīng)控制不當，反應(yīng)趨勢判斷不準現(xiàn)象，制定相應(yīng)的培訓計劃，進行一對一的師帶徒現(xiàn)場操作培訓，杜絕因反應(yīng)不完全、超溫結(jié)塊導致攪拌振動，通過不定期的組織會議對各個班組成員進行強化培訓，不斷總結(jié)在反應(yīng)過程出現(xiàn)異常現(xiàn)象的原因，根據(jù)現(xiàn)場反應(yīng)的情況采取更佳適合的方法；采取崗位大練兵，提升員工的專業(yè)知識和操作水平，增強每一個員工的責任意識，提高員工的工作積極性。

以上方法結(jié)合實際生產(chǎn)過程中，取得了明顯的成效，使得設(shè)備保養(yǎng)和安全生產(chǎn)上都有很大的保證，提高了生產(chǎn)效率。

4、數(shù)據(jù)曲線分析

2017年8月對生產(chǎn)現(xiàn)場某批反應(yīng)數(shù)據(jù)曲線進行分析：

從圖2記錄反應(yīng)數(shù)據(jù)曲線來看，這批反應(yīng)比較理想。

首先，投錫原料時，溫度、油溫都升到相應(yīng)溫度。錫化反應(yīng)前1.5小時是比較關(guān)鍵，進氣量不要過大，有反應(yīng)跡象時，加入分配劑，溫度在222℃左右，釜內(nèi)壓力在500KPa左右，進入前期反應(yīng)，用進氣量，冷卻水來控制錫化釜內(nèi)反應(yīng)溫度，錫化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)自始至終進氣量不能間斷，前期反應(yīng)過程中一般不啟停導熱油系統(tǒng)溫度，前3小時錫化釜內(nèi)壓力保持在850KPa左右，EA1消耗350L左右，進入歧化狀態(tài)，反應(yīng)溫度保持在222℃左右，不能過低，錫化釜內(nèi)壓力保持在1350 KPa左右，4小時的歧化時間，共消耗EA1在520L左右。這批錫化反應(yīng)就比較理想，反應(yīng)完全、徹底，能耗、成本低，節(jié)能、環(huán)保。

結(jié)論

要真正把握上述的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)鍵還是靠人，從人員素質(zhì)和操作技能提升上下功夫，確保投入的錫原料徹底反應(yīng)，防止其殘留在錫化釜內(nèi)，導致攪拌振動。在蒸餾釜、底料罐中殘留，減少廢底料量，污染環(huán)境，提高了錫直收率。這樣既節(jié)約了水電，又提高了生產(chǎn)效率，每一批反應(yīng)都要在反應(yīng)變化中處理好每一個細節(jié)，才會有利于錫化反應(yīng)，一批操作好的反應(yīng)比控制不當?shù)姆磻?yīng)可多消耗EA150L左右。一批理想的反應(yīng)，汽化釜內(nèi)的壓力、液位、錫化釜的溫度、壓力、遵循“三平一斜原則”這就要求員工要有相當高的操作水平，杜絕在反應(yīng)過程中出現(xiàn)錫化釜內(nèi)壓力高、溫度高、釜外油溫高“三高現(xiàn)象”，這樣就會出現(xiàn)超溫、超壓現(xiàn)象，導致出現(xiàn)安全事故，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。有些細節(jié)完全可以人為控制的。要帶著細心、用心、責任心去處理好每一個關(guān)鍵點，降低生產(chǎn)成本，從而提高生產(chǎn)效率。

通過以上的數(shù)據(jù)分析，只要不斷探索、分析、總結(jié)、創(chuàng)新，我們有能力、有信心做好甲基氯化錫生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，克服種種困難，達到了節(jié)能降耗、環(huán)保目的。促進清潔生產(chǎn)的新思路是我們追求的目標，從而為整個錫化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展做節(jié)能環(huán)保技術(shù)保證。

【參考文獻】：

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作者簡介：幸響云.1983.男.云南.環(huán)保工程師.管理學士學位.現(xiàn)從事化工環(huán)保技術(shù)研究工作.花蓓.云南.化工工程師.工學學士.現(xiàn)從事化工技術(shù)研究工作。