提升PVC聚合工序產能的策略探討

劉崢 王增強

（唐山三友氯堿有限責任公司，河北 唐山 063305）

目前，PVC懸浮法聚合存在產能低下的問題，究其原因，一是對工藝精度、生產原料及輔助原料都有較高標準；二是聚合釜的換熱效率偏低；三是聚合釜換熱媒介，季節性的溫度波動，造成換熱不足，聚合反應時間偏長。綜上，致使PVC 聚合工序能力不能充分發揮，造成產能偏低。從事PVC 生產的技術人員，一直對提升產能做著各方面的研究，并得到了一系列的成果。有鑒于此，本文對提升PVC 聚合工序產能的策略進行闡述，落實策略理論、提出策略思路。

1 PVC聚合工序流程簡介

PVC 聚合工序大體可以分為四個步驟，分別為涂壁操作、入料操作、聚合反應操作、出料回收操作。下文將對各步驟具體內容進行分析。

1.1 涂壁操作

首先，將使用中壓蒸汽將涂壁液霧化，在釜壁冷凝時，使涂壁液附著在釜壁上。

1.2 入料操作

首先將向釜內加入緩沖劑，再向釜內加入純水和液態氯乙烯，并確保水與氯乙烯的加入比例（即水油比）。在加料過程中，要嚴格控制水油比和釜溫，否則會影響到后續步驟。

水、氯乙烯加料完畢后，稱取一定重量的分散劑，加入釜內，并充分攪拌，使氯乙烯以小油滴的形式，均勻地分布在水相中。分散均勻后，稱量一定重量的引發劑，加入釜內，引發氯乙烯發生聚合反應。

1.3 聚合反應操作

引發劑加入后，釜溫逐漸達到設定值時，程序啟動循環冷卻水來去除反應熱，并通過調節循環水用量控制反應溫度。在反應過程中，必須保持反應溫度在設定溫度±0.5℃之間。當反應壓力降達到預定值時，即認為達到了反應終點，向釜內加入一定量的終止劑，終止聚合反應。

1.4 出料回收操作

反應終止后，開始進行出料操作，并在出料過程中，對漿料中未參與反應的氯乙烯先進行回收處理。回收完畢后，再將漿料輸送至汽提工序，通過汽提塔進行脫吸處理，此舉可去除漿料內殘留的氯乙烯。

2 影響PVC產能的原因

2.1 VCM回收效率低

受VCM回收速率緩慢影響，在一定程度上導致聚合釜投用率低。這一問題會導致聚合釜出料過程異常，使得PVC聚合工序有相當一部分產能無法被釋放，由此形成產能低的現象。

此外，在PVC 聚合工序回收過程中，因為PVC 漿料內可能存在小粒徑顆粒，當這些顆粒進入回收管線后，導致管線不暢通或堵塞，容易出現壓力過大的問題。而過大的壓力很容易帶來安全隱患，導致回收速率放緩或停止，削弱產能。

2.2 阻聚劑過量加入

反應體系內的引發劑成分亦會有少量殘留，隨回收氣體進入回收系統和回收儲槽內，并在其中引發氯乙烯進行反應，而在管道、儲槽內形成聚合物料塊，堵塞儀表、閥門的異常。

為防止這種情況，需要在回收時向回收管道內加入適量的阻聚劑。但如果阻聚劑加入過量，就同樣會進入儲槽，隨入料操作進入釜內，造成反應速度降低，對產能造成影響。

2.3 冷凝器換熱效果差

釜頂冷凝器換熱效果差，會導致聚合反應時間偏長，這一現象的成因主要是兩大方面，一是在冷凝器的列管內形成物料堵塞，使得一部分列管無法參與換熱；二是，在冷凝器頂部會聚集一部分惰性氣體，會占用一部分列管面積，影響冷凝器的換熱，最終導致反應熱移出的能力降低，產能收到限制。

2.4 聚合輔助時間較長

入料操作會占用相對較長的時間，以70m3釜為例，自入料啟動至引發劑加入完畢，一共需要約45分鐘左右。

3 提升PVC聚合工序產能的整改對策

3.1 提高回收效率

（1）PVC顆粒堵塞管道

為了防止PVC 顆粒堵塞回收管道，在回收系統的首端，安裝泡沫捕集器，對回收氣體內的PVC顆粒進行分離。

（2）提高回收速度

在有效實現PVC顆粒分類后，通過增加回收壓縮機運行臺數的方法，提高回收速度，從而縮短回收時間。

（3）回收管線壓力異常整改對策

第一，定期排放管線內積水或異物，避免回收管線堵塞。第二，為了根治回收管線壓力異常問題，可以在回收管路與氣柜之間安裝分離器，有效分離管道內的積水。

3.2 改變阻聚劑加入方式

為除去回收氯乙烯中殘存的引發劑，需要在回收管道內加入阻聚劑。然而阻聚劑一般為液體，與氣相氯乙烯混合不充分，就依然會導致上述結果，因此，阻聚劑的加入量一般相對偏多，從而導致多余的阻聚劑進入反應體系。所以，在阻聚劑的加入口處安裝噴頭，將阻聚劑霧化，提高其與氣相氯乙烯的混合效果，降低阻聚劑的用量，防止其進入反應系統，影響聚合產能。

3.3 冷凝器換熱效果差整改對策

3.3.1冷凝器列管堵塞

氣相氯乙烯進入冷凝器后，被冷凝成液態，相變產生的壓降，成為釜內氯乙烯向冷凝器內流動的動力。然而，冷凝器過度使用，氣相氯乙烯在列管上的冷凝速度加快，造成相變壓降過大，造成液相中的氯乙烯逸出速度過快，導致液相表面的泡沫增多，泡沫進入冷凝器列管后堵塞列管。因此，雖然釜頂冷凝器可以有效的加大聚合反應熱的移出效率，但要合理降低冷凝器的投用比例，穩定冷凝器的運行。

即便如此，也無法徹底避免泡沫夾帶。并且，如果這種引發狀態的液滴在列管上停留時間過長，就會形成粘附，最終形成一層聚合物料膜，影響換熱。同時，夾套形成的水垢也會造成冷凝器換熱效率降低。因此，在冷凝器頂部安裝噴頭，在反應過程中，向冷凝器內噴水，通過水流的流動，帶動料粒和液滴回到釜內；二是，需要定期對冷凝器進行高壓清洗，將堵塞的列管疏通、將列管壁粘附的聚合物料膜沖洗干凈，提高冷凝器的換熱效果；三是，需要通過過濾、添加藥劑的方式提高循環水水質，防止雜物進入冷凝器夾套、防止循環水在冷凝器夾套內形成藻類物質，影響換熱效果。四是，通過對冷凝器夾套定期的酸洗，提高冷凝器換熱效果。

3.3.2惰性氣體

在冷凝器頂部的惰性氣體聚集量達到一定程度后，即會影響冷凝器列管與氣相單體的換熱。這樣，便需要在反應過程中，將這部分惰性氣體排除、來保障冷凝器換熱效果。

3.4 減少入料輔助時間

在入料操作中，最為關鍵的一是物料的加入量，二則是加入的時間節點。

入料操作中的各個階段中，緩沖劑的作用是維持反應體系的PH值為中性，防止分散劑水解失效。因此，緩沖劑必須在分散劑入前加入，并且要確保其在水相中混合均勻，所以緩沖劑加入的節點無法改變。

然而，在分散階段，加入的分散劑分為主分散劑和輔助分散劑，主分散劑的主要作用是在氯乙烯小油滴外部形成一層內部親油外部輸水的保護膜，防止小油滴之間由于碰撞而融并、粘附，造成PVC 料粒的不均勻；輔助分散劑的作用則是使小油滴均勻地分散在連續相水中。因此，主分散劑需要在輔助分散劑前加入，但不一定必須在水、氯乙烯之后加入，理論上，可以與水、氯乙烯同時加入，以此節省主分散劑加入的時間。仍以70m3釜為例，入料時間可由原來的45 分鐘，縮短至38 分鐘左右。

4 結語

綜上所述，本文對PVC 聚合工序進行了簡單闡述，后分析了該工序產能低下原因，了解了各原因造成工序產能低的激勵。針對各項原因，文中提出了對應的整改對策，介紹了各項對策的應用方法與作用，通過這些對策可以盡可能地提高PVC聚合工序產能，說明這些對策具有一定應用價值，有一定的推廣價值。