乙烯法聚氯乙烯生產過程中的節能降耗措施

曹晨

(天津渤化工程有限公司，天津 300450)

本研究主要探討聚氯乙烯通過乙烯法生產所采用的節能降耗措施。

1 聚氯乙烯生產過程中降低水耗的措施

1.1 聚氯乙烯生產期間母液水的回收利用

通常情況下，30×104t/a聚氯乙烯裝置母液水量為160m3/h，若對母液水采取外排處理措施，則會在很大程度上增加污水處理裝置負荷，不僅會導致水資源的嚴重浪費，同時還會提高污水處理成本。

一般情況下，離心母液水含固質量分數為100×10-6～200×10-6，通過母液水過濾器進行過濾處理后，會降低到不超過50×10-6，可作為聚合汽提塔、聚合釜以及漿料槽等設備沖洗水。

離心機母液水與母液水罐相接觸后，通過母液水泵進入到過濾器中，而通過過濾器加以過濾后所產生的水多數會被打進沖洗水罐，只有一少部分會被用于污水處理工序，這有效節約了聚氯乙烯生產用水量，而且也有助于污水處理裝置負荷的降低，有效控制了聚氯乙烯生產成本[1]。

1.2 聚氯乙烯生產期間蒸汽冷凝水的回收利用

一般來說，蒸汽冷凝水存在較高純度，有很大回收利用價值。聚氯乙烯裝置內所用的蒸汽冷凝水大多源于干燥系統升溫與熱去離子水升溫，熱去離子水通過1.7MPa中壓蒸汽加熱，運行時間每日可達到10h，而干燥系統運行蒸汽壓力為0.6MPa。例如，30×104 t/a聚氯乙烯裝置在蒸汽冷凝水回收利用后，可節約去離子水3×104 t/a左右，節約成本30萬元以上。聚氯乙烯裝置內部回收的蒸汽冷凝水，需要通過離子水占處理后再應用于聚合釜中，盡量避免直接在聚合釜中應用。

1.3 聚氯乙烯生產期間沖洗水的利用

聚合生產過程中需要用到大量沖洗水，系統內沖洗水過多會直接導致系統負荷的增加和乙烯漿料處理時間的延長，即使將沖洗水改成母液水也無濟于事，必須在生產過程中控制沖洗水量。

1.3.1 有效控制聚合卸料釜壁沖洗水

在聚合釜卸料過程中釜壁內粘附有大量漿料，對涂釜效果產生影響。因此，卸料完成后需要大量沖洗水徹底沖洗聚合釜壁從而增加漿料體積。試驗結果顯示，聚合釜中漿料液位比攪拌槳葉低時，開啟聚合釜噴淋閥，采取8min單噴再切換噴頭的方法，能夠徹底沖洗釜壁漿料，達到節約沖洗水用量的目的[2]。

1.3.2 有效控制汽提塔沖洗水

汽提塔運行期間會出現漿料順著塔板降落的情況，很容易導致篩板堵塞或者偏流等事故的發生，為避免出現該類事故，聚氯乙烯生產期間應將沖洗水持續加在汽提塔頂部，汽提塔中加入沖洗水后，會顯著增加干燥系統處理負荷，所以需要增加一道沖洗水控制工序，對汽提塔每分鐘沖洗一次，且保證每次沖洗時間為15s左右，一方面能夠為汽提塔正常運行提供保障，另一方面也節約了沖洗水量。

1.3.3 有效控制漿料罐沖洗水

聚氯乙烯生產時，因為負荷調整等諸多因素，會導致漿料液罐位的波動范圍在30%～70%，使罐壁出現粘料現象，如果長期不處理，很容易引發粘料變色而滋生其它雜質，對聚氯乙烯質量產生嚴重影響。然而，若沖洗過于頻繁，同樣會導致后處理工序負荷的增加。目前改成漿料罐沖洗水在每半個月沖洗一次，每次的開啟時間在15min，確保了漿料罐壁的清潔維護。

2 聚氯乙烯生產過程中降低電耗的措施

聚氯乙烯裝置內會應用到較多的大功率電動機，比方說，羅茨風機、聚合釜攪拌器以及循環水泵等功率均在100kW以上，怎樣在大功率電動機中降低成本，同樣是企業節能的關鍵。

2.1 大功率電動機

循環水泵在聚氯乙烯生產過程中處于持續運行狀態。然而，在聚合釜卸料之后，聚合釜中所放射熱量比較少，也不會大幅提高溫度，在這種情況下，通過循環水壓力就能夠維持聚合釜的溫度，不需要循環水泵。自卸料至下一釜進料之前所需時間在40min左右，循環水泵功率在130kW左右，水泵停止應用之后，聚合釜能夠節約90kW·h左右的用電量。通常聚氯乙烯裝置會配循環水冷卻塔，并在塔頂配備185kW風機，依照溫度與季節變化，對風機開啟數量進行有效控制[3]。循環水溫度控制要求隨季節變化而不同，通常夏季控制在30℃以內，春秋季控制在25℃，冬季則控制在12℃左右。

2.2 聚合釜變頻攪拌

近年來，隨著新型聚氯乙烯裝置產能逐年增加，聚合釜容積和聚合釜攪拌器功率也隨之增大。現階段，我國聚合釜攪拌功率大多超過300kW，是聚氯乙烯裝置中耗電比較嚴重的設備。在各聚合階段，聚合釜攪拌功率大也會導致攪拌器電流變化較大。因此，在生產過程中通常為聚合釜攪拌加載變頻器，以調節輸出功率，每年可節約用電量1200萬kW·h左右，節省電費200萬元以上。

3 聚氯乙烯生產過程中降低汽耗的措施

3.1 汽提塔運行的控制措施

首先，汽提塔運行中應緩慢調控蒸汽流量、漿料流量以及塔頂回收壓力等相關參數，否則調控過快會導致汽提塔暫停運行，不論是重啟汽提塔還是沖洗水沖洗，都會增加能耗；其次，注意對各運行參數進行有效調整，避免為脫出VCM而盲目增加蒸汽量，防止出現塔壓差過高和影響漿料下料的情況，如果積料長期串流，一方面會改變汽提塔液位，而且還會直接影響到產品質量；再次，汽提塔開車過程中要保證料罐溫度持續，否則漿料放置時間較長會導致螺旋板式換熱器中的漿料溫度偏低，這種情況下對蒸汽通入量適當增加，能夠確保VCM的蒸出。

3.2 冷凝水熱量的回收利用

聚合進料過程中，通常會混合加入冷熱去離子水，熱去離子水進料溫度應超過85℃，由此就要求熱去離子水內溫度必須持續和蒸汽相交換，使水溫保持正常狀態。蒸汽和水換熱期間會出現大量冷凝水。改造后，將換熱器與疏水閥增加在板式換熱器中，通過換熱冷凝水對聚合進料的去離子水進行預熱，以達到節約蒸汽量的最終目的。

總而言之，乙烯法聚氯乙烯生產期間，由于聚氯乙烯產能過剩比較嚴重，導致激烈的市場競爭，很多聚氯乙烯企業所得利潤非常少，甚至存在虧損狀態，怎樣在不影響產品質量的前提下實現企業生產成本的節約，是現階段聚氯乙烯企業經營發展的重要方向。現階段行業中聚氯乙烯生產裝置日趨成熟，在漿料處理與配方體系等領域工藝也相對純熟，但各企業生產成本仍存在較大差距。如何在質量合乎要求情況下節約產品成本，依舊是需要深入探討的重要課題。