37萬噸/年聚氯乙烯裝置螺旋板換熱器改進(jìn)總結(jié)

趙鎮(zhèn)

摘要：為提高聚氯乙烯樹脂質(zhì)量，對(duì)PVC漿料后加工汽提單

元進(jìn)行優(yōu)化改造，對(duì)汽提塔螺旋板換熱器進(jìn)行了更新，穩(wěn)定了汽提塔

操作，減少雜質(zhì)的產(chǎn)生，降低產(chǎn)品中VCM殘留量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

同時(shí)減少了蒸汽使用，達(dá)到了節(jié)能降耗目的。

關(guān) 鍵 詞：PVC；螺旋板換熱器；更新；質(zhì)量

中圖分類號(hào)： F253 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

漿料汽提工藝的主要作用是從PVC樹脂中有效脫除和回收氯乙烯單體，降低 VCM消耗，改善 PVC 樹脂質(zhì)量，減少其制品在加工和使用過程中對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的危害。氯乙烯懸浮聚合轉(zhuǎn)化率一般控制在80%～85%，終止反應(yīng)后仍有 15%～20%未反應(yīng)的 VCM 殘留在漿料中，其中，未反應(yīng)單體經(jīng)自壓回收約85%，所剩15%需要通過汽提加以回收。齊魯石化公司引進(jìn)美國(guó)西方化學(xué)公司的懸浮法PVC生產(chǎn)技術(shù)，根據(jù)生產(chǎn)強(qiáng)度大的特點(diǎn)，選擇了大型穿流式篩板塔，相應(yīng)配置了螺旋板換熱器等設(shè)備。

1流程簡(jiǎn)述

來自進(jìn)料槽的漿料首先通過泵進(jìn)入螺旋板換熱器中，并在換熱器中被從汽提塔底部來的熱漿料預(yù)熱。漿料之間的熱交換節(jié)省了汽提塔所需的蒸汽，并通過冷卻塔底物料，縮短了受熱時(shí)間。塔底出來的漿料靠重力進(jìn)入汽提塔閃蒸罐，閃蒸罐進(jìn)一步降低了汽提塔底部集液罐樹脂的溫度。汽提后的漿料用泵通過同一螺旋板換熱器送入離心機(jī)。在正常條件下，循環(huán)管線中過量的漿料返回到汽提塔底部。特殊情況下，多余的漿料返回到汽提塔進(jìn)料罐中進(jìn)行循環(huán)。閃蒸罐頂部的氣體與從汽提塔的塔頂出來帶有飽和水蒸汽的VCM氣體一起經(jīng)塔頂冷凝器冷凝后進(jìn)入真空泵，利用真空泵可縮短塔內(nèi)樹脂在真空汽提條件下操作的受熱過程。蒸汽經(jīng)過濾器過濾進(jìn)入汽提塔底部，把水加入到蒸汽管線將蒸汽增濕降溫以防止PVC樹脂在汽提塔集液槽壁上干燥和降解。流程簡(jiǎn)圖如下圖：

2 螺旋板換熱器更新的必要性

2.1 原螺旋板換熱器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

表1：原螺旋板換熱器設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

存在的問題：（1）由于設(shè)計(jì)總流量比實(shí)際運(yùn)行時(shí)流量大很多，因此在實(shí)際運(yùn)行中換熱達(dá)不到預(yù)期的效果。（2）冷側(cè)設(shè)計(jì)換熱效果差，冷側(cè)溫度只能升高至68.3℃，達(dá)不到工藝要求。

2.2 實(shí)際運(yùn)行中工藝參數(shù)達(dá)不到要求

表2：汽提塔典型操作參數(shù)

存在問題：（1）汽提塔壓差高，操作難度大（2）汽提塔塔頂溫度低，VCM殘留脫除困難。

3. 螺旋板換熱器更新過程

3.1螺旋板換熱器選型

根據(jù)上述情況分析，原螺旋板換熱器已經(jīng)不能滿足實(shí)際的生產(chǎn)需要，因此考慮重新選型。經(jīng)過設(shè)計(jì)計(jì)算，采用了316L可拆螺旋板換熱器。

表3：新螺旋板換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)

新螺旋板換熱器按照實(shí)際生產(chǎn)需要提供數(shù)據(jù)，能夠達(dá)到預(yù)期效果。

3.2 螺旋板換熱器更新后工藝參數(shù)變化

表4：螺旋板更新后汽提塔典型操作參數(shù)

從上表可以看出，螺旋板換熱器更新后，操作參數(shù)明顯變化，塔頂溫度由原來的73℃上升至77℃，汽提塔壓差由原來的20kpa降至15kpa有利于汽提塔的操作平穩(wěn)，易于脫除產(chǎn)品中VCM殘留。

4 更新后對(duì)PVC產(chǎn)品質(zhì)量提高情況

根據(jù)汽提原理，溫度已經(jīng)超過PVC樹脂的玻璃化溫度(75～78℃)，處于玻璃化溫度以上時(shí)分子的振動(dòng)動(dòng)能加快，有利于PVC顆?？紫吨蠽CM的脫吸，玻璃化溫度是進(jìn)塔漿料的最低溫度。目前將汽提塔塔頂溫度控制在75℃以上，就能得到比較滿意的殘留結(jié)果，而影響汽提塔塔頂溫度主要有二個(gè)方面，一是蒸汽進(jìn)料量的大小，由于受汽提塔壓差的限制（一般壓差超過26KPa，將產(chǎn)生雜質(zhì)），無法過多提高蒸汽量；二是螺旋板換熱器的換熱能力較低，主要是螺旋板換熱器的換熱面積較小，達(dá)不到要求。2010年因?yàn)閂CM殘留不達(dá)標(biāo)造成的PVC非優(yōu)級(jí)品有10次，造成產(chǎn)品VCM殘留超標(biāo)主要原因是汽提塔塔頂溫度指標(biāo)偏離。進(jìn)塔漿料溫度低，導(dǎo)致汽提塔溫度控制彈性縮小，塔頂溫度稍有波動(dòng)就會(huì)造成VCM殘留超標(biāo)。2011更新螺旋板后，汽提塔操作明顯好轉(zhuǎn)，杜絕了因汽提原因造成的產(chǎn)品中殘留VCM超標(biāo)情況。

由于換熱效果提高，裝置的蒸汽明顯降低，使用量降低了500kg/hr左右，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗。

5 結(jié)束語

經(jīng)過不斷的摸索，優(yōu)化改造，裝置生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低了產(chǎn)品成本，提了產(chǎn)品質(zhì)量，使產(chǎn)品的優(yōu)級(jí)品率進(jìn)一步提高，減少了設(shè)備故障，節(jié)省了設(shè)備檢修費(fèi)用，提高了企業(yè)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 邴涓林 黃志明.聚氯乙烯工藝技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社.2008.4

[2]《PVC質(zhì)量影響因素與常見問題分析》河北化工2009年第七期 張國(guó)振編寫

[3]《如何正確操作漿料汽提塔》聚氯乙烯2002年第五期 邵平編寫