淺談聚合釜不穩(wěn)定運(yùn)行原因及改進(jìn)措施

王默凝

（大慶油田有限責(zé)任公司化工集團(tuán)技術(shù)開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163000）

最近幾年，伴隨著工藝技術(shù)的進(jìn)步，聚合釜運(yùn)行的穩(wěn)定性得到了顯著提升，不僅產(chǎn)生大大增加，樹脂質(zhì)量指標(biāo)也得到改善，聚合釜清洗的次數(shù)有所減少，能夠為之后工序指標(biāo)的優(yōu)化奠定良好基礎(chǔ)。不過聚合釜在運(yùn)行中依然存在不穩(wěn)定運(yùn)行的情況，需要工作人員做好原因分析,采取有效的改進(jìn)措施，保證聚合釜運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。

1 聚合釜不穩(wěn)定運(yùn)行原因

1.1 配方不當(dāng)

聚合釜配方包括了無離子水、分散劑、引發(fā)劑以及單體等，如果其配方合理，將會對聚合釜的穩(wěn)定可靠運(yùn)行造成影響。配方不當(dāng)一般體現(xiàn)在3個方面：一是水油比不當(dāng)，在利用懸浮法進(jìn)行疏松型樹脂生產(chǎn)時，樹脂孔隙與表面都會吸附一定量的水，如果水油比過低，會導(dǎo)致體系黏數(shù)增大，VCM單體液滴在聚合分散體內(nèi)部的數(shù)量增加，彼此之間的碰撞頻率增大，在發(fā)生反應(yīng)時顆粒會變粗，嚴(yán)重時可能引發(fā)聚合反應(yīng)體系的失衡；二是分散劑添加不當(dāng)。分散劑在聚合反應(yīng)中主要起到了保膠以及分散的作用，如果分散劑添加過量，會導(dǎo)致體系黏度增加，懸浮液泡沫增多，樹脂顆粒變細(xì)，造成釜頂冷凝器堵塞，不能及時處理會降低冷凝器換熱量，影響對于聚合釜溫度和壓力的有效控制，如果分散劑添加過燒，會影響體系的穩(wěn)定新，導(dǎo)致聚合反應(yīng)異常；三是引發(fā)劑添加不當(dāng)。引發(fā)劑是引起聚合反應(yīng)的關(guān)鍵，在配比不均勻的情況下，可能引發(fā)兩種異常，一是前期反應(yīng)快而后期反應(yīng)慢，容易導(dǎo)致局部過熱，二是前期反應(yīng)慢后期反應(yīng)快，造成聚合反應(yīng)溫度的土壤升高，出現(xiàn)反應(yīng)異常。

1.2 水溫及流量控制不合理

聚合反應(yīng)釋放的熱量多數(shù)都會被循環(huán)水帶走，因此當(dāng)循環(huán)水溫度偏高，或者流量偏低時，會影響熱量的及時轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致聚合釜內(nèi)部溫度和壓力的升高，循環(huán)水流量偏大則會造成聚合釜內(nèi)部溫度和壓力的下降，引發(fā)聚合反應(yīng)異常的問題。

1.3 pH值選擇不當(dāng)

無論是pH值偏低導(dǎo)致體系偏酸，還是pH值偏高導(dǎo)致體系偏堿，都會引發(fā)分散劑表面張力的改變，弱化其分散能力，繼而造成聚合分散體系失衡，PVC顆粒變粗。

1.4 釜頂冷凝器控制不當(dāng)

在發(fā)生聚合反應(yīng)的過程中，釜頂冷凝器會將部分反應(yīng)產(chǎn)生的熱量轉(zhuǎn)移走，在釜溫調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著重要作用。但是如果控制不當(dāng)，導(dǎo)致釜頂冷凝器提前使用，會造成冷凝液滴回流到釜內(nèi)，參與聚合反應(yīng)，影響聚合體系的穩(wěn)定性。同時，如果釜頂冷凝器管程自聚換熱效果差，聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量將會難以轉(zhuǎn)移，一樣會影響反應(yīng)的順利進(jìn)行。

2 聚合釜不穩(wěn)定運(yùn)行改進(jìn)措施

2.1 做好聚合配方控制

一是對水油比進(jìn)行優(yōu)化，可以將其控制在0.9左右，對聚合釜注水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保證水油配比的合理性以及聚合反應(yīng)體系的穩(wěn)定性；二是應(yīng)該做好分散體系選擇。通過對樹脂質(zhì)量的分析以及反應(yīng)過程中聚合釜內(nèi)部溫度和壓力的觀察，最終選擇日產(chǎn)聚乙烯醇分散劑，其能夠提升聚合體系的保膠能力和液滴分散能力，確保聚合反應(yīng)的順利進(jìn)行；三是應(yīng)該選擇合適的引發(fā)劑。依照聚合釜反應(yīng)的實際情況，對前后期具備不同活性的引發(fā)劑進(jìn)行調(diào)配，確保聚合前后期反應(yīng)速率均勻。

2.2 做好水溫流量調(diào)節(jié)

結(jié)合聚合釜運(yùn)行的實際情況，需要將循環(huán)水的溫度控制在13～18℃之間，夏季最高溫度不能超過20℃，壓力不低于0.6MPa，安排專人定期對循環(huán)水調(diào)節(jié)閥以及流量計進(jìn)行檢查，及時對發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行處理。

2.3 優(yōu)化體系pH值

想要對聚合體系的pH值進(jìn)行有效控制，工作人員必須嚴(yán)格依照相關(guān)要求，將去離子水的pH值控制在6～9之間，氧含量低于1×10-6，以2h為間隔，對單體儲槽中的水進(jìn)行回收，消除物料偏酸或者偏堿的問題，將聚合體系的pH值控制在一個相對恒定的范圍內(nèi)，避免聚合反應(yīng)體系偏酸或者偏堿引發(fā)的異常。

2.4 合理投用釜頂冷凝器

不少化工企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，因為經(jīng)驗缺乏或者投運(yùn)不合理等原因，釜頂冷凝器存在管程自聚、換熱差、回收慢等問題，在一定程度上影響了聚合釜的穩(wěn)定運(yùn)行。對此，企業(yè)應(yīng)該首先做好釜頂冷凝器管程的清洗工作，在清洗完成后，或者運(yùn)行20釜之后，需要手動進(jìn)行釜頂冷凝器的噴涂，同時在聚合反應(yīng)結(jié)束回收前，加入相應(yīng)的消泡劑，將回收流量控制在2000m3/h以內(nèi)。聚合反應(yīng)進(jìn)行45～60min后，需要串聯(lián)調(diào)節(jié)投用釜頂冷凝器。在經(jīng)過相應(yīng)的優(yōu)化改進(jìn)后，釜頂冷凝器的自聚顯著降低，換熱效率提高，能夠?qū)Ω斃淠魍队眯Ч钜l(fā)的聚合反應(yīng)進(jìn)行差的問題進(jìn)行控制和改善。

3 結(jié)語

總之，伴隨著工藝技術(shù)的改進(jìn)優(yōu)化以及管理水平的提高，聚合釜運(yùn)行的效果也在不斷提高，樹脂產(chǎn)品的質(zhì)量得到了提升，聚合釜的清洗次數(shù)也在不斷下降，以某化工企業(yè)為例，在投運(yùn)初期，每進(jìn)120釜作業(yè)后，就需要進(jìn)行1次清洗，而在完成工藝改進(jìn)后，進(jìn)行240～260釜才需要進(jìn)行1次清洗。而通過對生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗的總結(jié)研究，聚合釜不穩(wěn)定運(yùn)行問題得到了改進(jìn)，其運(yùn)行變得越發(fā)穩(wěn)定，產(chǎn)能也在持續(xù)提高，有助于化工生產(chǎn)的順利進(jìn)行。