20万吨年PVC生产装置论文.doc
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1、单套20万吨/年PVC生产装置的特点概述宁小钢 冯巍 王建兵(天津大沽化工股份有限公司,天津 塘沽 300455) 关键词 PVC ;热水入料 ;聚合强度;技术创新 摘 要 大沽化工采用108m3聚合釜生产悬浮法聚氯乙烯树脂,生产强度可达430t/(m3.a),采用复合引发剂、密闭入料工艺和热水入料来缩短聚合反应时间和辅助时间,从而达到缩短聚合周期。生产中采用高效节能的内热管式多室卧式流化床干燥器和节能型汽提塔。全过程采用集散控制系统(DCS)控制,监控和生产管理。该套生产设置在产、质、耗等方面均已达到国内领先水平。Characteristic summarization of 200kt/a
2、 PVC production equipment of Dagu Chem.Co. of TianjinWANG Jian_bing, NING Xiao_gang, FENG Wei(Dagu Chemical CO. , Tanggu 300455, Tianjin , China )Key words : PVC; technology of hot pure water charge; technical innovation; productivity of polymerizationAbstract: Dagu Chem.Co. products SPVC with 108m3
3、 reactor, and the capacity can reach 430t/(m3.a). The compound catalysts in polymerization, airtight additive material system and hot water charge process employed in PVC production are introduced, which can Shorten the period of polymerization and raised productivity of polymerization, and the good
4、 results are described. High-efficiency and energy-saving horizontal multi-compartment fluidized bed dryer with internal heating pipe and stripping tower of energy-saving is used in production. The whole production process is controlled, monitored and managed by DCS. The product、quality、consumption
5、and so on in the production equipment are all on the lead level of homeland.前 言作为世界五大通用塑料之一的聚氯乙烯树脂,以其低廉的价格和均衡的加工性能而成为十分理想的材料。我国也是PVC树脂的生产大国之一,我国聚氯乙烯工业历经四十多年的发展,已取得了长足的进步,其生产能力在国内合成树脂中位居首位,产量仅低于PE列次席。为满足国内日益增长的PVC树脂的需求量,许多聚氯乙烯生产企业都相继进行了生产装置的改造和扩建。天津大沽化工股份有限公司相关技术人员依靠技术创新,充分学习和吸收国内外先进技术经验,历经近两年的不懈努力,自
6、行设计出一套20万吨/年的PVC生产装置。且于2004年11月28日一次性试车成功并迅速投产。下面我具体介绍一下该套生产设置的特点:1.聚合11工艺简介:该套20万吨/年PVC装置采用5台108M3聚合釜,生产工艺采用DCS控制,完全实现了密闭入料及助剂的自动加入,省去打水抽真空、助剂手动加入、二次回收、清釜、手动涂釜等操作时间约1h。聚合期初期采用了目前较为先进的“热水入料”技术,该工艺将聚合釜入料的无离子水分为纯水(1530)和热纯水(100135),按次序分别加入。热纯水与纯水的比例为11.5:1,此比例主要依据聚氯乙烯树脂型号的不同进行调整。热水入料工艺技术能省去聚合工艺过程中的升温步
7、骤,从而减少了反应所需的升温时间(近20分钟),因此提高了聚合反应釜的生产效率,缩短了聚氯乙烯生产的辅助时间,降低了聚氯乙烯的生产成本,其生产强度可达430t/(m3.a),并能够很好的满足聚氯乙烯产品的质量与各项工艺指标的技术要求。1.2 粘釜效应的改进采用自动涂釜工艺,取得良好效果。同时由于热水入料工艺不必经过聚合釜的夹套升温过程,因此聚合釜的夹套和内热管局部高温现象就不再存在,故粘釜物也会大幅度的减少。每台聚合釜的清洗周期延长为100釜以上,最多可达300釜。1.3 热水入料工艺的预期效果该工艺具体操作时间如图(一)所示。热水入料工艺优点是:1热水入料可以提高聚合釜生产设计能力的5%10
8、%。2由于热水入料使聚合釜的粘釜现象大大减轻了。图(一)14 高效引发剂体系众所周知,提高聚合强度主要从缩短聚合时间入手。要实现反应均匀放热、密闭入料操作,主引发剂在聚合温度下半衰期以12h为宜。经过我们长期摸索和理论计算后,最终采用阿克苏公司的TX_23和TX_36,并对TX_23和TX_36的复合配比进行了优化,将反应时间控制在3.5 4 h之间。以该装置生产的某型号树脂为例,它采用TX_23和TX_36复合,其反应恒温理想状态下的计算曲线如图(二)所示。图(二)15水油比的调整:提高聚合釜填装系数和降低水油比(某型号树脂水油比可达0.9),极大地提高了聚合釜的利用效率。整个聚合过程采用自
9、动注水工艺,根据聚合反应调节注水量,改善反应体系和提高传热系数。同时反应过程中聚合釜内液位基本维持不变,使气液接触带基本恒定,减少粘釜物。16 聚合装置特点:108M3 聚合釜除了设有夹套和6组内冷管外,还在聚合釜顶增设一台回流冷凝器,并可根据聚合反应时的放热程度来通过注入N2调节釜顶冷凝器的操作面积,从而满足不同强度的生产需要。108M3 聚合釜的搅拌装置是采用双层底伸三叶平浆式的搅拌器,转速可分为高低两种,并能根据物料的加入情况自动进行高低搅切换。该聚合釜清釜装置为一台机器手臂,它通过300kgf/cm2的高压清水对釜内各个易粘釜死角进行高压冲洗,这样既方便快捷,又减少了对聚合釜内壁抛光面
10、的损伤。2汽提21工艺简介聚合来的PVC浆料通过压力调节阀进入出料槽,经倒料泵、浆料振动筛除去较大PVC粘釜物后,进入200m3混料槽后,通过进料泵送至螺旋板换热器,与汽提塔出来的热浆料进行热交换后进入汽提塔。并根据树脂型号的不同而选择进料塔板层。进入到汽提塔进料板上的浆料沿折流板均匀、稳定流动,与自下而上从塔板筛孔上升的蒸汽充分进行传质传热,浆料中被上升的蒸汽脱除出的VCM气体,与蒸汽一同引至塔外,经塔顶两台串联冷凝器装置,未被冷凝的VCM由水环真空泵送至回收气柜,而冷凝水不再回流入塔,在提高塔处理能力的同时保证了出塔浆料的固含量。为了降低蒸汽消耗和减少用水量,汽提塔采用两级塔顶冷凝装置,一
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