穿流板式汽提塔的应用与改进

科研与生产

穿流板式汽提塔的应用与改进

平建忠*

,李 军

(宁夏西部聚氯乙烯有限公司,宁夏石嘴山753202)

[关键词]聚氯乙烯;穿流板式汽提塔;残留氯乙烯含量;杂质粒子数;改进

[摘 要]介绍了穿流板式汽提塔的操作注意事项。阐述了汽提塔温度、塔顶压力及汽提塔液位对汽提操作的影响。详述了汽提塔运行过程中出现的进塔蒸汽管线积料、汽提塔结垢及填料层积料等问题及相应的解决办法:把进塔水平配管改为垂直配管;用磷酸三钠代替磷酸三钙,并定期对汽提塔进行酸洗;保证聚合釜清洗次数,调整消泡剂用量,改造进塔浆料管线喷头。

[中图分类号]TQ 053.5 [文献标志码]B [文章编号]1009-7937(2010)03-0004-05

The application and improvements of a turbogrid stripper

PI N G J ianz hong ,L I J un

(Ningxia Western PVC Co.,Ltd.,Shizuishan 753202,China)

Key words:PVC;turbogrid stripper;residual vinyl chl oride content;impurity particle num -ber;improvement

Abstract:Matters needi ng attenti on during operation of turbogri d stri pper were descri bed.In -f luences of temperature,overhead pressure and fluid level of turbogrid stri pper on its operation were discussed.Problems such as material accumulating i n steam pipe entering the stripper,scale formati on of stripper and material accumulating in fill ers w ere introduced in detail.The corre -sponding solving mesures included changing the hori zontal piping into vertical pipi ng,substituting sodium phosphate for cal cium phosphate,periodically cleaning the stri pper by acid,guaranteeing the cleani ng ti mes of polymerizer,adjusting the usi ng amount of antifoami ng agent,and improving the sprayer f or charging slurry into sripper. 聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯(VCM)和各种助剂在聚合反应容器内通过控制一定的反应温度和压力及相关工艺指标聚合而成的高分子化合物,因其优良的综合性能和较低廉的价格目前已广泛应用于工业、建材、包装材料和日用品消费等行业,深受消费者的青睐。由于生产PVC 的原料VCM 属于慢性致癌有机物,人体若长期接触VCM 含量超标的制品会造成肝功能损坏,所以PVC 树脂残留氯乙烯含量成为衡量PVC 树脂质量的重要指标之一。国家标准GB/T 5761 2006中对PVC 树脂残留

VCM 含量进行了严格的规定。

汽提塔是PVC 树脂生产过程中的重要设备之一,用于回收聚合生成的PVC 树脂颗粒内部溶解吸附的VCM,使PVC 树脂残留VCM 含量达到国家标准。PVC 生产过程中常用的汽提塔分为有溢流堰塔和无溢流堰塔,其中无溢流堰塔俗称穿流板式塔。在生产过程中,有溢流堰塔的传质传热过程仅在塔板上进行,PVC 浆料在板间流动时仅有传热而没有传质,而无溢流堰塔内一直都在进行传质与传热;因此,无溢流堰塔的产能要高于有溢流堰塔[1]。

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第38卷 第3期2010年3月 聚氯乙烯Poly viny l Chloride

Vol.38,No.3

Mar.,2010*

[收稿日期]2009-05-19

[作者简介]平建忠(1967 ),男,工程师,长期从事PV C 生产方面的技术与管理工作,现任宁夏西部聚氯乙烯有限公

司总经理助理兼聚合装置长。

但由于浆料在无溢流堰汽提塔中停留时间较短(一般为6~8mi n),所以无溢流堰汽提塔在PVC 树脂生产中的蒸汽消耗量相对较高,且PVC 树脂的质量也更容易产生波动。

宁夏西部聚氯乙烯有限公司(以下简称西部公司)聚合装置浆料汽提工序采用无溢流堰的填料塔。该塔高为16.2m,直径为1.5m,塔内塔板数为34层,填料层高度为1m,填料全部采用不锈钢材质的阶梯环形填料,进塔浆料通过填料层进行均匀分散后再进入塔盘进行汽提。

原设计单台汽提塔生产能力为8万t/a PVC,投入生产运行以后,出现了各种异常现象,如汽提塔内浆料杂质粒子数波动较大,汽提塔顶部气相部分带料严重,成品树脂的残留VCM 含量超标,汽提塔结垢等问题,一度严重制约着装置的正常运行。针对上述情况,西部公司成立了QC 攻关小组,从生产中的各个环节入手,对影响汽提塔运行的因素进行科学、全面地分析,并针对存在的问题逐项制定出切

实可行的改进措施。通过实施相关措施,最终解决了上述问题,确保了装置高效、稳定地运行。

1 汽提工艺流程简介

在聚合釜中反应生成的PVC 浆料在出料槽中通过高压回收系统回收大量的VCM 后,经树脂过

滤器过滤,过滤后的PVC 浆料进入螺旋板式换热器,被从汽提塔底排出的热浆料加热后,再通过塔顶进料管线喷头进入汽提塔进行加热汽提。经过汽提后的PVC 浆料进入螺旋板式换热器,经换热后进入混料槽,然后送至离心干燥系统进行干燥。塔顶气相物料经过塔顶冷凝器冷凝后,冷凝液由泵送至废水槽后进入废水汽提工序。从PVC 树脂中汽提出的VCM 经过滤,再经连续回收压缩机加压提高露点后进入VCM 冷凝器被冷凝成液体进入回收单体贮槽,回收的VCM 与自VCM 精馏系统送来的新鲜VCM 按一定的配比进入聚合釜再参与聚合。汽提工艺流程见图1

。

1 树脂过滤器;

2 螺旋板式换热器;

3 浆料汽提塔;

4 进料管线喷头;

5 填料层;

6 塔顶冷凝器;

7 冷凝液分离器;

8 冷凝液泵;

9 塔顶过滤器;10 连续回收压缩机;11 VCM 回收冷凝器。

图1 汽提工艺流程图

2 汽提塔操作注意事项

2.1 温度

在汽提塔运行过程中,汽提塔温度是控制PVC 树脂中残留VCM 含量的主要工艺指标。VCM 在PVC 树脂、脱盐水及蒸汽3相中的不等量分布使其在PVC 浆料中存在着脱吸动力。通过提高浆料温度使PVC 浆料受热沸腾,不仅提高了PVC 浆料内VCM 在蒸汽给予的汽化潜热的作用下经过颗粒中

的孔隙穿过皮膜层向水相中扩散的速度,同时还提高了VCM 由水相冲破水液层静压阻力扩散至气相

的速度;因此汽提温度越高,VCM 在3相中的转移速度越快,PVC 树脂颗粒内残留VCM 的含量也越低。但PVC 树脂的热分解温度较低,长期受热或温度过高时会使其分解变色而造成树脂的杂质粒子数超标,因此,从提高成品树脂质量和降低生产消耗两方面综合考虑,在有效脱吸PVC 树脂中残留VCM

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第3期 平建忠等:穿流板式汽提塔的应用与改进 科研与生产