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 技术论文
悬浮法PVC母液水回用聚合釜新技术(2)
发布时间:2013/10/7  发布者:金鑫化工    点击:1644 次

3母液水回用聚合釜的试验及其技术改进

   太化氯碱按10t·PVC/a计,每小时大约产生母液水45t左右,由于原工艺母液水换热靠其他工序循环水冷却,这将大大增加了循环水的热负荷,给其他工序循环水带来了很大的负担,如果离心母液水全部回用,必须把一部分热的母液水回用聚合釜投料。

锦西化工厂技术中心薛之化总工,用10L小釜连续100釜次的复用试验,所得PVC树脂的质量与用新鲜去离子水生产的树脂相比无明显区别,证明离心母液是可以复用的。同时还发现PVC母液数次复用后,其中含氯、钙、镁的质量分数基本就维持在此范围,即为恒值。于是太化氯碱201010月投入大生产线开始试验聚合釜回用母液水。

太化氯碱聚合工序采用48m³的聚合釜,应用先进的DCS技术控制聚合反应温度,采用中途注水技术,以提高聚合产能,助剂投料溶液化入釜,后续浆料处理采用国内最先进的高效、节能、环保溢流堰汽提塔。为了提高PVC产品质量,降低生产成本,太化氯碱经过多年的试验探索,于2010前就逐步减少聚合助剂种类和助剂加入量,先后把助剂EDTA、液体锌、抗鱼眼剂、氨水等除去,并且把其它助剂使用量进行了试验缩减,因此太化氯碱PVC产品一级品率达到了99%以上,优等品率达95%以上,为母液水回用聚合釜打下了一定的基础。

3.1过滤后的PVC母液水回用聚合釜的试验

   PVC母液水回用聚合釜是一项综合技术,需要对母液水认真地分析判断并且长时间进行大量试验,主要涉及到调整聚合工艺配方和过滤器的改造,聚合釜回用母液水越多经济效益越显著。太化氯碱从201010月开始进行母液水入釜试验,将处理过的母液水与新鲜去离子水按比例加入在聚合热水储槽,经计量后加入到聚合釜参与聚合反应。经过近三个月的逐步试验,发现母液水入釜量达到10m³时,PVC产品的一些指标发生了变化,比如老化白度由原来88变为83~84,鱼眼数由原6~8变为12~20,杂质数由原6~10变为12~24,而且聚合反应时间比以前延长了近一个小时,但其他指标比如:粘数、挥发物、残留氯乙烯、筛余物、表观密度、增塑剂吸收量等均未发生变化。

3.2PVC母液水回用聚合釜工艺配方调整及过滤器的改进

3.2.1母液水入釜产品质量下降原因分析

   太化氯碱母液水回用釜运行近三个月发现PVC产品的老化白度、杂质数、鱼眼数等指标较以前有所下降,优等品率下降至90%以下,而且聚合反应时间延长了近一个小时。于是太化氯碱技术人员查阅相关资料并结合自己多年实践经验,针对以上几个指标进行了分析判断。分析原因如下:

3.2.1.1杂质数多原因分析 

   a、首先认为杂质数多可能是聚合投料分散剂加入量过多所引起的,据资料介绍在聚合釜搅拌电流正常过筛率符合优级品指标的前提下,分散剂加入量越少,产生的树脂颗粒越规整,增塑剂吸收量越高,杂质数越少。

   b、另外就是过滤器中滤芯的材质也可能导致杂质数增多。

3.2.1.2鱼眼数增多原因分析                                                   

    主要认为可能过滤器中滤布孔径太大使得悬浮微细粒子通过滤布,造成二次聚合所形成难以塑化的晶点。

3.2.1.3老化白度和反应时间长原因分析                                         

   老化白度和反应时间长是因为母液水中残留的终止剂太多,残留的终止剂在聚合反应中消耗了大量引发剂,这样由于整个聚合反应速度缓慢,尤其是反应后期更加缓慢,使得所形成的PVC大分子链上容易产生小分子,这样的树脂在高温加工过程中容易脱氯化氢催化加速降解变色,这不仅使聚合反应时间延长同时也使得产品老化白度降低。

3.2.2母液水回用釜采取的措施

3.2.2.1聚合釜投料减少分散剂的用量

在悬浮法PVC聚合反应中,分散剂是一种非常重要的助剂,分散剂加入量多少直接决定着树脂的产品质量,尤其对产品的颗粒形态、表观密度、吸油率、残留量、老化白度、杂质数有很大的影响。太化氯碱在确保聚合釜搅拌电流正常的情况下,逐步减少分散剂的加入量,经过一个月的试验,最终分散剂加入量由原来0.066%降为0.045%(相对VCM质量分数)。

3.2.2.2更换过滤器中滤芯及滤

母液水回用聚合釜经过三个月的运行,拆开发现过滤器中的滤芯被母液水腐蚀严重,过滤器中存在很多铁锈杂质,并且滤布孔径太大,过滤后的母液水中仍有微量悬浮微细PVC颗粒。针对以上问题太化氯碱把滤芯换为不锈钢材质,在保证母液水流速的情况下,采用更小孔径的滤膜

3.2.2.3聚合釜投料减少终止剂的加入量

终止剂是聚合反应达到我们预期的转化率防止进一步缓慢聚合反应生成小分子而终止反应的助剂,终止剂加入量的多少对产品质量影响很大,通常我们认为只要加入适量的终止剂聚合反应停止即可,也就是说终止剂加入几分钟后聚合釜没有热量交换,压力保持恒定(这也是判断终止剂质量好坏及加入量多少的标准)。如果加入终止剂量太少,聚合反应将继续进行,聚合釜压力继续降低。这样,物料中残存的引发剂及链自由基太多,对后续工序影响很大。如果加入量太大,将会使母液水中残存的终止剂太多,严重影响母液水回釜用,也会增加生产成本。太化氯碱根据聚合转化率对终止剂加入量进行分析和计算,并经过一个月的减量试验,最终把终止剂由原来0.077%降为0.06%(相对VCM质量分数)。

3.2.2.4聚合釜投料减少引发剂的加入量

太化氯碱原来聚合反应达到压力降时加入终止剂相对比较多,因此在初始聚合反应过程中就消耗了一部分引发剂,造成聚合反应中后期缓慢,整个反应周期比较长。在试验母液水回釜用的过程中,由于减少了很多终止剂,造成相对引发剂量过多,使得聚合反应中后期出现翘尾的现象。因此我们经过试验逐步把引发剂加入量由原来0.072%降为0.06%(相对VCM质量分数)。

4.工艺改进后母液水回用釜运行情况

太化氯碱经过一个月对离心母液水过滤器及聚合工艺配方的改进,使母液水和去离子水以1:1的比例入釜投料,整个聚合反应过程平稳,搅拌电流正常,反应时间接近母液水回用前。应用该工艺生产出的PVC产品各项质量指标均达到优等品级,产品质量接近母液水回用以前。之后,我们在此基础上继续增加母液水回用釜比例,当母液水占投料水2/3时,PVC产品的老化白度降为84左右,反应时间延长20min,产品其他质量指标基本保持不变。因此,太化氯碱最终把2/3的母液水回用聚合釜投料,经过两年多的运行,聚合釜反应平稳,过滤器运行正常没有出现堵的现象,PVC产品一级品、优级品均达到95%以上。另外,在两年多的运行当中我们每半年定期拆一次过滤器进行清理,每次拆开后发现过滤器内壁和滤芯非常干净,没有被母液水腐蚀,只是滤膜表面附着一层很薄的PVC微细颗粒,为此我们改为两台膜滤器进行定时反冲洗,效果更佳,不影响生产。

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