氯醋树脂生产过程中的异常现象及改进措施

　　氯醋树脂是最早工业化的氯乙烯( VCM) 类共聚树脂，也是极为重要的一种共聚树脂，由 VCM 及醋酸乙烯酯( VAC) 共聚制成。其常用制备方法有以下 4 种: 悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合和醇解法，其中悬浮聚合是最主要的生产方法。悬浮聚合法氯醋树脂生产工艺原理和方法基本与 PVC 的悬浮聚合生产方法相同，只是多了一种单体。

　　新疆石河子中发化工有限责任公司( 以下简称中发化工公司) 是一家生产 PVC 与氯碱产品的综合化工企业，国内现有的氯醋树脂的 4 个品种( VAC质量分数分别为 5%、13%、20%、30%) 该公司均可生产。中试装置是以 VCM 和 VAC 为原料，采用悬浮聚合法，通过控制 VCM 和 VAC 的加入比来生产不同型号的氯醋树脂。中发化工公司在氯醋树脂生产过程中发现，氯醋树脂的脱吸效果不太理想，残留单体含量较高，影响树脂质量，故对汽提工艺进行了改进，达到了降低氯醋树脂残留 VCM 含量的目的，取得了明显的经济效益及社会效益。

　　1、 生产工艺

　　来自聚合工序的树脂浆料进入沉析槽，经悬浮液过滤器过滤后，通过进塔泵经板式换热器换热后进入汽提塔内，物料由塔盘上层进入汽提塔内，与塔底部的蒸汽进行逆流接触，将浆料中的 VCM 和水蒸气带入冷凝器中。其中大量的水蒸气冷凝后进入积水罐，VCM 则回收送入气柜。脱吸合格后的浆料经由进出塔泵送至干燥浆料槽等待离心干燥。用沉降离心机对树脂浆料进行洗涤和脱水，为干燥岗位提供树脂湿物料。图 1 为改造前汽提系统生产工艺流程简易框图。

　　2、 生产过程中的异常现象及改进措施

　　2． 1 生产过程中的异常现象

　　中发化工公司汽提系统原为正压操作，工艺控制、设备机型及工作原理都比较复杂，因此在运行过程中常出现问题。

　　2． 1． 1 系统正压运行时压差的影响

　　汽提塔压差是指汽提塔塔底压力与塔顶压力的差值，压差直接影响物料在汽提塔内的停留时间和塔盘上的物料层厚度。压差过低影响树脂脱吸效果，过高会造成汽提塔满塔跑料。因此，在生产中要注意观察汽提塔的压差情况，压差过高有可能是汽提塔的进料量和蒸汽量不匹配、塔盘筛孔结垢堵塞、塔顶压力或下部压力控制失灵造成的。处理方法为: 降低汽提塔的进料量，调整蒸汽通入量，将压差平稳控制在规定范围内再进行后续操作，避免汽提塔压差波动影响树脂质量。塔盘筛孔结垢堵塞后应停车对汽提塔进行酸洗或将塔盘吊出用高压水枪清洗。塔顶或塔底压力出现异常时应尽快联系相关仪表维修人员进行处理，期间应将汽提塔回收阀由自动控制状态切换为手动控制，手动控制回收阀的开度，尽量使汽提塔平稳运行，将系统逐步调整至正常生产状态。

　　2． 1． 2 系统正压运行时温度的影响

　　正压汽提系统处理氯醋树脂时存在很多弊端。有关资料表明: 在 95 ℃ 时，VCM 从浆料中脱吸的速度出现突变，95 ℃以上是95 ℃以下脱吸速度的2倍。这是因为当汽提温度接近水的沸点时，实际上蒸汽对 VCM 起着蒸馏作用，有利于 PVC 颗粒孔隙中 VCM 的脱吸。但此时氯醋树脂浆料流动性变差，易堵塞汽提塔塔盘筛孔，造成汽提塔流量变低或无法正常运行，清理塔盘时间长、劳动强度大，影响正常生产，而且高温下氯醋树脂会降解变色，严重影响成品树脂质量。

　　中发公司汽提塔温度控制在 90 ～ 100 ℃，运行记录显示，汽提装置异常造成的开停车次数较多，汽提效果不理想，连续运行周期短，成品树脂残留VC M 含量高。表 1 是 2012 年 5—7 月汽提塔正压操作时各项控制数据和成品氯醋树脂抽样检验结果［抽样时汽提进塔流量为( 10 ±0． 5) m3/ h ］。

　　由表 1 可知: 正压汽提塔脱吸后的氯醋树脂残留 VCM 含量最小值为 7． 8 μg/g，平均值为 9． 9μg/g。参考 GB/T 5761—2006《悬浮法通用型聚氯乙烯树脂》中残留 VCM 含量指标( 优等品 ≤5μg/g、一等品≤10 μg/g、合格品≤30 μg/g) ，根据工艺条件及装置情况分析，认为通过适当改造，达到优等品残留指标是完全可以实现的。

　　2． 2 改进措施

　　针对以上问题，中发化工公司对正压汽提生产工艺进行了改进，增加了真空机组，并对真空机组实行 DCS 自动化控制，使塔顶压力达到负压状态，降低氯醋树脂对 VCM 的吸附率，同时提高 VCM 的沸腾速度。图 2 为改造后汽提系统生产工艺流程图。

　　表2 是2012 年12 月—2013 年3 月汽提塔改造为负压操作后的各项控制数据和成品氯醋树脂抽样检验结果［抽样时选取汽提进塔流量平稳阶段( 10 ±0． 5) m3/ h］。

　　由表 2 可知: 改造后氯醋树脂残留 VCM 含量的平均值为 4． 3 μg/g，达到了优等品的要求。此套负压汽提装置在初安装试运行时，也出现了一些问题，多是因真空机组控制不稳定造成的，而且部分设备存在工艺控制问题，后经专业技术人员多次摸索及改进，系统逐渐趋于稳定，蒸汽流量大大降低，未再出现停车现象，运行效果良好。

　　3、 结语

　　通过此次对汽提系统工艺的全面优化，降低了氯醋树脂残留 VCM 含量，提高了产品的质量，降低了能耗，对于新型树脂的开发起到了一定的促进作用，并且提高了企业的市场竞争优势。

　　参考文献：
　　［1］肖爱冰． 氯醋共聚树脂的生产技术和应用［J］． 广州化工，2006，34( 3) : 23 －24，26．
　　［2］付树海，周亚雄． 汽提塔改造运行总结［J］． 聚氯乙烯，2009，37( 4) : 35 － 37．