柴達木循環經濟生產中氯乙烯工藝改造

摘 要：通過對原料氣脫水及粗氯乙烯單體的除水改造，方便了操作，降低了生產成本。在PVC行業不斷增產、產品供過于求的大背景下，企業只能通過優化生產工藝，降低生產成本才能在激烈的競爭下得以生存。鹽湖集團化工分公司PVC廠通過在生產過程中的不斷實踐摸索，并對工藝進行優化改造，增加了操作的彈性，生產運行平穩，降低了生產成本，方便了操作。

關鍵詞：干燥；除水；改造

中圖分類號：F124.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）18-0284-02

由于本廠PVC生產線是新建的廠區，在開車期間進行過一部分技改，解決了一部分開車困難，也精化了冬季對濃硫酸管道的保溫操作，在技改的過程中，考慮到VCM單體的含水要求，在這方面也進行了一部分技改，到達了除水的目的。

一、工藝流程敘述

來自鉀堿車間的氯化氫氣體通過冷凍及硫酸干燥一、二、三塔的除水干燥，與來自天然氣乙炔車間的乙炔氣經混合器混合后，在轉化器內生成的粗VCM經水堿洗除去系統內過量的氯化氫及其他酸性氣體，并通過機前冷卻器降溫，然后用單級螺桿壓縮機將粗VCM壓縮到0.65MPa，進入機后冷卻器預冷，之后進入一、二段全凝器，使大部分的VCM氣體冷凝液化靠位差進入粗氯乙烯緩沖罐，液體VCM在粗氯乙烯緩沖罐內靠重力差連續分層除水，除水后的VCM用泵打入粗固堿干燥器進一步除水后進入低沸塔。一、二段全凝器中未冷凝下來的氣體（主要為惰性氣體）進入尾氣冷凝，其冷凝液主要為乙炔和VCM靠位差進入低塔回流罐，低沸塔塔頂氣相經低塔塔頂冷凝器冷凝后也靠位差進入低沸塔回流管，用泵打入低塔頂部作為回流液，塔底物料靠壓差進入高沸塔。高沸塔塔頂精制的VCM氣體經成品冷凝器冷凝后靠位差進入高沸塔回流罐，用泵將一部分打回高沸塔作為回流液，一部分去成品球罐儲存，送聚合工段。高沸塔塔底物料是以二氯乙烷為主的重組分，間歇排放至回收塔回收其中的VCM。

二、對硫酸干燥系統的改造

VCM裝置原料氣凈化的目的是將生產VCM的原料氣HCL進行干燥，除掉其中水分（要求含水<600ppm），以避免有水存在形成鹽酸，腐蝕設備管道，含鐵的氯化物物堵塞管道，影響轉化器的正常使用。

（一）改造的原因及措施

本裝置的脫水是采用冷凍脫水后再用三段硫酸塔干燥的工藝，硫酸干燥塔用98%的濃硫酸，吸收水分后，硫酸濃度到95%時進入稀酸槽用稀酸泵送至天然氣乙炔裝置再循環使用，控制稀酸濃度直接影響濃硫酸的消耗，原來的控制方式只是用濃硫酸計量泵流量大小來完成，因為前段含水控制不穩定，所以控制濃硫酸濃度難度很大，多數時候稀酸濃度超過95%，這樣就增大了硫酸消耗。為了降低濃硫酸消耗，設法將大于95%的硫酸循環使用。我們裝置進行了改造，從稀硫酸泵出口管線配管至硫酸干燥三塔，當測定稀酸濃度大于95%時再度打回硫酸干燥塔循環使用，當三個硫酸塔某臺出現問題或硫酸泵需要檢修時，也可用此回收硫酸至稀酸槽循環使用，大大降低了濃硫酸消耗。

（二）改造后的應用情況和存在的問題

現在使用情況良好，對我們本裝置來講，大大降低原輔材料成本消耗，濃硫酸消耗20公斤/噸樹脂，按滿負荷生產10萬噸計算，年消耗濃硫酸2 000噸，按每噸2 000元計算，硫酸成本400萬，按節約10%硫酸計算節約成本40萬元（沒考慮重復使用和廢酸回收）。此管線的改造還大大方便了冬季的操作。

三、對粗氯乙烯緩沖罐的改造

粗氯乙烯緩沖罐是系統內靠重度差進行分離除水的設備。由于水能水解由氯乙烯與系統內的微量氧生成的過氧化物，產生氯化氫、甲酸、甲醛等酸性物質。從而使鋼設備腐蝕，生成鐵離子，單體內的鐵離子的存在，影響樹脂成品的熱穩定性能以及樹脂顆粒的均勻，并導致黑點雜質的產生。鐵離子在氯化氫和水存在下，又促使氯乙烯的氧化過程，生成更多的過氧化物。這種過氧化物會引發氯乙烯聚合，生成聚合度較低的聚氯乙烯，造成塔盤堵塞而被迫停車處理。另外，水分含量高將降低樹脂成品白度，使PVC成品中粗料的含量增加；水分的存在嚴重影響單體的純度，降低聚合反應的速度，增加引發劑以及分散劑的消耗，同時還影響PVC樹脂成品的塑化性能；由于水分可以與VCM中的1，1-EDC形成共沸組分，導致精餾效率大幅度降低，降低精餾系統的能力；水分含量高還將導致精餾再沸器內組分容易分解，容易結焦并導致設備腐蝕，影響裝置正常運行[1]。所以氯乙烯單體除水效果的好壞至關重要。

（一）改造的原因及措施

VCM精餾裝置在生產過程發現生產出的單體含水量過高，導致單體出現自聚的現象，單體自聚的形成有以下幾個條件：（1）適當的溫度；（2）適當的壓力；（3）有水存在。鑒于以上三個條件，排除單體自聚將其中一個條件排除即可，由于生產過程中溫度、壓力無法控制，只需將水分盡可能的排盡就能阻止單體的自聚，粗氯乙烯緩沖罐是精餾系統中將VCM與水通過自身的比重分離的設備，然而由于VCM在緩沖罐中停留的時間過短，無法達到分離的最好效果，故我裝置在粗氯乙烯緩沖罐原有設計的基礎上增加一塊高度約為罐體直徑2/3的擋板，讓VCM先經過擋板后再從擋板頂部流下進入下一個設備，這樣增加了VCM的停留時間，使水與VCM最大限度的脫離，未除去的水再經粗固堿干燥器用固堿吸收。

（二）改造后的應用情況和存在的問題

改造后水分明顯比沒改造前少，而且固堿的消耗量也降了下來，精餾塔板的自聚物也比以前少。

四、結束語

在PVC行業不斷增產、產品供過于求的大背景下，企業只能通過優化生產工藝，降低生產成本才能在激烈的競爭下得以生存。鹽湖集團化工分公司PVC廠通過在生產過程中的不斷實踐摸索，并對工藝進行優化改造，增加了操作的彈性，生產運行平穩，降低了生產成本，方便了操作。

參考文獻：

[1] 鄭石子，顏才楠，胡志宏，等.聚氯乙烯生產與操作[M].北京：化學工業出版社，2008：303.

[責任編輯 王玉妹]