金屬燒結管過濾工藝回收氯醚樹脂離心濾液中的樹脂

張軍良 徐林海 周董員 劉明生

（浙江錦華新材料股份有限公司，浙江 衢州 324004）

氯醚樹脂（VC-IBVE），全稱為氯乙烯-乙烯基異丁基醚共聚樹脂，是一種在涂料行業和油墨行業廣泛應用的共聚物，它基本上克服了其它含氯聚合物樹脂的缺點，具有耐化學品腐蝕、耐水、耐候性等性能，與金屬等基質粘結性好，是重要的船舶漆、重防腐涂料和高級油墨粘結劑的基體材料之一。在歐洲，氯醚樹脂廣泛應用于集裝箱漆、船舶漆及重防腐涂料和高檔油墨。國內外較多公司生產工藝主要聚合體系有乳液聚合和懸浮聚合2種，但2種工藝總的路線是聚合、脫單、離心干燥、氣流干燥、沸騰干燥和包裝等[1]。

氯醚樹脂生產的離心干燥過程，離心后的濾液樹脂的質量分數在2%左右。傳統工藝是將離心母液進行沉降分離，但經沉降分離后的廢水中仍含有較多樹脂，是COD的主要來源。且沉降分離過程自動化程度低、勞動量大。采用回收效率好、自動化程度高的金屬燒結管過濾工藝可以提高樹脂的回收率，降低廢水的COD。

1 原沉降分離工藝流程

離心機濾液進入沉降池后經多級沉降分離大部分樹脂，分離后含有小部分樹脂的上層液送到污水廠生化處理。因污水廠生化處理對污水中的COD有要求，當COD較高時必須加水稀釋。一方面樹脂沒有完全回收造成樹脂收率下降，一方面還要加水造成水耗上升，工藝不合理。原沉降分離工藝流程見圖1。

圖1 沉降分離工藝流程Fig 1 Sedimentation separation process

沉降后的樹脂帶少部分水經壓縮空氣鼓泡流動后泵送至離心機加料罐再次離心。反復幾次直到沉降池拉空。整個過程全是人工操作，樹脂在鼓泡時容易吹到池外，工作現場臟亂差難以管理，操作時將雜物灰塵帶入池內影響樹脂質量的事情時有發生。所以，沉降分離工藝完全不符合企業安全文明生產。

2 燒結管過濾工藝

2.1 原理與流程

過濾系統采用多孔金屬燒結管濾芯，測算濾液中樹脂顆粒的平均粒徑，確定使用正態分布0.25 μm的濾芯能夠過濾掉99.9%以上的樹脂，且在反吹時能夠吹落。

燒結管過濾主要是表面過濾技術，濾芯表面涂膜形成表面截留。過濾時，濾液由過濾器的底部進入固體顆粒會在金屬粉末燒結濾芯的表面被截留形成濾餅，濾清液經濾芯由過濾器頂部排除。隨著濾液的不斷進入，濾芯表面的濾餅層越來越厚，過濾壓差越來越大達到設定值后停止進液，用壓縮空氣進行反吹[2]。

工藝流程如圖2所示。離心母液由過濾器底部進入過濾器，流經金屬粉末燒結過濾芯流出過濾器。隨著過濾時間的延長，濾餅的厚度逐漸增加，過濾器管板上下兩側的壓差逐漸增大[3]。當壓差達到設定值0.25 MPa后，關閉進料閥，打開氣體反吹閥壓力達到0.5 MPa，瞬間打開過濾器底部顆粒排放閥，濾餅在爆破壓力作用下與濾芯分離，進入回收罐。瞬間壓力至常壓后過濾器關閉排放閥，氣體反吹閥，打開進液閥，進行下一次過濾操作。

圖2 燒結管過濾工藝流程Fig 2 Filtering process of sintering pipe

2.2 參數設定

過濾器通過4只切斷閥和2只遠傳壓力表即可在DCS控制系統上實現自動運行，投入少穩定性高。具體參數設置如下：

1）切斷閥聯鎖設置。切斷閥HV1和HV4開啟狀態，切斷閥HV2和HV3必須在關閉狀態。同理，切斷閥HV2和HV3打開，切斷閥HV1和HV4必須關閉。在實際運行中發現，各切斷閥在動作時有不同程度的滯后。為防止切斷閥打開和關閉滯后造成物料進入其它管道，設置切斷閥HV1和HV4關閉0.5 s后，切斷閥HV2打開，5 s后HV3打開。

2）PR1和PR2壓力聯鎖設置。PR2壓力達到0.5 MPa，聯鎖動作HV4關閉，其他切斷閥按程序動作，過濾器開啟反吹程序。PR2壓力瞬間將至常壓，切斷閥HV2關閉，其他切斷閥按程序運行，系統進入過濾模式。過濾系統在PR1和PR2壓力聯鎖控制下，完成過濾和反吹程序，實現人值守的自動控制模式。

2.3 使用效果

1）節省勞動力提高效率。使用沉降分離，純粹人工操作，體力勞動強度大。沉降分離操作前需要沉降24 h以上，影響連續生產。用數個過濾器并聯操作，并且通過PLC控制系統實現過濾系統的自動切換運行組成周期互補的母液回收過濾系統，連續操作。自2012年投入運行后，只是部分墊片進行過更換，其他未進行任何維修，說明燒結管的使用壽命及系統可靠性很好。

2）分離效果好。沉降分離后，上層排放乳白色明顯還有樹脂顆粒，污水分析COD在2.8 g/L以上。燒結管過濾后，樹脂回收率可達到99%以上，濾液清澈透明；COD在300 mg/L左右，只是部分聚合助劑產生，可不經過處理直接送污水處理廠。而且系統全密閉操作，不會帶來任何雜質。

3）經濟效益。系統一次性投入僅8萬元。穩定運行后每年回收樹脂近20 t，價值約40萬元；撤掉沉降分離崗位騰出操作工2人，每年節省人工費14萬元；每年減少高COD污水排放1 kt左右。

3 結束語

采用燒結管過濾工藝代替原來的沉降分離工藝，可節省勞動力提高效率，提高樹脂回收率，減少COD的排放，具有明顯的經濟效益和環境效益。

[1]白俊千.氯醚樹脂生產應用及發展前景[J].天津化工,2011, 25（5）:5-7.

[2]李艷芬,馬法赫,李大偉.金屬燒結過濾器在PTA母固回收系統的應用[J].化工技術與開發,2013,42（1）:42-43.

[3]李海潮.PTA精制母液新過濾工藝技術探討[C].PTA行業協會論文集，2006.