高壓清洗裝置在聚氯乙烯生產中的應用

李金英，張國玉，趙保強

（天偉化工有限公司，新疆 石河子 832000）

高壓清洗裝置在聚氯乙烯生產中的應用

李金英，張國玉，趙保強

（天偉化工有限公司，新疆 石河子 832000）

根據聚氯乙烯在生產過程中易出現粘釜料的情況，經過長期跟蹤研究，研發了聚合釜高壓清洗裝置，該套系統由DCS遠程自動控制，能夠徹底清除粘釜物，提高了產品質量，增加了企業經濟效益。

聚氯乙烯；高壓清洗；粘釜物

在聚氯乙烯生產工藝中，粘釜物總是存在且無法避免，近年來化工行業一直在著手解決此類問題，由于成本高，設備利用率低，目前仍沒有徹底解決。為了響應國家號召，達到提產增效，節能減排的目的，天偉化工有限公司研究開發了聚合釜高壓清洗裝置，該套裝置現場設有PLC控制柜，且能遠程DCS自動控制，實現高度自動化操作，節省了大量人力，降低了人員勞動強度，使粘釜物徹底清除。使用高壓清洗裝置代替噴淋閥及移動式清洗裝置，提升了清洗水壓力，減少了因聚合釜清洗不干凈、粘釜造成的“魚眼”數升高的現象，提高了生產效率和產品質量。

1　粘釜物對聚合生產的影響

聚合釜內部結構較復雜，粘釜物易在釜壁和攪拌葉、攪拌槳上形成，會顯著影響到聚合反應的傳熱，使反應時間延長。有研究顯示，粘釜物厚度達到0.2 mm時，將使傳熱系數自349～582降低至233～349，傳熱難度加大。粘釜物是難以塑化的粒子，在以后的聚合反應中會部分脫離，混入產品之中，形成永久性“魚眼”，特別是對于生產薄膜和薄片的廠家，嚴重影響產品的質量和市場競爭力。粘釜物有時在聚合釜攪拌葉與釜壁間會形成大塊的塑化物［1］，在后來的聚合反應中，塑化物會不斷增大，影響出料，如果出料不干凈沒有及時發現，導致下釜料溫度升高，壓力增大，可能引發安全事故［2］。由于粘釜物的存在導致聚合釜反應溫度不穩定，易波動，當溫度波動2℃時，平均聚合度相差366，在實際操作中，應控制溫度波動范圍在0.5℃以內，以保證粘數穩定不轉型。

為了改善以上情況，公司經過技術改進，研發了70 m3聚合釜全自動清洗設備。

2　高壓清洗裝置的特點及應用

高壓清洗機是近年來在國際上新興起的一種清洗設備，這種清洗設備具有清洗成本低、潔凈率高、清洗速度快，不會損壞被清洗物并且對環境無污染等優點。

高壓清洗設備由高壓清洗機組、三維旋轉噴頭定位機構和三維旋轉噴頭組成，1臺增壓泵、清洗泵、安全溢流閥、5套卷軸系統、5套清洗系統。經過增壓泵增壓，三維旋轉噴頭出口壓力達到40 MPa，有效清除粘釜料，而且此技術無需其他助劑，減少了成本消耗和使用化學品對聚合釜的損害，同時提高了產品質量。

每套卷軸系統獨立使用，根據每臺釜的出料前后順序依次清洗，無需開人孔，回收結束后打開隔離閥啟動高壓清洗系統即可，根據粘釜物的多少可手動設定清洗時間和清洗點，使得清洗更徹底。減少了輔助時間、降低了人工勞動強度，根據生產需要可隨時清洗。清洗工藝見圖1，清洗系統見圖2。

圖1　高壓清洗工藝

圖2　清洗系統

3　高壓清洗裝置的使用對“魚眼”和雜質粒子數的影響

3.1“魚眼”對樹脂質量的影響

“魚眼”（又稱晶點），是通常在熱塑化加工條件下沒有塑化的透明的樹脂顆粒。“魚眼”的存在使加工制品的質量受到影響，如薄膜上“魚眼”不但影響外觀，脫落后使薄膜穿孔，電纜上的“魚眼”使表面起疙瘩，影響電纜的電絕緣性能。

PVC樹脂中過多的“魚眼”還會使加工工藝較難控制，在吹塑薄膜過程中易出現破泡斷泡現象，薄膜的均勻程度也很難控制，生產出的薄膜存在表面斑點多使用中易于破損的缺點；在成品膜或透明片材中“魚眼”則以不透明的晶點形式存在，從而嚴重影響制品外觀及整體物性能。自從天偉化工引進高壓清洗系統后，產品質量有了很大提高，不同型號樹脂在高壓清洗前后“魚眼”數的對比見表1。

表1　不同型號樹脂在高壓清洗前后“魚眼”數的對比

3.2雜質粒子對樹脂質量的影響

懸浮法聚氯乙烯由于生產過程工藝復雜，影響產品質量因素較多，而雜質粒子數是PVC樹脂中一項重要質量指標。在生產中常常由于雜質粒子數超標而造成PVC質量下降或出現次品，使樹脂價格大打折扣，從而影響了產品銷售。所以使用高壓清洗減少雜質粒子數，提高產品質量是一次技術創新，不同型號樹脂在高壓清洗前后雜質粒子數的對比見表2。

表2　不同型號樹脂在高壓清洗前后雜質粒子數的對比

根據以上數據可以看出，引進高壓清洗后使聚合釜清洗更加徹底，減少了“魚眼”和雜質離子數的存在，使產品質量得到了改善。

4　經濟和社會效益

該技術裝置應用實施后實現了聚合釜的快速清洗，縮短停車時間，在樹脂轉型停車時每年可縮短停車時間15天；且無需人員進入聚合釜內操作，避免了化學品對人體的傷害及不安全性，無需拆卸人孔盲板，省時省力，確保粘釜物的徹底清除，減少“魚眼”數和雜質粒子數，將“魚眼”數從15個降至10個以內，雜質粒子數從20個降至16個以內，保證了產品質量，提高了企業的競爭力。每噸樹脂可提價一百元左右，天偉化工共計10萬t/a SPVC，新增收入約為1 000萬元/a。該技術的應用在提高生產效率的同時使產品質量也得到了顯著改善。同時清洗水經過廢水汽提系統，不僅使殘留的氯乙烯單體得到回收利用，而且達到排放要求，實現零污染生產目標。

5　結語

聚合釜高壓清洗系統的研制成功，大幅度地提高了清洗質量和清洗效率，降低了清釜成本，改善了操作人員的工作環境，取代了傳統的手工清洗，可以有效地清除聚合釜結垢物。

［1］劉庭成，艾耀文，范曉紅，吳國新，徐家宏，等．高壓水射流技術在清洗聚合釜中的應用．聚氯乙烯，2008，03：9－13．

［2］鄒文官．聚合釜（70 m3）內壁自動清洗裝置．中國氯堿，1995，11：31－32．

High pressure cleaning device for application in PVC production

LI Jin-ying，ZHANG Guo-yu，ZHAO Bao-qiang
（Tianwei Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

According to liable to occur in the production process of PVC stick kettle material characteristics，my company after a long-term follow-up study，research and development of the polymerization kettle high pressure cleaning device，the system by the DCS remote automatic control，can thoroughly remove the sticky kettle，improve product quality and increase enterprise economic benefits.

PVC；high pressure cleaning；kettle sticky substance

TQ325.3

B

1009-1785（2016）08-0019-02

2016-06-23