聚氯乙烯分離過程新技術(shù)的研究與工業(yè)應(yīng)用

莫力根 婁少華（北京航天動力研究所，北京 100076）

聚氯乙烯分離過程新技術(shù)的研究與工業(yè)應(yīng)用

莫力根 婁少華（北京航天動力研究所，北京 100076）

聚氯乙烯（PVC）是工業(yè)以及生活中常見到的一種塑料產(chǎn)品，在工業(yè)生產(chǎn)中，聚合PVC采用的原料氯乙烯單體（VCM）不能實現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化，少量VCM殘存在PVC漿料當中，既浪費了資源，也影響PVC樹脂的質(zhì)量，還會給空氣造成污染。折流式導(dǎo)向篩板汽提技術(shù)的應(yīng)用成功實現(xiàn)了PVC漿料當中的VCM含量的降低，體現(xiàn)了國家節(jié)能減排的政策，文章對此技術(shù)進行了分析。

聚氯乙烯；汽提技術(shù)；工業(yè)應(yīng)用

聚氯乙烯（PVC）樹脂是通過對氯乙烯單體（VCM）進行聚合而形成的熱塑性高聚物，具有絕緣性好、耐腐蝕性強、抗燃性優(yōu)良以及機械強度高等優(yōu)勢在工農(nóng)業(yè)以及生活日化等方面都有著廣泛的應(yīng)用。然而在VCM聚合反應(yīng)過程中不能夠完全充分的實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，一般轉(zhuǎn)化率在80%～90%左右，自壓出料后，仍有少量VCM存留在PVC漿料當中，目前，在PVC漿料生產(chǎn)中利用汽提技術(shù)是減少VCM殘留的最有效方法，北京化工大學在原有汽提基礎(chǔ)上，融合原有折流式塔板以及導(dǎo)向篩板的特點，開創(chuàng)了折流式導(dǎo)向篩板技術(shù)，大大提升了汽提塔的脫吸效率，降低了PVC漿料當中VCM的含量，既確保了PVC生產(chǎn)質(zhì)量，又實現(xiàn)了經(jīng)濟創(chuàng)收，減少對環(huán)境的危害。

1 技術(shù)原理

VCM經(jīng)聚合后形成的PVC漿料經(jīng)過釜內(nèi)自壓回收和出料槽加熱回收未聚合VCM后，PVC漿料經(jīng)過螺旋板換熱器進入到汽提塔頂，和塔內(nèi)上升的蒸汽在塔板上進行接觸和傳質(zhì)傳熱。少量的樹脂同水相中含有的VCM隨蒸汽蒸出，其中水分會通過塔頂冷凝器凝結(jié)下來，而不凝的VCM則經(jīng)過在線分析，合格后送入VCM氣柜回收。折流式導(dǎo)向篩板（如圖1）是在原有導(dǎo)向篩板基礎(chǔ)上增設(shè)了折流板，塔板上形成一系列導(dǎo)流槽，讓漿料在踏板上形成單向流動，這樣就能夠讓漿液在踏板上停留更長時間，而且不容易返混，提升了汽提的效果。設(shè)置導(dǎo)向孔可以將導(dǎo)向孔流出的蒸汽作為推動漿料流動的能量，進而克服了液面落差及其影響，讓漿料在塔板上保持均勻的停留時間，防止塔板上的漿料出現(xiàn)堵塞。折流式導(dǎo)向篩板汽提塔對于VCM的分離效率更高，塔底流出的PVC漿料當中存留的VCM含量也從5×10-6降低至1×10-6，而且不會出現(xiàn)堵塞，檢修的周期也得到了極大的延長，節(jié)省了檢修資金和損失。

圖1 折流式導(dǎo)向篩板

2 影響汽提效果的因素

通過上述技術(shù)原理可以知道，對于PVC漿料汽提效果的影響因素主要來自兩方面：一方面是內(nèi)因，即樹脂顆粒的自身特點，包含了顆粒大小及粒徑分布、顆粒疏松程度、孔隙率和外表面皮膜結(jié)構(gòu)等等；另一方面是外因，外因方面包含了汽提塔的操作參數(shù)以及綜合配置，主要有溫度、壓力、通氣量、脫吸時間以及設(shè)分離效率等方面。對比內(nèi)外因可知，內(nèi)因?qū)τ赑VC漿料的汽提效果影響更為徹底和明顯，但是外因的可控性卻更高，生產(chǎn)可調(diào)性更加強，所以，對于PVC漿料的汽提技術(shù)改進目前也主要是通過外因來尋求突破。

3 應(yīng)用情況及效益分析

目前，由北京化工大學開創(chuàng)的折流式導(dǎo)向篩板技術(shù)在整個行業(yè)當中處于領(lǐng)先的位置，該技術(shù)已在多家PVC生產(chǎn)企業(yè)得到了應(yīng)用，效果顯著，非常成功，該技術(shù)打破了技術(shù)壁壘，有效優(yōu)化了產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，對于提升PVC企業(yè)的市場競爭實力有著巨大的助益，取得了很好的經(jīng)濟和社會效益。

該技術(shù)在20萬t∕a的PVC工業(yè)生產(chǎn)當中得到了成功的應(yīng)用，PVC漿料當中存留的VCM，采用折流式導(dǎo)向篩板的汽提技術(shù)，塔板數(shù)量為7塊，孔徑為5毫米，導(dǎo)向孔高度為1.5毫米，開孔率為10%，板間距為1500毫米。塔底流出的PVC漿料中存留的VCM含量也成功降到了1×10-6，可回收單體100t∕a，按照6000元∕t的單體價格進行計算，折算成經(jīng)濟效益為60萬元∕a。原來生產(chǎn)1tPVC需要耗費0.4t的蒸汽，而現(xiàn)在只需要0.12t即可，節(jié)省了5.6萬t∕a的蒸汽消耗，若蒸汽的平均單價按照100元∕t計算，僅蒸汽這一項就節(jié)省了560萬元∕a。綜合上述兩項收益，利用該技術(shù)直接取得了620萬元∕a的經(jīng)濟效益。

綜上所述，折流式導(dǎo)向篩板技術(shù)在原有汽提技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了導(dǎo)向篩板技術(shù)和液體擋流板，在實際應(yīng)用中減少了堵塞情況，提升了PVC漿料在汽提過程中的運行效率，并且有效降低了PVC漿料當中VCM的含量，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時還能夠節(jié)約資源，取得良好的經(jīng)濟收入，具有十分顯著的優(yōu)勢，是一項值得推廣的新技術(shù)。

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