懸浮聚合生產PVC過程純水節水總結

韓慧玨，劉 勇，高燕軍

（陜西北元化工集團有限公司化工分公司，陜西 榆林 719319）

陜西北元化工集團化工分公司100萬t/a聚氯乙烯項目采用108 m3聚合釜懸浮聚合，其PVC生產工藝分為一、二期，共計4條生產線，每條生產線有6臺108 m3聚合釜、1個汽提塔、1個流化床、生產能力25萬t/a。聚合整條生產線主要分5個工序，即供料工序、聚合工序、汽提工序、VCM回收工序以及離心干燥工序。該裝置一二期生產線自2012年4月全面投產以來，噸PVC樹脂純水單耗居高不下，經過對現有裝置在生產過程中的用水情況進行分析，制定了有效的措施與節約純水方案，通過技術改造進一步提高了對聚合系統水資源的利用率，純水消耗逐步降低。

1 純水工藝流程簡介

工業水經過原水預處理、陰陽樹脂床和混床處理后得到無離子水（以下簡稱純水），純水經過脫氧塔進行脫氧處理后（利用二級蒸汽噴射器對脫氧塔進行抽負壓至-85～-95 kPa，控制水中 O2≤1×10-6），送往純水儲罐（見圖1），再由泵送往各個用戶（見圖2），經用戶使用后部分未被污染的純水回至儲槽中。

圖1 供料回收無離子水處理及使用示意圖

圖2 聚合無離子水用戶使用示意圖

2 純水單耗分析

聚氯乙烯生產中，懸浮聚合PVC生產是一道純水高耗工序。降低純水消耗可以節約水資源，提高純水利用率。該公司2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗見表1。2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗走勢圖見圖3。

表1 2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗

圖3 2012-2016年噸PVC樹脂純水單耗走勢圖

從圖3中不難看出，純水單耗逐年下降，證明公司對諸多節水措施的實施效果顯著。

3 節水改進措施

3.1 干燥離心機注水改造

原工藝設計中，干燥離心機注水為純水，純水經離心機進入母液水處理系統。100萬t/a聚氯乙烯項目干燥工序總計12臺離心機，每臺離心機注水在0.6～0.8 m3/h。通過對PVC漿料離心脫水后產生的母液水水質進行分析，能滿足離心機日常注水使用及設備要求。經過改造，將干燥離心機注水由純水改為母液水，從而降低純水消耗。

3.2 漿料泵機封冷卻水改造

原工藝設計中，聚合漿料泵機封冷卻水為純水，對其冷卻后回至純水儲罐。因在系統運行過程中，常因聚合漿料泵機封內漏而導致樹脂進入純水系統，引發質量事故。為了防止此情況發生，將聚合漿料泵機封冷卻水從現系統隔離出來，單獨供水且獨立循環利用。

具體方法為分別在兩條生產線的機封冷卻上水與回水總管線上增加切斷閥，將漿料泵的機封冷卻水與水泵的機封冷卻水的上水與回水分為2個系統，水泵的機封冷卻水按原工藝設計方式運行。而漿料泵的機封冷卻水在循環利用過程中，中間設置緩沖儲水罐，儲水罐中的水經離心泵輸送至上水管線總管，經各個漿料泵機封后回至回收管線總管，再次回至緩沖儲水罐，如此往復循環。漿料泵機封冷卻水改造流程圖（以一期A/B線為例）見圖4。

圖4 漿料泵機封冷卻水改造流程圖（以一期A/B線為例）

3.3 蒸汽冷凝水回用改造

聚合工序干燥蒸汽冷凝水罐的冷凝水一部分來自干燥床列管通蒸汽干燥PVC樹脂時產生的蒸汽冷凝水，另一部分來自干燥、聚合、供料回收工序部分列管式換熱器通蒸汽換熱產生的冷凝水。干燥蒸汽冷凝水罐的蒸汽冷凝水最初工藝設計的目的是為干燥八旋旋風分離器進行伴熱，剩余的蒸汽冷凝水回用至熱電，因部分水質達不到熱水使用需求而外排入地溝造成浪費。

干燥蒸汽冷凝水罐產生的冷凝水為40～60 m3/h，其水質指標與純水指標相當。而聚合汽提塔在實際運行過程中，需利用汽提塔塔頂換熱器將20～30℃的純水升溫到85～90℃，補至汽提塔熱水罐供沖洗汽提塔塔盤使用，其單條生產線純水消耗為12 m3/h。經過技術改造將聚合工序干燥蒸汽冷凝水罐的冷凝水回用至汽提塔，經過一段時間的觀察，該項目運行穩定，大大的降低了分廠的純水消耗。經計算，100萬t聚氯乙烯項目每小時可節約純水約48 t，全年按8 000 h計算可節約純水約38萬t。蒸汽冷凝水回用改造流程圖（以一期A/B線為例）見圖5。

3.4 母液水管線連通改造

圖5 蒸汽冷凝水回用改造流程圖（以一期A/B線為例）

聚合某條生產線停車檢修時，汽提塔、出料槽、聚合釜及過濾器均要進行徹底沖洗，因系統停車無母液水產生供給沖洗，只能用純水沖洗相關設備。為了進一步降低樹脂純水消耗，將聚合干燥兩條生產線母液水泵出口管線連通，從而實現當其中一條生產線停車檢修時，此生產線檢修時沖洗設備或管線可通過連通管線使用另外一條生產線產生的母液水。母液水管線聯通改造流程圖（以一期A/B線為例）見圖6。

圖6 母液水管線聯通改造流程圖（以一期A/B線為例）

3.5 設備沖洗水改造

聚合原工藝設計中，汽提塔進塔過濾器、出料過濾器在清理過程中均使用純水。聚合釜在進行出料操作過程中偶爾會發生堵塞現象，此時需對出料過濾器進行沖洗與清理，在沖洗過程中產生的廢水通常排入地溝；經研究分析，PVC漿料經離心機離心脫水產生的母液水能滿足設備及沖洗條件，經過改造將出料過濾器沖洗水改為母液水。汽提塔進塔流量不穩定波動時，需對進塔過濾器進行沖洗操作，而在沖洗過程中產生的廢水進入地溝；經研究分析，PVC漿料經離心機離心脫水產生的母液水滿足設備沖洗條件，經過改造將進塔過濾器沖洗水改為母液水。

3.6 加強考核機制

除了上述各項技術改造，該公司分廠建立了噸PVC樹脂純水指標考核制度，有效激發班組員工想辦法、定措施、開拓管理思路，從而實現純水消耗的降低。例如在開停車過程中，在滿足工藝需求的情況下盡量使用母液水沖洗管線與設備，及時發現與治理純水管線閥門內漏等問題。

4 結語

通過技術改造、考核機制等管理手段，加強用水管理、調整用水結構、改進用水方式，科學、合理、有計劃、有重點地用水，提高水的利用率，避免水資源的浪費，從而實現了噸PVC樹脂純水單耗由原來3.2 t降低到現在的2.2 t。