柴达木循环经济生产中氯乙烯工艺改造

摘 要：通过对原料气脱水及粗氯乙烯单体的除水改造，方便了操作，降低了生产成本。在PVC行业不断增产、产品供过于求的大背景下，企业只能通过优化生产工艺，降低生产成本才能在激烈的竞争下得以生存。盐湖集团化工分公司PVC厂通过在生产过程中的不断实践摸索，并对工艺进行优化改造，增加了操作的弹性，生产运行平稳，降低了生产成本，方便了操作。

关键词：干燥；除水；改造

中图分类号：F124.5 文献标志码：A 文章编号：1673-291X（2013）18-0284-02

由于本厂PVC生产线是新建的厂区，在开车期间进行过一部分技改，解决了一部分开车困难，也精化了冬季对浓硫酸管道的保温操作，在技改的过程中，考虑到VCM单体的含水要求，在这方面也进行了一部分技改，到达了除水的目的。

一、工艺流程叙述

来自钾碱车间的氯化氢气体通过冷冻及硫酸干燥一、二、三塔的除水干燥，与来自天然气乙炔车间的乙炔气经混合器混合后，在转化器内生成的粗VCM经水碱洗除去系统内过量的氯化氢及其他酸性气体，并通过机前冷却器降温，然后用单级螺杆压缩机将粗VCM压缩到0.65MPa，进入机后冷却器预冷，之后进入一、二段全凝器，使大部分的VCM气体冷凝液化靠位差进入粗氯乙烯缓冲罐，液体VCM在粗氯乙烯缓冲罐内靠重力差连续分层除水，除水后的VCM用泵打入粗固碱干燥器进一步除水后进入低沸塔。一、二段全凝器中未冷凝下来的气体（主要为惰性气体）进入尾气冷凝，其冷凝液主要为乙炔和VCM靠位差进入低塔回流罐，低沸塔塔顶气相经低塔塔顶冷凝器冷凝后也靠位差进入低沸塔回流管，用泵打入低塔顶部作为回流液，塔底物料靠压差进入高沸塔。高沸塔塔顶精制的VCM气体经成品冷凝器冷凝后靠位差进入高沸塔回流罐，用泵将一部分打回高沸塔作为回流液，一部分去成品球罐储存，送聚合工段。高沸塔塔底物料是以二氯乙烷为主的重组分，间歇排放至回收塔回收其中的VCM。

二、对硫酸干燥系统的改造

VCM装置原料气净化的目的是将生产VCM的原料气HCL进行干燥，除掉其中水分（要求含水

（一）改造的原因及措施

本装置的脱水是采用冷冻脱水后再用三段硫酸塔干燥的工艺，硫酸干燥塔用98%的浓硫酸，吸收水分后，硫酸浓度到95%时进入稀酸槽用稀酸泵送至天然气乙炔装置再循环使用，控制稀酸浓度直接影响浓硫酸的消耗，原来的控制方式只是用浓硫酸计量泵流量大小来完成，因为前段含水控制不稳定，所以控制浓硫酸浓度难度很大，多数时候稀酸浓度超过95%，这样就增大了硫酸消耗。为了降低浓硫酸消耗，设法将大于95%的硫酸循环使用。我们装置进行了改造，从稀硫酸泵出口管线配管至硫酸干燥三塔，当测定稀酸浓度大于95%时再度打回硫酸干燥塔循环使用，当三个硫酸塔某台出现问题或硫酸泵需要检修时，也可用此回收硫酸至稀酸槽循环使用，大大降低了浓硫酸消耗。

（二）改造后的应用情况和存在的问题

现在使用情况良好，对我们本装置来讲，大大降低原辅材料成本消耗，浓硫酸消耗20公斤/吨树脂，按满负荷生产10万吨计算，年消耗浓硫酸2 000吨，按每吨2 000元计算，硫酸成本400万，按节约10%硫酸计算节约成本40万元（没考虑重复使用和废酸回收）。此管线的改造还大大方便了冬季的操作。

三、对粗氯乙烯缓冲罐的改造

粗氯乙烯缓冲罐是系统内靠重度差进行分离除水的设备。由于水能水解由氯乙烯与系统内的微量氧生成的过氧化物，产生氯化氢、甲酸、甲醛等酸性物质。从而使钢设备腐蚀，生成铁离子，单体内的铁离子的存在，影响树脂成品的热稳定性能以及树脂颗粒的均匀，并导致黑点杂质的产生。铁离子在氯化氢和水存在下，又促使氯乙烯的氧化过程，生成更多的过氧化物。这种过氧化物会引发氯乙烯聚合，生成聚合度较低的聚氯乙烯，造成塔盘堵塞而被迫停车处理。另外，水分含量高将降低树脂成品白度，使PVC成品中粗料的含量增加；水分的存在严重影响单体的纯度，降低聚合反应的速度，增加引发剂以及分散剂的消耗，同时还影响PVC树脂成品的塑化性能；由于水分可以与VCM中的1，1-EDC形成共沸组分，导致精馏效率大幅度降低，降低精馏系统的能力；水分含量高还将导致精馏再沸器内组分容易分解，容易结焦并导致设备腐蚀，影响装置正常运行[1]。所以氯乙烯单体除水效果的好坏至关重要。

（一）改造的原因及措施

VCM精馏装置在生产过程发现生产出的单体含水量过高，导致单体出现自聚的现象，单体自聚的形成有以下几个条件：（1）适当的温度；（2）适当的压力；（3）有水存在。鉴于以上三个条件，排除单体自聚将其中一个条件排除即可，由于生产过程中温度、压力无法控制，只需将水分尽可能的排尽就能阻止单体的自聚，粗氯乙烯缓冲罐是精馏系统中将VCM与水通过自身的比重分离的设备，然而由于VCM在缓冲罐中停留的时间过短，无法达到分离的最好效果，故我装置在粗氯乙烯缓冲罐原有设计的基础上增加一块高度约为罐体直径2/3的挡板，让VCM先经过挡板后再从挡板顶部流下进入下一个设备，这样增加了VCM的停留时间，使水与VCM最大限度的脱离，未除去的水再经粗固碱干燥器用固碱吸收。

（二）改造后的应用情况和存在的问题

改造后水分明显比没改造前少，而且固碱的消耗量也降了下来，精馏塔板的自聚物也比以前少。

四、结束语

在PVC行业不断增产、产品供过于求的大背景下，企业只能通过优化生产工艺，降低生产成本才能在激烈的竞争下得以生存。盐湖集团化工分公司PVC厂通过在生产过程中的不断实践摸索，并对工艺进行优化改造，增加了操作的弹性，生产运行平稳，降低了生产成本，方便了操作。

参考文献：

[1] 郑石子，颜才楠，胡志宏，等.聚氯乙烯生产与操作[M].北京：化学工业出版社，2008：303.