聚氯乙烯专用树脂母液水处理新工艺分析

聚氯乙烯专用树脂母液水处理新工艺分析

孟凡顺

 德州实华化工有限公司  山东省德州市 253000

摘要：聚氯乙烯（英语缩写PVC）是由过氧化物、偶氮化合物等引发剂在光或热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。在电子电器方面，PVC材料广泛应用于电冰箱、电视机、计算机等电子产品，但由于某些生产工艺的需要，可能添加了含有有毒有害物质六价铬[Cr(Ⅵ)]。本文主要对聚氯乙烯专用树脂母液水处理新工艺进行分析，详情如下。

关键词：聚氯乙烯；树脂母液；水处理

引言

作为“煤-电-化”循环经济产业链的下游企业，某化工同时具备资源优势和技术优势。一方面，企业的电力、电石、蒸汽等资源丰富；环保治理处于国内同行业领先地位，采用DCS自控及联锁工艺，自动化程度高，生产过程中产生的废水、废气、废渣能够充分利用，最大程度降低能源资源消耗。另一方面，企业的离子膜烧碱技术、聚合工艺、变压吸附单体回收技术、电石渣回收乙炔气技术等具有成熟、可靠、适用、节能的特点，均为领先技术，为行业可持续发展起到了引领作用。

1工艺简介

PVC树脂生产聚合单元，按照“等温水入料—折流堰板塔反应—安德里茨流化床干燥”工艺流程及技术，生产聚合物料。等温水入料流程。各系统具备入料条件后，微机工主操一键启动联动入料程序，在入料过程中通过调整冷、热水的加料配比，以加热物料，满足反应设定温度的要求。该项技术节约了入料辅助时间，提高了装置的生产效率。反应流程。根据设定温度向聚合釜中加入适量缓冲剂、水，启动聚合釜搅拌，调节搅拌速率至设定值；釜内搅拌均匀后，从釜底加入适量冷、热无离子水，然后通过DCS控制的自动程序由釜顶向聚合釜加入回收的和新鲜的氯乙烯（DCS检查贮罐中有一个完整釜次加料所需的回收和新鲜VCM即可开始该加料程序）；水和单体混合均匀后，从釜底加入适量分散剂、引发剂，开始反应；反应35min开启釜顶注水，设定流量为3.5t/h，在一定搅拌速率下反应240min；反应后期，反应釜压力下降0.03～0.15MPa时，向釜内加入反应终止剂，达到出料条件时，输送至浆料槽，没有参与反应的单体以气态形式进入压缩冷凝系统回收。整个反应过程中温度由反应釜夹套、釜顶冷凝器循环水控制。

2聚氯乙烯专用树脂母液水处理新工艺分析

2.1聚氯乙烯回收单体中二氧化碳脱除方法

我国是聚氯乙烯(PVC)的重要生产国和消费国。PVC广泛应用于工业、农业、建筑业、日用生活用品和塑料制品行业等，在我国的经济和社会发展中扮演着重要角色。PVC是由单体氯乙烯聚合而成，我国的工业化生产方法主要有悬浮法、乳液法、本体法、微悬浮法、混合法等，其中悬浮法占80%左右。在氯乙烯聚合生成聚氯乙烯的过程中，催化剂分解会产生二氧化碳(CO2)。在对没有聚合的氯乙烯回收时，如果CO2不能有效去除，CO2在循环气内将聚集，严重影响聚氯乙烯生产。现行业内主要采用变压吸附对氮气进行脱除，但此工艺过程无法将氯乙烯和CO2有效分离。随着回收系统中CO2浓度的增加，氯乙烯的压缩冷凝回收压力将增大，冷凝回收效率将变差，在不凝气直接外排CO2的同时，将带着大量氯乙烯排空。一方面氯乙烯属于致癌物，环保不允许直接外排；另一方面氯乙烯属于合成原料，外排或焚烧都会浪费原料。来自于装置的循环回收气体从底部进入吸收塔，NaOH水溶液从顶部喷淋，在吸收塔中进行逆流吸收，去除CO2后的氯乙烯，从塔顶去装置继续使用。在吸收塔底，NaOH水溶液与CO2反应生成的Na2CO3和NaHCO3，以及溶解有氯乙烯的吸收液，经预热后，从顶部进入汽提塔，蒸汽自底部进入，在汽提塔中进行逆流接触，经汽提后的液体中，氯乙烯含量满足国家排放要求；汽提出来的氯乙烯以及CO2，返回吸收塔底，最终脱除CO2的氯乙烯气体回生产系统继续使用。进汽提塔的蒸汽流量通过塔顶温度调节。

2.2醇析法制备“消光聚氯乙烯树脂溶胶黏数测试试样”的研究

国生产的聚氯乙烯产品多为低端的通用型树脂，专用型树脂占比很低，存在低端、同质化竞争的顽疾。消光制品用聚氯乙烯树脂(行业内也称为消光聚氯乙烯树脂)是在氯乙烯聚合过程中加入交联剂而得到的一种特殊的聚氯乙烯树脂，因其加工制成的产品表面会有许多细微颗粒，这些颗粒有增大光散射和减小光反射的作用，从而达到消光的效果，因此得名消光聚氯乙烯树脂。近年来，消光聚氯乙烯树脂在包装、建材、车辆、家具、服装饰品等领域的应用被不断开发，既提高了聚氯乙烯塑料制品的质量和档次，又拓展了聚氯乙烯树脂产品的应用领域，市场需求量明显增加。消光聚氯乙烯树脂的生产和使用也有助于解决我国聚氯乙烯行业产品低端、同质化竞争的问题，对聚氯乙烯行业的高质量发展意义重大。消光聚氯乙烯树脂生产企业在进行溶胶黏数的测定时，通常采用传统的母液法和滤液法制备试样，《消光制品用聚氯乙烯树脂》国家标准起草组在初期也采用这两种方法制备试样，但验证试验中测得的溶胶黏数数据重复性差、偏差较大，实验室内和实验室间的数据皆如此，且和对应型号的通用型聚氯乙烯树脂的黏数数值相差也较大，即和理论值差距较大。因此，该标准中不适合采用母液法和滤液法制备试样。标准起草工作也因此一度陷入困境，必须尽快找到新的试样制备方法。

2.3流化床节能技术

原有聚氯乙烯生产工艺中，聚合一期干燥共有三条干燥线，均采用气流旋风工艺技术，已经使用十余年。因工艺设备落后，在正常生产过程中存在耗能高，部分PVC产品出现杂质偏高的现象，降低了产品优级品率。受此影响，车间只能定期对气流塔、干燥床进行清理。参考氯碱企业聚合二期使用的干燥流化床的运行效果，流化床干燥系统蒸汽、动力电较气流旋风工艺能耗明显下降，同时可充分利用烧碱装置区域的副产蒸汽，降低蒸汽消耗，节约生产成本。此外，改用流化床干燥工艺技术后，可从根本上解决PVC粉尘问题。因此，氯碱企业通过技术改造，将一期气流旋风干燥工艺改建成尼鲁流化床工艺，实现了环保效益、经济效益和社会效益的完美结合。

2.4体系运行优化

依托企业数字化调度网络，对生产工艺流程的监管和对各生产板块的关键数据整合，实现对全厂水电汽和原材料等资源的错峰调整、合理匹配，以达到生产效益最大化。根据烧碱系统各期电解槽离子膜换膜周期不同，结合实际生产运行负荷，建立电解槽运行评价系统。依托调度网络实时关注直流电耗运行状况，2021年5-9月烧碱一期完成电解槽优化改造，电流效率达到最优，在生产低负荷运行状况下，科学匹配各期电解槽运行负荷，充分利用一期电解槽效率高的优势使其处于高负荷运行状态，最大程度降低直流电耗和烧碱系统综合能耗。在完善蒸汽计量的基础上，充分利用蒸汽合成炉的产能，调整一期/四期盐酸产比，提高副产蒸汽产量，并将此项指标纳入生产考核，提高副产蒸汽产量的同时降低外网蒸汽使用量，提高经济效益。

结语

化工企业生产运营中，规范能源消耗管理，全面系统地策划、实施、检查和改进各项能源管理活动，剖析生产环节中的问题，通过引用新技术、新设备，工艺改造，精细化管理等措施，降低能源消耗，提升企业效益，为实现能源转型和双碳目标做出贡献。

参考文献

[1] 高云方，杨彬，贺盛喜.前景较好的特种PVC树脂[J].聚氯乙烯，2015，43（5）：1－8.

[2]潘祖仁，邱文豹，王贵恒.塑料工业手册（聚氯乙烯）[M].北京：化学工业出版社，1999：70.

[3]蓝凤祥，柯竹天，苏明耀.聚氯乙烯生产与加工应用手册[M].北京：化学工业出版社，1996：48.