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1、,(一)聚合过程的特点,1.聚合过程结束时，单体的转化率为85%90% 2.出料时料浆中含有2%3%的残留单体(由于聚氯乙烯树脂的溶解和吸附作用) 3.在7075自压和真空回收单体后，仍存在1%2%的残留单体 4.必然造成环境污染和单体损耗,一、PVC料浆汽提的意义,(1)离心机运转中逸入操作区空气中，并溶于离心母液中排放时继续污染。 (2)干燥操作时随热风排入大气，并于成品包装口逸入操作区空气中。 (3)成品树脂内残留的单体，会在贮存和运输过程中发生缓慢的扩散而污染环境。,(二)残留单体对环境的污染,(4)塑化加工时受热而大量逸入操作区空气中。 (5)在成型制品中仍残留一定数量的氯乙烯，还会
2、在制品的使用过程中发生扩散。例如，用作自来水管或食品药物包装时，会发生单体往水或食品的迁移，最终进入人体内。 (6)经汽提后的残留单体，宜控制在20mg/kg以下，以使成品树脂残留单体低于8mg/kg，基本可满足要求。,1.料浆中残留单体的存在形式,残留单体含量为2%3%,主要有两种存在形式，即水相溶解的氯乙烯单体和树脂相吸附的氯乙烯单体。,二、PVC料浆汽提的原理,2.汽提的原理,(1)在多孔的塔盘上，浆料自上而下流动，热蒸汽自下而上流动，二者直接接触进行传热和传质；,(2)PVC树脂吸附的VCM和水相中溶解的残留单体被加热气化，随上升的水蒸气汽提带逸出去；,(3)随着料浆的不断往下流动，温
3、度逐渐升高且使水相中的VCM随温度的升高而降低，树脂内部VCM的含量与水相中VCM的含量形成浓度差，在浓度差的推动下，PVC内部的VCM不断向水相进行扩散，并逐渐被气化，随上升的蒸汽带动经多块塔盘上的传热传质逐渐达到被脱除的目的。,温度升高时，料浆中的VCM气化速度加快，残留VCM量降低；当温度降低时，在相同的停留时间内，残留的VCM量增大。,三、PVC料浆汽提条件的选择,(一)汽提温度的选择(控制塔底温度95100范围),温度太高时，PVC树脂易发生分解，放出氯化氢气体，使PVC变色，影响产品白度和热稳定性。,(二)汽提压力的选择(塔底压力呈现微真空，全塔压差 在0.030.04MPa),所
4、有塔板上的汽提都是在沸腾状态下进行的， 塔底压力呈微真空时，对应沸腾温度低于100；塔底压力呈微正压时，对应沸腾温度高于100如塔底压力在(表压)0.0300.040MPa时，相应的沸点约为108110，产品变色(白度)及热稳定性有一定的影响。,平均停留时间，即全部塔板上料浆量除以料浆流量。停留时间的长短是由塔板数所决定的，如图给出了试验塔从塔顶下数的不同塔板数与残留氯乙烯量的关系。,(三)汽提停留时间的选择 (平均以48 min为宜),图4.2.2 残留氯乙烯 与塔板数的关系,树脂的颗粒形态，特别是孔隙率大小，对汽提效率影响颇大。颗粒愈疏松，愈易汽提，即在同样汽提操作条件下，所得产品的残留氯
5、乙烯量愈低。也就是说，XJ-6最难于汽提，而SG-1最易汽提。,(四)树脂性能对操作的影响,(一)汽提塔,(1)回流冷凝器 (2)浆料喷嘴 (3)塔节；(4)筛板 (5)视镜；(6)裙座,1.主要结构,四、PVC料浆汽提主要设备的识别,是用于除去聚氯乙烯树脂和水相中的氯乙烯单体的设备。 含有VCM的PVC料浆(水相溶解的VCM和PVC树脂吸附的VCM，其VCM达23%)。在多孔的塔盘上往下流动时与塔底进入的蒸汽直接逆流接触，进行传热和传质。PVC颗粒吸附的VCM和水相中溶解的单体被加热气化，随上升的水蒸气汽提带逸出去，随着,2. 工作原理,料浆的不断往下流动，温度逐渐升高且使水相中的VCM逐渐
6、降低，树脂内部VCM的含量与水相中VCM的含量形成浓度差，在这浓度差的推动力下，PVC内部的VCM不断向水相进行扩散，并逐渐被气化，随上升的蒸汽带动经多块塔盘上的传热传质，逐渐达到脱除料浆中的VCM之目的。,(1)回流冷凝器 由管间通入冷却水将列管内上升蒸汽中的水分冷凝，并回流喷淋入进料管上方的一块淋洗筛板上。 既可使塔顶抽逸的单体气流内含水量降低，不致堵塞回收管线；又能将含有溶解单体的冷凝水回收喷淋入塔内再进行汽提处理；同时节省了塔顶为稀释浆料防止堵塞而喷入的软水量。,3.主要特点,(2)无溢流管式大孔径筛板 塔内设置有2040块筛板，筛孔直径为1520mm，筛板有效开孔率为811%；筛板之
7、间借若干拉杆螺栓和定位管固定，保持板间距在300550mm范围。 料浆经处理后，残留单体可降至200400ppm；防止热敏性聚氯乙烯树脂的堵塞和沉积；使树脂浆料在全塔范围内分布均匀。,(1)筛板与塔节内壁的间隙 应严格控制，以防止塔底上升的蒸汽与塔顶下流的浆料在环隙部位发生偏流或短路，不利于传热和传质过程的进行。,4.注意事项,(2)塔板水平与塔身垂直度 严格控制，以保证气液接触时筛板上泡沫层高度均匀。一般汽提塔的空塔气速在0.61.4ms范围，筛板孔速在613ms范围，物料在塔内平均停留时间在48min范围。,(二)混料槽,用于贮存混匀汽提之后的浆料，待进入脱水工序。 (1)电机；(2)减速
8、机 (3)人孔；(4)轴 (5)搅拌耙齿；(6)底轴瓦；(7)出料浆叶,1.主要结构,2.主要参数,转速为 81 2 rmin 电机功率为7.510 kW 搅拌型式为耙齿与压缩空气组合,3.主要特点,(1)转速慢 由于转速慢，底轴瓦采用连续注水结构，故经处理后料浆中不易产生“塑化片”，且动力电的能耗甚低； (2)设平桨式搅拌叶 底部出料小罐中设置相对直径较大的平桨式搅拌叶，使搅拌强度维持在较高的水平，以防止出料部位因树脂沉淀而堵塞。,(3)主要搅拌动力 由底部鼓入的压缩空气承担的，耙齿的缓慢转动，将压缩空气气流推向截面使料浆均匀翻动。由于搅拌强度低，沿混料槽轴向上下的含固量稍有差别,下层较上层
9、来得稠些。 (4)处理量大 此种大型混料槽，由于搅拌处理批量大(每槽可达2030t树脂)，有利于提供加工用户需要的大批量均质产品。,(三)树脂料浆过滤器,设置在聚合釜或料浆处理槽出口与料浆泵之间的进口管道上，过滤料浆中夹带的粘釜物和轴瓦处摩擦生成的“塑化片”。滤网3由不锈钢板冲孔制成筛板，再卷焊而成，也有用46目不锈钢丝网制作，但效果稍差些。,1.主要结构,安装时与平面呈30夹角，以利滤渣的清理。当使用一定周期后，由于滤网内侧表面为“塑化片”堆满，阻力逐渐增大，可借冲洗管4冲洗，或由上下手孔1处清理后，再投入运转，故在连续操作场合常设置两台过滤器，以供清理时切换使用。,2.安装要求,3出料槽
10、6水环真空泵 7树脂过滤器 8、12料浆泵 9螺旋板换热器 10汽提塔 11混料槽,(一)基本设备,五、PVC料浆汽提工艺流程的识读,需汽提的料浆自出料槽3，经树脂过滤器7由料浆泵8送经螺旋板换热器9，与汽提排出的高温料浆热交换并被升温后，进入汽提塔10顶部；料浆经塔内筛板小孔流下，与塔底进入的蒸汽直接逆流接触，进行传热传质过程；树脂及水相中残留单体即被上升的水蒸气汽提带逸，其中的水分在塔顶冷凝器借管间通入的冷却水冷却而回流入塔内；不冷凝的氯乙烯气体借水环真空泵6抽送，排至气柜回收 。,(二)基本流程,塔底经汽提脱除大部分残留单体后的料浆，由料浆泵12抽出经热交换器9降温后，送入大型混料槽11
11、，待离心干燥系统处理。 上述由水环式真空泵送出的氯乙烯，为安全起见和减少氧对单体质量的影响，均经含氧仪连续检测，含氧应小于2。 换热器9主要用来冷却塔底排出的高温料浆，以防树脂受热变色或降解，同时预热待汽提的浆料。,把出料槽送来的聚氯乙烯树脂浆料，经汽提后脱除料浆中残留的绝大部分氯乙烯、低分子物质和助剂，得到合格的聚氯乙烯料浆送干燥装置。,(一)生产任务,(二)管辖范围,从出料槽出口到混料槽进口阀门之间的所有管道、阀门、设备、电气、仪表等均属本系统管理。,六、氯乙烯悬浮聚合系统的操作,1.检查设备仪表 对各设备(出料槽、泵、换热器、汽提塔等)、仪表进行一次全面认真的检查，并做好检查记录。 2.
12、清除设备内物料 螺旋板式换热器、冷凝水槽等内应无物料，开启螺旋板式换热器的各放水阀，放尽换热器内的积水，放尽蒸汽管道内的冷凝水，打开蒸汽调节阀前的截止阀。,(三)开车前的准备工作,3.检查自控阀和手动阀 检查汽提工艺所有的自控开关阀、调节阀是否都处于初始关闭状态，手动阀是否都符合工艺要求。 4.检查出料槽液位 出料槽内物料处于规定液位，满足汽提的生产要求。,1.开冷却水进出口阀 打开塔顶冷凝器、气水分离冷却器的冷却水进、出口阀门。 2.启动冲洗水 打开冲洗水槽的进水阀，将冲洗水槽的液位加至规定值，启动冲洗水泵。 3.启动真空泵阀 打开水环式真空泵的进出口阀门和泵的进水阀，打开气水分离冷却器的进
13、水阀门，向气水分离冷却器内加入工业水至规定液位。,(四)开车操作,4.启动汽提塔 开塔顶喷淋水阀门，待塔底出现液位时，启动出塔浆料泵，观察浆料泵出口压力，确认管线通畅；打开汽提塔塔底浆料回流阀至一半的开度；待塔底液位至规定值时，将出塔浆料调节阀切入自控。 5.启动进料系统 打开汽提装置的浆料过滤器的进出口阀门，打开出料槽底阀，打开进塔浆料泵出口的浆料回流阀门，启动进塔浆料泵，观察浆料泵的出口压力，确认浆料已经打回流。,6.启动相应喷淋水阀 打开进塔浆料泵出口的冲洗水开关阀，打开进塔浆料调节阀，向塔内冲水，打开塔顶的喷淋水阀，向塔内进行喷淋。 7.通入蒸气升温 在进行4操作的同时，应立即手动打开
14、汽提塔的蒸汽调节阀，给调节阀一个开度，向塔内通入蒸汽升温。,8.启动真空泵回收单体 开始开车时，当塔顶压力出现时，打开塔顶压力调节阀，打开塔顶压力调节阀旁的DN50排气放空阀，当放空口有氯乙烯出现，经化验合格(含氧量低于2)后，关闭排气放空阀；打开气水分离冷却器顶上的氯乙烯去气柜回收阀，将氯乙烯气体排至氯乙烯气柜；若汽提塔顶的出口压力大于氯乙烯气柜压力，则可开启直接回氯乙烯气柜的回收阀，而不必使用水环式真空泵；反之，则应开水环式真空泵。,9.正常连续开车时，可不必进行排空置换及分析操作，氯乙烯气体可直接回收至气柜。若停车超过8h，再开车时，应进行含氧分析。 10.调至正常 当塔底温度升到100
15、，塔顶温度80以上时，关闭进塔浆料泵出口的冲洗水开关阀，打开进塔浆料泵至汽提塔的进料开关阀和进料调节阀，向塔内进料，同时关小进塔浆料泵出口的浆料回流阀至一半开度；关小塔顶的喷淋水阀，,调节喷淋水流量至规定值；手动打开塔顶压力调节阀，给调节阀一个开度，按需要手动调节塔顶压力至规定值；同时应根据塔顶的压力决定是否启动水环式真空泵。 11.汽提装置向干燥浆料槽内送料；手动控制冷凝水槽和气水分离冷却器的液位保持在规定值。,1.切入自动控制 汽提下料稳定一段时间后，各控制参数趋于稳定，汽提塔底温度达到设定值，各液位达到设定值，将所有回路由手动切入自动控制。 2.汽提进入自动操作 若汽提蒸汽流量波动及塔内
16、压差变化情况无异常，则汽提可进行自动操作。 3.控制汽提温度 当出料槽内的物料接不上汽提时，应降低汽提的处理量，并及时向汽提塔内通入冲洗水，以避免螺旋板式换热器堵塞、汽提塔温度过高等异常现象。,(五)正常运行操作,1.通知下道工序 通知干燥装置，汽提装置准备停车。 2.切换到手动控制 将汽提系统的控制状态由自动状态切入手动控制状态，全开进塔浆料泵出口的回流阀，关闭出料槽底阀，并马上打开浆料过滤器冲洗水阀门，向过滤器内冲水，当过滤器及浆料回流管内冲洗干净后，停进塔浆料泵；关闭汽提塔浆料进料开关阀。,(六)正常停车操作,3.冲洗塔内料 在进行2操作的同时，打开进塔浆料泵出口的冲洗水开关阀，并全开汽提塔顶的喷淋水阀门，向塔内及其管道内冲水。 4.关闭蒸气阀 约1520min后，通过视镜察看塔内水中是否有料；有料则继续冲洗，若无料及塔内压差低于10kPa后，则可逐渐关小汽提塔蒸汽阀至全关，并关闭蒸汽调节阀前的截止阀。,5.待塔底温度降至40以下后，方可关闭进塔浆
