高压清洗装置在聚氯乙烯生产中的应用

李金英，张国玉，赵保强

（天伟化工有限公司，新疆 石河子 832000）

高压清洗装置在聚氯乙烯生产中的应用

李金英，张国玉，赵保强

（天伟化工有限公司，新疆 石河子 832000）

根据聚氯乙烯在生产过程中易出现粘釜料的情况，经过长期跟踪研究，研发了聚合釜高压清洗装置，该套系统由DCS远程自动控制，能够彻底清除粘釜物，提高了产品质量，增加了企业经济效益。

聚氯乙烯；高压清洗；粘釜物

在聚氯乙烯生产工艺中，粘釜物总是存在且无法避免，近年来化工行业一直在着手解决此类问题，由于成本高，设备利用率低，目前仍没有彻底解决。为了响应国家号召，达到提产增效，节能减排的目的，天伟化工有限公司研究开发了聚合釜高压清洗装置，该套装置现场设有PLC控制柜，且能远程DCS自动控制，实现高度自动化操作，节省了大量人力，降低了人员劳动强度，使粘釜物彻底清除。使用高压清洗装置代替喷淋阀及移动式清洗装置，提升了清洗水压力，减少了因聚合釜清洗不干净、粘釜造成的“鱼眼”数升高的现象，提高了生产效率和产品质量。

1　粘釜物对聚合生产的影响

聚合釜内部结构较复杂，粘釜物易在釜壁和搅拌叶、搅拌桨上形成，会显著影响到聚合反应的传热，使反应时间延长。有研究显示，粘釜物厚度达到0.2 mm时，将使传热系数自349～582降低至233～349，传热难度加大。粘釜物是难以塑化的粒子，在以后的聚合反应中会部分脱离，混入产品之中，形成永久性“鱼眼”，特别是对于生产薄膜和薄片的厂家，严重影响产品的质量和市场竞争力。粘釜物有时在聚合釜搅拌叶与釜壁间会形成大块的塑化物［1］，在后来的聚合反应中，塑化物会不断增大，影响出料，如果出料不干净没有及时发现，导致下釜料温度升高，压力增大，可能引发安全事故［2］。由于粘釜物的存在导致聚合釜反应温度不稳定，易波动，当温度波动2℃时，平均聚合度相差366，在实际操作中，应控制温度波动范围在0.5℃以内，以保证粘数稳定不转型。

为了改善以上情况，公司经过技术改进，研发了70 m3聚合釜全自动清洗设备。

2　高压清洗装置的特点及应用

高压清洗机是近年来在国际上新兴起的一种清洗设备，这种清洗设备具有清洗成本低、洁净率高、清洗速度快，不会损坏被清洗物并且对环境无污染等优点。

高压清洗设备由高压清洗机组、三维旋转喷头定位机构和三维旋转喷头组成，1台增压泵、清洗泵、安全溢流阀、5套卷轴系统、5套清洗系统。经过增压泵增压，三维旋转喷头出口压力达到40 MPa，有效清除粘釜料，而且此技术无需其他助剂，减少了成本消耗和使用化学品对聚合釜的损害，同时提高了产品质量。

每套卷轴系统独立使用，根据每台釜的出料前后顺序依次清洗，无需开人孔，回收结束后打开隔离阀启动高压清洗系统即可，根据粘釜物的多少可手动设定清洗时间和清洗点，使得清洗更彻底。减少了辅助时间、降低了人工劳动强度，根据生产需要可随时清洗。清洗工艺见图1，清洗系统见图2。

图1　高压清洗工艺

图2　清洗系统

3　高压清洗装置的使用对“鱼眼”和杂质粒子数的影响

3.1“鱼眼”对树脂质量的影响

“鱼眼”（又称晶点），是通常在热塑化加工条件下没有塑化的透明的树脂颗粒。“鱼眼”的存在使加工制品的质量受到影响，如薄膜上“鱼眼”不但影响外观，脱落后使薄膜穿孔，电缆上的“鱼眼”使表面起疙瘩，影响电缆的电绝缘性能。

PVC树脂中过多的“鱼眼”还会使加工工艺较难控制，在吹塑薄膜过程中易出现破泡断泡现象，薄膜的均匀程度也很难控制，生产出的薄膜存在表面斑点多使用中易于破损的缺点；在成品膜或透明片材中“鱼眼”则以不透明的晶点形式存在，从而严重影响制品外观及整体物性能。自从天伟化工引进高压清洗系统后，产品质量有了很大提高，不同型号树脂在高压清洗前后“鱼眼”数的对比见表1。

表1　不同型号树脂在高压清洗前后“鱼眼”数的对比

3.2杂质粒子对树脂质量的影响

悬浮法聚氯乙烯由于生产过程工艺复杂，影响产品质量因素较多，而杂质粒子数是PVC树脂中一项重要质量指标。在生产中常常由于杂质粒子数超标而造成PVC质量下降或出现次品，使树脂价格大打折扣，从而影响了产品销售。所以使用高压清洗减少杂质粒子数，提高产品质量是一次技术创新，不同型号树脂在高压清洗前后杂质粒子数的对比见表2。

表2　不同型号树脂在高压清洗前后杂质粒子数的对比

根据以上数据可以看出，引进高压清洗后使聚合釜清洗更加彻底，减少了“鱼眼”和杂质离子数的存在，使产品质量得到了改善。

4　经济和社会效益

该技术装置应用实施后实现了聚合釜的快速清洗，缩短停车时间，在树脂转型停车时每年可缩短停车时间15天；且无需人员进入聚合釜内操作，避免了化学品对人体的伤害及不安全性，无需拆卸人孔盲板，省时省力，确保粘釜物的彻底清除，减少“鱼眼”数和杂质粒子数，将“鱼眼”数从15个降至10个以内，杂质粒子数从20个降至16个以内，保证了产品质量，提高了企业的竞争力。每吨树脂可提价一百元左右，天伟化工共计10万t/a SPVC，新增收入约为1 000万元/a。该技术的应用在提高生产效率的同时使产品质量也得到了显著改善。同时清洗水经过废水汽提系统，不仅使残留的氯乙烯单体得到回收利用，而且达到排放要求，实现零污染生产目标。

5　结语

聚合釜高压清洗系统的研制成功，大幅度地提高了清洗质量和清洗效率，降低了清釜成本，改善了操作人员的工作环境，取代了传统的手工清洗，可以有效地清除聚合釜结垢物。

［1］刘庭成，艾耀文，范晓红，吴国新，徐家宏，等．高压水射流技术在清洗聚合釜中的应用．聚氯乙烯，2008，03：9－13．

［2］邹文官．聚合釜（70 m3）内壁自动清洗装置．中国氯碱，1995，11：31－32．

High pressure cleaning device for application in PVC production

LI Jin-ying，ZHANG Guo-yu，ZHAO Bao-qiang
（Tianwei Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

According to liable to occur in the production process of PVC stick kettle material characteristics，my company after a long-term follow-up study，research and development of the polymerization kettle high pressure cleaning device，the system by the DCS remote automatic control，can thoroughly remove the sticky kettle，improve product quality and increase enterprise economic benefits.

PVC；high pressure cleaning；kettle sticky substance

TQ325.3

B

1009-1785（2016）08-0019-02

2016-06-23