乙烯法聚氯乙烯生产过程中的节能降耗措施

曹晨

(天津渤化工程有限公司，天津 300450)

本研究主要探讨聚氯乙烯通过乙烯法生产所采用的节能降耗措施。

1 聚氯乙烯生产过程中降低水耗的措施

1.1 聚氯乙烯生产期间母液水的回收利用

通常情况下，30×104t/a聚氯乙烯装置母液水量为160m3/h，若对母液水采取外排处理措施，则会在很大程度上增加污水处理装置负荷，不仅会导致水资源的严重浪费，同时还会提高污水处理成本。

一般情况下，离心母液水含固质量分数为100×10-6～200×10-6，通过母液水过滤器进行过滤处理后，会降低到不超过50×10-6，可作为聚合汽提塔、聚合釜以及浆料槽等设备冲洗水。

离心机母液水与母液水罐相接触后，通过母液水泵进入到过滤器中，而通过过滤器加以过滤后所产生的水多数会被打进冲洗水罐，只有一少部分会被用于污水处理工序，这有效节约了聚氯乙烯生产用水量，而且也有助于污水处理装置负荷的降低，有效控制了聚氯乙烯生产成本[1]。

1.2 聚氯乙烯生产期间蒸汽冷凝水的回收利用

一般来说，蒸汽冷凝水存在较高纯度，有很大回收利用价值。聚氯乙烯装置内所用的蒸汽冷凝水大多源于干燥系统升温与热去离子水升温，热去离子水通过1.7MPa中压蒸汽加热，运行时间每日可达到10h，而干燥系统运行蒸汽压力为0.6MPa。例如，30×104 t/a聚氯乙烯装置在蒸汽冷凝水回收利用后，可节约去离子水3×104 t/a左右，节约成本30万元以上。聚氯乙烯装置内部回收的蒸汽冷凝水，需要通过离子水占处理后再应用于聚合釜中，尽量避免直接在聚合釜中应用。

1.3 聚氯乙烯生产期间冲洗水的利用

聚合生产过程中需要用到大量冲洗水，系统内冲洗水过多会直接导致系统负荷的增加和乙烯浆料处理时间的延长，即使将冲洗水改成母液水也无济于事，必须在生产过程中控制冲洗水量。

1.3.1 有效控制聚合卸料釜壁冲洗水

在聚合釜卸料过程中釜壁内粘附有大量浆料，对涂釜效果产生影响。因此，卸料完成后需要大量冲洗水彻底冲洗聚合釜壁从而增加浆料体积。试验结果显示，聚合釜中浆料液位比搅拌桨叶低时，开启聚合釜喷淋阀，采取8min单喷再切换喷头的方法，能够彻底冲洗釜壁浆料，达到节约冲洗水用量的目的[2]。

1.3.2 有效控制汽提塔冲洗水

汽提塔运行期间会出现浆料顺着塔板降落的情况，很容易导致筛板堵塞或者偏流等事故的发生，为避免出现该类事故，聚氯乙烯生产期间应将冲洗水持续加在汽提塔顶部，汽提塔中加入冲洗水后，会显著增加干燥系统处理负荷，所以需要增加一道冲洗水控制工序，对汽提塔每分钟冲洗一次，且保证每次冲洗时间为15s左右，一方面能够为汽提塔正常运行提供保障，另一方面也节约了冲洗水量。

1.3.3 有效控制浆料罐冲洗水

聚氯乙烯生产时，因为负荷调整等诸多因素，会导致浆料液罐位的波动范围在30%～70%，使罐壁出现粘料现象，如果长期不处理，很容易引发粘料变色而滋生其它杂质，对聚氯乙烯质量产生严重影响。然而，若冲洗过于频繁，同样会导致后处理工序负荷的增加。目前改成浆料罐冲洗水在每半个月冲洗一次，每次的开启时间在15min，确保了浆料罐壁的清洁维护。

2 聚氯乙烯生产过程中降低电耗的措施

聚氯乙烯装置内会应用到较多的大功率电动机，比方说，罗茨风机、聚合釜搅拌器以及循环水泵等功率均在100kW以上，怎样在大功率电动机中降低成本，同样是企业节能的关键。

2.1 大功率电动机

循环水泵在聚氯乙烯生产过程中处于持续运行状态。然而，在聚合釜卸料之后，聚合釜中所放射热量比较少，也不会大幅提高温度，在这种情况下，通过循环水压力就能够维持聚合釜的温度，不需要循环水泵。自卸料至下一釜进料之前所需时间在40min左右，循环水泵功率在130kW左右，水泵停止应用之后，聚合釜能够节约90kW·h左右的用电量。通常聚氯乙烯装置会配循环水冷却塔，并在塔顶配备185kW风机，依照温度与季节变化，对风机开启数量进行有效控制[3]。循环水温度控制要求随季节变化而不同，通常夏季控制在30℃以内，春秋季控制在25℃，冬季则控制在12℃左右。

2.2 聚合釜变频搅拌

近年来，随着新型聚氯乙烯装置产能逐年增加，聚合釜容积和聚合釜搅拌器功率也随之增大。现阶段，我国聚合釜搅拌功率大多超过300kW，是聚氯乙烯装置中耗电比较严重的设备。在各聚合阶段，聚合釜搅拌功率大也会导致搅拌器电流变化较大。因此，在生产过程中通常为聚合釜搅拌加载变频器，以调节输出功率，每年可节约用电量1200万kW·h左右，节省电费200万元以上。

3 聚氯乙烯生产过程中降低汽耗的措施

3.1 汽提塔运行的控制措施

首先，汽提塔运行中应缓慢调控蒸汽流量、浆料流量以及塔顶回收压力等相关参数，否则调控过快会导致汽提塔暂停运行，不论是重启汽提塔还是冲洗水冲洗，都会增加能耗；其次，注意对各运行参数进行有效调整，避免为脱出VCM而盲目增加蒸汽量，防止出现塔压差过高和影响浆料下料的情况，如果积料长期串流，一方面会改变汽提塔液位，而且还会直接影响到产品质量；再次，汽提塔开车过程中要保证料罐温度持续，否则浆料放置时间较长会导致螺旋板式换热器中的浆料温度偏低，这种情况下对蒸汽通入量适当增加，能够确保VCM的蒸出。

3.2 冷凝水热量的回收利用

聚合进料过程中，通常会混合加入冷热去离子水，热去离子水进料温度应超过85℃，由此就要求热去离子水内温度必须持续和蒸汽相交换，使水温保持正常状态。蒸汽和水换热期间会出现大量冷凝水。改造后，将换热器与疏水阀增加在板式换热器中，通过换热冷凝水对聚合进料的去离子水进行预热，以达到节约蒸汽量的最终目的。

总而言之，乙烯法聚氯乙烯生产期间，由于聚氯乙烯产能过剩比较严重，导致激烈的市场竞争，很多聚氯乙烯企业所得利润非常少，甚至存在亏损状态，怎样在不影响产品质量的前提下实现企业生产成本的节约，是现阶段聚氯乙烯企业经营发展的重要方向。现阶段行业中聚氯乙烯生产装置日趋成熟，在浆料处理与配方体系等领域工艺也相对纯熟，但各企业生产成本仍存在较大差距。如何在质量合乎要求情况下节约产品成本，依旧是需要深入探讨的重要课题。