混合法糊树脂工艺装置在北方严寒气候下开车运行总结

混合法糊树脂工艺装置在北方严寒气候下开车运行总结

张宝华 杨东

新疆中泰化学阜康能源有限公司 新疆昌吉 831500

摘要：文章介绍了新建混合法糊树脂工艺装置在北方严寒气候下投料试车的运行情况，对装置生产过程中出现的工艺、质量及设备异常问题进行剖析和总结，提出了在冬季严寒气候下保障混合法糊树脂工艺装置生产、质量稳定运行的管理和控制措施。

关键词：糊树脂；混合法；破乳；严寒气候；经验总结

Summary of the operation for the PVC paste resins process unit

in the northern cold weather

Zhang Baohua ,Yang Dong and Wang Shigang

Fukang energy of Xinjiang Zhongtai chemical Co. Ltd., Changji 831500,China

Abstract: This paper introduces the pvc paste resin process unit for operation of the commissioning in winter . Analysis summarizes the device in the production process of abnormal process, quality and equipment problems. Put forward Management and prevention measures, Hybrid method in order to ensure the winter cold climate paste resin process plant production, quality and stable operation.

Key words: pvc；paste resin; demulsification; frigid climate; experience summary

聚氯乙烯糊树脂是PVC树脂的一个产品分枝，由于其成糊性能优良以及分散性能良好，广泛应用于人造革、装饰材料、地板革、墙壁纸、工业用输送带、运动场地、涂料、粘合剂、玩具、医用一次性手套、日用装饰材料、电器仪表和电工工具等诸多材料和制品领域。新疆地区有着独特的区域优势资源，利用优势资源和周边相互依存的产品链，形成优势互补发展特种PVC树脂的市场前景广阔。

新疆中泰化学阜康能源有限公司（以下简称中泰化学）年产3万吨混合法糊树脂项目自上海氯碱化工股份有限公司引进，由上海华谊工程有限公司承担设计。项目于2016年3月份开工建设，11月25日一次性投料试车成功，实现了新建装置当年投资建设当年收益见效。 2017年2月装置顺利实现了达产达标，创造了良好的经济效益和社会效益。

生产装置当年建设当年投产，时间紧、任务中。加之新疆地区所处地理位置，有着冬季来临早、气温下降快、极端温度低的自然环境特点，原处于南方沿海地区的工艺装置在北方寒冬气候下的开车及试运行给中泰化学技术和生产人员带来了极大的考验。

1、影响装置生产及质量稳定运行的问题及分析

1.1 种子乳胶破乳

进入12月份糊树脂生产装置相继发生多次种子乳胶破乳，制备出的种子乳液初期各项指标分析正常，呈“牛奶状”流动性能良好满足正常投料。但“过夜”后的乳液即逐步出现结团、分层、变稠，丧失流动性等破乳现象，乳液呈酸奶状造成加料离心泵无法正常输送和投料。同时，破乳后的乳液种子无法从储槽中排出，通过加压、加水后强制排料，造成原材料浪费的同时，给生产装置的连续运行及废水的环保处理也造成了极大的负担。

1.2 空气加热器冷凝水换热段冻结

糊树脂干燥装置采用丹麦尼禄公司的旋转雾化干燥器，糊树脂乳胶在干燥器中与热风接触进行传质传热，得到糊树脂粉料。干燥塔所需热风设计依次采用蒸汽冷凝水、低压蒸汽、中压蒸汽三段换热器将室外空气加热至180-185℃输送至干燥塔中。装置运行过程中由于室外空气温度低造成换热器一级冷凝水加热段下部加热器回水温度急剧下降，一度降至10℃以下且回水无压力无法通过疏水阀而进行输送；相反冷凝水加热段上部回水温度偏高平均在75℃以上。加热器上、下侧中含汽冷凝水分布不均匀，最终出现一级冷凝水加热段下侧空气加热管冻结，严重威胁着空气散热器的安全运行；同时也因一级加热器无法换热，热空气温度不稳定造成糊树脂成品挥发份指标波动而降级。

1.3糊树脂B氏粘度升高、挥发物超标

装置运行至2017年1月，外界气温不断下降，伴随着糊树脂产品B氏粘度指标也逐步呈上升趋势，部分批次产品已降级为合格品。为控制糊树脂产品B氏粘度指标，生产车间通过下调干燥塔出口温度的方法进行调整。干燥塔出口温度分2次由60.8℃下调至60.5℃，调整后虽然糊树脂B氏粘度指标可恢复至优等品范围，但随着干燥器出口温度的下调树脂挥发物指标呈跳跃式升高，连续出现多批次树脂降级为不合格品。经我公司组织排查，因干燥塔底部风送管线进风过滤器位于干燥厂房室内一楼，冬季一楼室温较低基本在0℃以下，经过风送管线输送进入研磨产品收集器的风温很低，干燥塔出料后的物料短时间内急剧降温，使得物料内部的结合水无法进一步排出；加之下调干燥塔出口温度后导致干燥塔进口的热风总热量下降，塔内对物料水份蒸发热量已处于临界点引起糊树脂水份未能充分干燥，挥发物指标超标影响产品降级。

1.4引发剂加料及聚合釜反应异常

混合法糊树脂聚合釜反应引发剂体系由反应前的无机盐引发剂CD167一次性投加和反应过程中的有机过氧化物引发剂CD168连续滴加组成。冬季运行过程中，过氧化物引发剂在加料过程中常出现流量计流量低、无流量，引发剂加料调节阀堵塞等问题，影响聚合釜反应大幅度延长。而排查引发剂配制罐、引发剂储罐，内部配制液清澈透明并无杂质，且加料管道排放也通畅并无异物堵塞。经过公司技术人员反复排查，发现当去除CD168加料调节阀后，引发剂加料正常可实现投料设定的55kg/h，经过对多台聚合釜加料调节阀的拆检我们发现引发剂加料调节阀因控制加料流量小，阀门要求精度高，阀芯流道极窄。当一定浓度的引发剂水溶液储存在温度较低的室内，内部已产生了肉眼无法观察到的过冷结晶，结晶的物料在通过调节阀流道时瞬时将调节阀堵塞，导致引发剂加料系统无流量。

2、采取的控制及解决措施

2.1调整乳胶种子生产及储存系统参数，增加设备保温

为控制种子乳胶的稳定性，杜绝破乳问题再次发生，我公司对乳胶种子生产及储存系统控制指标进行了一系列调整。下调种子聚合釜单体进料量200kg，降低单体在种子釜反应完成后单体残留量；将种子乳胶储槽原设定压力由10Kpa调整至-5KPa以下，取消原程序设定的根据储槽压力补充VCM气相单体的操作；避免在低温、压力偏高的环境下因乳胶吸附单体溶胀而造成的破乳；增加乳胶种子储槽保温，使用保温效果较好的硅酸铝岩棉进行三层保温，保持种子釜在出料后一个使用周期内（2天）的储存温度恒定，杜绝了因低温因素造成乳液破乳。

2.2空气加热器冷凝水分流及疏水侧管道改造

对现有的空气加热器冷凝水换热段进、出口管线进行改造，在冷凝水换热段上、下侧进水管线上增加阀门，将蒸汽冷凝水进行均流（如图一），保证进入冷凝器换热段上、下侧的含汽冷凝水均衡分配。将冷凝水换热段上下部分回水温度统一控制在80℃以上，在满足干燥塔风温控制的条件下根据设定温度调节中压蒸汽、低压蒸汽的进口阀门开度，最大限度地利用蒸汽冷凝水热量。同时，为冷凝水加热段回水管道上的浮球式疏水阀增加旁通管道，通过阀门控制可将冷凝水直排进入收集罐。实施后，干燥器风温控制及冷凝水出水温度控制稳定，在保障了了空气加热设备冬季安全平稳运行的同时节约了蒸汽能耗。

图一 空气加热器冷凝水换热段改造

2.3风送系统改造，增加辅助空气加热器

为排除干燥塔底部风送系统管线进风温度低造成树脂质量指标波动的问题，我公司组织相关技术人员进行计算和论证，实施技术改造在风送系统进风口过滤器前增加二级空气加热器（如图二），衡定控制风送系统进风温度在40-50℃，彻底解决了干燥塔运行受外界气温的影响而造成的质量指标波动。

图二、新增风送管线空气加热器

2.4加强生产现场管控，做好厂房室温保持

考虑引发剂加料调节阀硬件上特殊性，结合冬季厂房环境的实际情况，我公司主要通过加强内部管理来保障生产。一是进一步规范和明确冬季四防标准和要求，做好室内保暖工作，制定冬季四防检查表进行每小时进行防冻、防凝点的巡检排查；排除了厂房在进、出原料助剂过程中厂房大门敞开，厂房通风机过度排风换气等因素对引发剂加料系统冰冻结晶造成的影响；同时对管径为DN15的引发剂加料管线加装保温，特别是输送管线位于厂房轴流风机口的部分重点做好防护。管控措施实施后，引发剂加料系统再未发生过因冰冻结晶导致加料受限影响聚合釜生产的问题。

3、结语

通过对开车初期影响装置生产及产品质量因素的分析和改进，中泰化学公司顺利实现了新建混合法糊树脂工艺装置在北方严寒气候下的一次性开车成功，并在2个月内完成了装置的达产、达标。目前中泰化学公司PPVC糊树脂装置平稳运行，产品质量稳定，产品成功打入市场，得到了下游客户的认可。面对挑战，迎难而上，在占领市场机遇的同时，中泰化学也为后续更大规模的特种树脂项目建设及投产积累了宝贵的经验，为公司开拓和占领特种树脂领域的市场奠定了基础。

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