新型棒碱在VCM装置干燥器中的应用

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1、新型棒碱在VCM装置干燥器中的应用2003年第5期No.5,2003聚氯乙烯PolyvinylChloride鬻新型棒碱在VCM装置干燥器中的应用兰一,刘岭梅(1.舍肥工业经济学校,安徽舍肥230051;2.上海氯碱化工股份有限公司,上海200241)关键词棒碱;vI1M;装置;干燥器摘要】介绍了利用固碱进行VCM脱水干燥的机理及干燥流程设计,采用上海氯碱创业公司生产的棒碱后,上海氯碱化工股份有限公司的VCM装置从未出现过设备堵塞现象,2000年棒碱的平均单耗为3.8t/(万t?VCM),VCM的质量明显提高.中图分类号”1”O,325.3文献标识码】B文章编号】10097937(2003)0

2、50019一O3TheapplicationofilewtypeofbarcausticsodainthedryerintheproductionofVCMLABYi.LIULing一(1.HefeiIndustrialEconomicSchool,Hefei230051,China;2.ShanghaiChlorAlkaliChemicalIndustrialCo.,Ltd.,Shanghai200241,China)Keywords:barcausticsoda;VCM;facicity;dryerAbstract:ThemechanismofdryingVCMbysolidcaustic

3、sodaandthedesignofdryingflowpathwereintroduced.SincethebarcausticsodaproducedbyShanghaiChuangyeCompanywasadopted,theblockageofequipmentsduringtheproductionofVCMhadneveroccurred.Intheyear2000,theaverageconsumptionofbarcausticsodawas3.8tOnsper10thousandstonsofVCM,andthequalityofVCMwasimprovedobviously

4、.目前,在我国VCM生产中,电石法工艺和氧氯化工艺基本上各占半壁江山,但在这两种工艺中都存在VCM的脱水问题,而用固体NaOH吸收脱水是方便有效的捷径,对保证VCM质量,减少设备腐蚀有着重要的意义.1工艺中使用干燥器的必要性在电石法的VCM工艺中或大多数氧氯化法的VCM工艺中,都设计有碱洗过程,从而导致分离出的VCM中带有水分子,一般大于8.0X10,该水分会导致VCM分解,实践证明,高含水量的VCM中会产生大量的C2H2,CH3CI,Fe3及未知成分的副产物,这些成分对VCM质量极其有害,会直接影响PVC产品的质量.国内PVC质量较好的生产厂家的工艺中都设计有VCM脱水干燥器,因为不脱水的V

5、CM容易发生脱除HCI,产生设备酸腐蚀和氯离子点蚀,还容易引起VCM自聚,使电石法+收稿日期2003一o602VCM工艺精馏塔自聚阻塞,并导致PVC中黑黄点及”鱼眼”数的增加.我国引进的没有碱洗过程的氧氯化法VCM工艺设计中也均有VCM脱水干燥器,由此可见,国外对VCM中含水的危害是有共识的.我国当代引进的VCM生产工艺(无论是电石法还是氧氯化法)都设计有VCM脱水干燥器.目前,国内还有相当部分电石法VCM装置未设计VCM脱水干燥器,应当及时改进工艺.2VCM干燥工艺2.1干燥方法目前,国际上VCM干燥通用方法有两种:一种是固碱(NaOH)脱水干燥,另一种是分子筛脱水干燥.前者初期投资相对较小

6、,但后期运行费用较高,能适应较高含水量的VCM脱水干燥.对有碱洗过程的VCM,由于含水量较高,只能采用固碱脱水干燥工艺,电石法V(,M干燥应选用该方法,国内氧氯19鹣囊蓑聚氯乙烯PolyvinylChloride2003年第5期No.5,2003化法VCM除锦化化工(集团)有限责任公司外也均采用此法;后者初期投资费用大,但后期运行费用低,适用于水含量较低的VCM脱水干燥,不适用于有碱洗过程的VCM干燥,国内锦化化工(集团)有限责任公司氧氯化装置中没有VCM碱洗过程,VCM中本身水含量较低,采用了分子筛脱水干燥工艺.2.2固碱脱水机理固碱产品是白色透明晶体,具有强吸水性,易溶于水.固碱与VCM接

7、触能强烈吸收其中微量的水分,形成高浓度碱液液滴,由于碱液液滴密变远比VCM大,故可下沉从下部分离出来,顶部出来的V(M经过固碱干燥可脱除其中绝大部分水分,从而获得含水量极低的高质量VCM.目前,国内VCM干燥用固碱有两种类型:一种是片碱,该碱机械强度低,易破损而堵塞设备管道,造成停车,同时由于该碱质量轻,容易带人后道工序,影响正常生产,另外片碱堆填密度很高,造成系统阻力过大,对生产也是不利的,而且片碱易破裂,造成单耗较大,单耗一般是棒碱的200%350%;另一种是棒碱,呈圆柱状,是采用特殊工艺制成的,该碱机械强度高,不易破裂,对设备管道堵塞几率小或不堵塞,棒碱不会带入后道工序,且由于堆填孔隙率

8、较大,系统阻力很小,单耗是片碱的35%50%.是目前国内VCM干燥最应优先采用的产品.棒碱是采用特殊工艺生产的,生产成本比片碱高,但综合考虑,使用棒碱干燥VCM经济效益远比片碱好得多.固碱吸水形成的NaOH溶液可很好地用于VCM碱洗工序,不造成原料浪费,不产生新的环境危害,因此,未设固碱干燥VCM的厂家应考虑增加该设备.2.3干燥流程设计对于氧氯化法VCM装置,固碱干燥器设计位置为:在冷碱塔后或压缩冷凝后,一般设计为3个固碱干燥器,实际使用时为2串l备,当第2个固碱干燥器下有碱液排出时,切换,将第2个固碱干燥器作为第1个干燥器,与备用干燥器串联形成新的流程使用,其流程如图l.固碱干燥器为一空筒

9、压力容器,下部VCM进料口下有一花板,花板下容器外部设计有蒸汽保温伴热管,主要供天气冷时防止浓碱液因温度下降使NaOH结晶析出.导致设备和管路堵塞,其没备简图如图2所示.2()图1VCM面碱干燥工艺流程图图2VCM固碱干燥器设备简图氧氯化法VCM干燥为液相干燥.电石法VCM固碱干燥设计工艺有两种:一种是气相VCM干燥,另一种为VCM液相干燥.第1种干燥设计在压缩机的前后各有一个干燥器.由于VCM气相碱洗后气体压力很低,同时设计2个干燥器串联压头不够,即流程阻力超过工艺要求,因而只设计了1个干燥器,但为保证VCM干燥效果达到规定值,在压缩机后又设计了1个干燥器,利用压缩机压头来保证工艺要求,同时

10、保证VCM干燥效果.电石法VCM气相固碱干燥工艺见图3.广2蓉虽譬._JH气柜如d图3电石法VCM气相固碱干燥工艺简图第2种干燥设计在压缩冷凝之后,VCM精馏之2三.量兰一等:新型棒碱在VcM装置干燥器的应用囊前,为VCM液相干燥,工艺设计及处理与氧氯化法工艺一致.3新型棒碱在VCM装置的应用.上海氯碱化工股份有限公司VCM装置是引进日本三井东压公司的氧氯化法工艺,引进时设计有VCM固碱干燥器,干燥器最初使用的是片碱,但设备管道频繁出现堵塞现象,停车清理很麻烦,单耗也高.采用了山东某试剂厂生产的棒碱后,堵塞现象减少,但仍会有堵塞现象发生,后来使用了上海氯碱创业公司采用特殊工艺生产的新型棒碱,就

11、再没发生堵塞现象.3.1新型棒碱产品新型棒碱产品是上海氯碱创业公司根据上海氯碱化工股份有限公司VCM装置生产要求而开发的一种新型固碱产品,以高纯度的离子膜烧碱为原料,采用特殊加工工艺制造,与一般厂家生产的棒碱相比:产品纯度更高,具有更高的机械强度和冲击性能;产品吸水性强,具有良好的酸碱中和特性,持续使用周期长,不易破损.上海氯碱创业公司生产的棒碱质量标准见表1.表l上海氯碱创业公司棒碱质量标准项目指标NaClH含量/%Na2C3含量/%Naa含量/%Fe2O3含量/%Si02含量/%(以计冶彰%铜含量/%钙含量/%99.5O.45O.o20.004O.0O4O.050O.O0o2O.oo53.

12、2产品质量对比试验试验设备:上海氯碱化工股份有限公司20万t/aVCM装置固碱干燥器DS05A/B/C.试验技术要求:进干燥器VCM含水量为8.010,酸度为2.010,干燥器操作压力为0.5MPa.操作温度为38-40.试验结果见表2.表2棒碱产品应用效果对比生产单位规格度V(vl干燥后质量l-h0酸碱度含铁量10610一l0一设备堵塞情况3.3产品应用情况目前,上海氯碱创业公司生产的棒碱已在上海氯碱化工股份有限公司,齐鲁石油化工股份有限公司,江苏金益集团公司,江苏江东化工股份有限公司,宜宾天原股份有限公司,上海天原集团天原化工有限公司等厂家的VCM装置中应用.上海氯碱创业公司生产的棒碱使用

13、寿命明显比其它厂家长,设备管道不易堵塞,干燥器清理置换方便,使VCM质量明显提高,且大大降低了棒碱的单耗.以上海氯碱化工股份有限公司和齐鲁石油化工股份有限公司的VCM装置应用情况为例,结果见表3,4.表3上海氯碱化工股份公司VCM装置棒碱使用情况年份棒碱量.棒菩鬟)棒碱厂家表4齐鲁石油化工股份有限公司VCM装置棒碱使用情况编辑:刘玉君上海氯碱公司扩产项目告竣上海氯碱化工股份有限公司2003年的重大技术改造项目一糊状树脂3万t扩产项目近期取得重大突破,种子釜R105用于乳胶生产的试验已获得成功.公司另一项扩产项目一聚氯乙烯厂氯乙烯车间7万t扩产项目新罐区2000n13氯乙烯球罐一次进料也喜获成功

14、,并且物料分析合格,标志着新氯乙烯罐区正式投入使用.种子釜R105用于乳胶生产的应用研究是糊状树脂装置利用Rl05待用时问生产乳胶的技术改造项目,是3万l糊状树脂项目聚合增产的主要措施之一.该项目从2002年年初申报以来,经历了可行性研究,工艺和仪表管线铺设,技术中心101小釜试验和相关程序编制调试等阶段,直至2003年6月下旬进行了试生产,终于生产出合格的树脂该项目是一项低投入,高产出的技术改造项目,合计设入资金44万元.每年可增产2000l,年创利在400万元以上.该项目的成功标志着糊状树脂3万t扩产项目取得实质性进展.为年内形成生产能力赢得了先机.新罐区2030氯乙烯球罐次进料成功使氯乙烯7万l扩产项目又前进一大步.目前.经过培训的员工已在新罐区正式上岗21