聚氯乙烯生產(chǎn)裝置仿真實訓(xùn)系統(tǒng)操作說明書

1、聚氯乙烯生產(chǎn)裝置使用說明書一、工藝流程1、 聚氯乙烯的生產(chǎn)方法聚氯乙烯（PVC）是通用型熱塑性樹脂，以氯乙烯（VC或VCM）為單體，在一定溫度和壓力下進行聚合而得。PVC外觀為一種白色的無定形粉末，密度1.351.45g/cm3。PVC是由液態(tài)的氯乙烯單體 工業(yè)生產(chǎn)可通過懸浮法、乳液法、本體法、和溶液法等方法而實現(xiàn)聚合，生產(chǎn)方法不同得到的樹脂顆粒大小不同。早在1835年，法國人V.Regnault就發(fā)現(xiàn)了氯乙烯，3年后，他發(fā)現(xiàn)密封在玻璃管中的這種粘度低、揮發(fā)性較強的液體，在日光的照射下轉(zhuǎn)化成白色的非晶體粉末。Regnault記錄下這一現(xiàn)象，但未能解釋為什么液體變成固體的原因。1872年Baum

2、ann通過實驗研究，進一步闡明了固體物是氯乙烯的聚合物。直到1912年Kiatte和Rollett利用乙炔和氯化氫催化加成反應(yīng)合成了氯乙烯，1931年，德國采用乙炔和氯化氫為原料、氯化汞作催化劑合成氯乙烯的工藝首先實現(xiàn)了工業(yè)化。但由于該法能耗大、價格高、污染嚴重而被廉價的乙烯法所取代。較大規(guī)模的乳液聚合則在1935年才由Bitterfeld實現(xiàn)。1940年，美國的古德里奇公司創(chuàng)建了懸浮聚合，從此以后，聚氯乙烯工業(yè)開始突飛猛進的發(fā)展。2、 裝置流程簡述首先，用氮氣置換系統(tǒng)中的雜質(zhì)氣體，系統(tǒng)抽真空。無離子水自無離子水罐（T-101）經(jīng)打水泵（P101）打入聚合釜（V201），整個無離子水加料系統(tǒng)由

3、一個冷無離子加料泵和一個熱無離子加熱泵組成。每個泵的出口管道上都裝有一個溫度調(diào)節(jié)閥和一條回到各自貯罐的循環(huán)管道。本聚合生產(chǎn)裝置在絕氧狀態(tài)下，依次通過釜內(nèi)設(shè)的相應(yīng)進料口，用水沖洗釜壁并排除之；借助蒸汽將防粘釜劑均勻噴涂于釜壁，用水沖洗并排除之，加入緩沖劑；加體積比為1:1.4的氯乙烯和溫度為85-95的熱水，裝填系數(shù)為0.8-0.9；加分散劑并判斷分散效果；確定分散體系穩(wěn)定，即可加入復(fù)合引發(fā)劑，加鏈轉(zhuǎn)移劑巰基乙醇；聚合開始10分鐘后，以1000kg/h的流量向釜內(nèi)注入低于反應(yīng)溫度的水，聚合反應(yīng)溫度為54-58達到轉(zhuǎn)化率85%-90%，加終止劑終止反應(yīng)；向出料槽泄料。出料槽（V301）中的漿料經(jīng)過

4、處理后，再經(jīng)漿料過濾器過濾，用漿料泵（P301）經(jīng)螺旋板換熱器（E-702）打入汽提塔（T301），經(jīng)過汽提塔（T301）處理過的漿料，用漿料泵（P302）經(jīng)螺旋板換熱器（E-702）再到漿料緩沖槽（V401）最后再用漿料泵（P401）加壓送到離心工序。自蒸汽總管來的蒸汽經(jīng)蒸汽過濾器過濾后進入汽提塔（T301）。從汽提塔頂出來的氣體經(jīng)冷凝冷卻器（E704）分離，不凝的氣體進入VCM回收系統(tǒng)進行回收。經(jīng)離心機（S-401）分離后的離心母液送到污水站，分離后的濕樹脂經(jīng)螺旋輸送器（S-402）進入氣流干燥塔。經(jīng)空氣過濾器過濾的空氣經(jīng)主風(fēng)機（B-401）加壓，再經(jīng)空氣加熱器（E-706）加熱，進入氣流

5、干燥塔吹散物料、干燥物并夾帶物料進入旋風(fēng)干燥床（X-401）。從干燥器頂部出來氣流夾帶干燥好的物料進入旋風(fēng)分離器（X-402），分離后的氣流經(jīng)引風(fēng)機排空。分離下來的聚氯乙烯樹脂經(jīng)振動篩（X-403）進行篩分。篩下物進入料斗，篩上物料為次品回收。料倉中的PVC樹脂經(jīng)手工裝袋，磅秤計量，然后用熱合機封口，經(jīng)噴號機噴號，經(jīng)皮帶再由中間皮帶機輸送給倉庫皮帶機入庫貯存。3、 系統(tǒng)流程簡述3.1 氯乙烯和水的貯存和加料新鮮氯乙烯按需要量由界區(qū)外送至界區(qū)內(nèi)，貯存在新鮮氯乙烯儲槽中，回收氯乙烯來自界區(qū)內(nèi)氯乙烯回收單元，貯存在回收氯乙烯儲槽中。新鮮氯乙烯和回收氯乙烯經(jīng)計量后，按要求比例，用氯乙烯加料泵打入聚合釜

6、內(nèi)。冷無離子水由界區(qū)外送至界區(qū)內(nèi)，貯存在冷無離子水儲槽里，冷無離子水用于聚合加料、軸封注水、管路沖洗、出料過濾器沖洗和聚合反應(yīng)過程的注水。冷無離子水用蒸汽加熱后，貯存在熱無離子水儲槽里，熱無離子水用于聚合加料。依據(jù)聚合反應(yīng)初始溫度要求，按一定比例經(jīng)計量后，用無離子水加料泵打入聚合釜內(nèi)，無離子水加料泵的設(shè)計適用冷、熱無離子水。這種加料方法幾乎可省去聚合初期的升溫工序，并使加料時間減少到最低。3.2 溶劑的配置和加料提供的引發(fā)劑用容器包裝，存儲在工藝區(qū)附近的冷庫中，送至界區(qū)后在引發(fā)劑配置槽內(nèi)按配置方法要求制成引發(fā)液，然后儲存在引發(fā)液儲槽內(nèi)。引發(fā)液經(jīng)測定濃度后，按聚合生產(chǎn)工藝配方要求，經(jīng)稱量槽計量后

7、，用加料泵加入聚合釜內(nèi)。分散劑用袋包裝或容器包裝，存儲在界區(qū)內(nèi)的倉庫。分散劑溶液按配置方法要求，在分散劑配置槽內(nèi)配制，然后存儲在分散劑溶液儲罐中。溶液經(jīng)測定濃度后按聚合生產(chǎn)工藝配方要求，采用稱量槽計量后，用加料泵打入聚合釜內(nèi)。分散劑的稱量精度要求很高，以保證PVC質(zhì)量的穩(wěn)定性。緩沖劑為袋包裝，存儲在原材料庫中，根據(jù)配置要求制成緩沖劑分散液后，存儲在緩沖劑儲罐。緩沖劑分散液經(jīng)緩沖劑流量計計量后，加入聚合釜。終止劑用容器包裝，儲存在界區(qū)內(nèi)倉庫。終止劑溶液按配制方法要求，在配制儲槽內(nèi)配置成溶液，并存儲在同一個罐內(nèi)。溶液經(jīng)濃度測定后，按聚合生產(chǎn)工藝配方要求，用流量計計量。當聚合反應(yīng)達到設(shè)定的轉(zhuǎn)化率時，

8、用終止劑加料泵將終止劑打入聚合釜內(nèi)，終止聚合反應(yīng)，以保證PVC產(chǎn)品的分子質(zhì)量分布均勻，同時也可以防止氯乙烯在單體回收系統(tǒng)內(nèi)繼續(xù)聚合。在事故狀態(tài)下，操作人員啟動終止劑加入系統(tǒng)，使終止劑自動加入釜內(nèi)，終止聚合。3.3 聚合系統(tǒng)(1) 聚合釜涂壁系統(tǒng)在聚合釜開始加料前，需用一種特殊的溶液噴涂聚合釜的內(nèi)壁，涂料粘在聚合釜內(nèi)壁和內(nèi)壁部件上，使在正常情況下經(jīng)常發(fā)生的粘璧現(xiàn)象降到最低程度。這樣就可以降低聚合釜的開蓋頻率、減少清釜次數(shù)。涂釜材料是意大利黃貯存在常壓罐中。從貯罐送來規(guī)定量的涂料溶液，經(jīng)蒸汽氣化注入聚合釜的高壓沖洗水管道中，蒸汽和涂料混合物經(jīng)聚合釜頂?shù)馁M徳羅爾夫噴淋閥噴入到聚合釜中，在聚合釜內(nèi)較涼

9、的釜壁和內(nèi)部部件的表面上冷凝在涂壁操作完成后，還需要用水沖洗，以便把釜中剩余的涂料和PVC粒子沖出聚合釜。聚合釜加料的程序如下：A. 開始加水；B. 開始加回收VCM；C. 切換到加新鮮VCM；D. 停止加水和VCM；E. 如果需要，用溫度平衡方法延遲配方分散劑加入時間，以保證VCM在水相中形成液滴；F. 加入分散劑；G. 如果需要，用溫度平衡方法延遲配方引發(fā)劑的加料時間，以保證分散劑充分分散，液滴包敷良好；H. 加入引發(fā)劑。(2) 聚合聚合是在攪拌反應(yīng)器內(nèi)進行，反應(yīng)熱量由反應(yīng)器夾套和內(nèi)冷擋板中不高于30的冷卻水移出，不能用冷凍水。所用反應(yīng)器的容積為70.5m³，為間歇式操作。根據(jù)P

10、VC產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝配方所規(guī)定的原材料種類、用量和DCS設(shè)定的加料程序，在聚合釜密閉狀態(tài)下，自動地加入冷、熱無離子水、分散劑、緩沖劑和引發(fā)劑。當引發(fā)劑自動加入后，開始聚合反應(yīng)，通過自動調(diào)節(jié)冷卻水量，維持反應(yīng)溫度。聚合反應(yīng)是按規(guī)定的反應(yīng)溫度曲線進行的，測量反應(yīng)熱，并由計算機計算單體轉(zhuǎn)化率，當達到設(shè)定的轉(zhuǎn)化率時，在操作人員啟動終止劑加料系統(tǒng)后，終止劑自動加入聚合釜，終止聚合反應(yīng)，然后將PVC漿料自動出料到出料槽。氯乙烯回收大部分是在聚合后的系統(tǒng)中進行，以縮短聚合周期。聚合釜出料后，用水沖洗釜壁，然后再釜壁上涂敷涂壁液，以防止下一次聚合反應(yīng)粘結(jié)聚合物。當生產(chǎn)600釜次以后，有少量的粘璧物累積在釜壁，用

11、高壓力水進行一次清洗，這樣的聚合生產(chǎn)工藝可以達到生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、優(yōu)異的目的。3.4 汽提系統(tǒng)PVC漿料的汽提實在汽提塔內(nèi)進行的，PVC漿料連續(xù)用汽提供料泵從出料槽經(jīng)熱交換器送往汽提塔塔頂。漿料在塔內(nèi)與塔底進入的蒸汽逆向流動，塔頂餾出物送往冷凝器，冷凝器采用30冷卻水進行冷凝后，冷凝液匯同回收壓縮機軸封水、氯乙烯儲槽分離水、聚合釜沖洗水均集中在廢水儲槽中，然后送往廢水汽提系統(tǒng)。汽提后的廢水中含有極微量的氯乙烯，不凝的氯乙烯送往氯乙烯氣柜。經(jīng)過汽提的PVC漿料送往漿料緩沖槽，汽提廢水去污水處理。3.5離心干燥系統(tǒng)借助于離心機的作用。把漿料中較大的PVC樹脂從漿料中分離出來，并且利用機內(nèi)輸

12、送器和轉(zhuǎn)筒的相對運動，在轉(zhuǎn)筒內(nèi)所產(chǎn)生的螺旋作用，把分離出來的PVC樹脂（固體）和離心母液（液體）分別輸送到轉(zhuǎn)筒的兩端，由各自的出口排出。生產(chǎn)上使用的干燥器叫做旋風(fēng)干燥器，是一種新型干燥技術(shù)，它分為氣流干燥塔和旋風(fēng)干燥床兩部分。汽流塔為垂直管路，下部通入熱空氣，物料進入段為汽流塔中下部，含水2225的物料被高速熱氣流吹散與熱空氣混合，并加速與熱風(fēng)流快速沖向氣流塔頂部，一起進入旋風(fēng)干燥床。在這期間樹脂顆粒與熱空氣進行熱量傳遞和水分傳遞，由于風(fēng)量大，風(fēng)溫高，這個傳遞過程完成很快，物料含水量由25降至4以下。物料和熱風(fēng)從切線方向進入旋風(fēng)干燥床后，在導(dǎo)流板的作用下于干燥床內(nèi)進行螺旋向上圓周流動。含水分較

13、高物料在離心力作用下，在干燥床各室停留時間較長：含水分較低物料因離心力較小，所以很快就可以被熱風(fēng)吹出干燥器。然后進入旋風(fēng)分離器，分離，得到干燥的聚氯乙烯樹脂。二、主要設(shè)備及控制指標2.1 主要設(shè)備列表序號設(shè)備編號設(shè)備名稱1T-101無離子水罐2V-202新鮮VCM儲罐3V-201聚合釜4V-301出料槽5T-301汽提塔6V-302密封水分離罐7E-704汽提塔頂冷凝器8V-401漿料緩沖罐9S-401臥式離心機10X-401旋風(fēng)干燥器11X-402旋風(fēng)分離器12V-501回收VCM緩沖罐13V-502回收VCM儲罐14V-601真空分離罐2.2系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)器及指標 序號位號正常值單位說明1L

14、IC-10160%無離子水罐液位2LIC-20180%新鮮VCM儲罐液位3LIC-20280%聚合釜液位4FIC-20110t/h循環(huán)冷卻水流量5FIC-202320t/h聚合釜出料流量6FI-201150t/h單體進入聚合釜的流量7TIC-20148±2聚合釜夾套溫度8TI-20118單體進入聚合釜的溫度顯示9TI-20256±2聚合時溫度顯示10PI-2012Mpa新鮮VCM儲罐壓強顯示11PI-2022.5Mpa單體經(jīng)過泵后的壓強12PI-2030.81.0Mpa聚合釜聚合時壓強13聚合度8590%14LIC-30150%出料槽液位15LIC-30230%汽提塔冷凝器

15、液位16LIC-30330%汽提塔液位17LIC-30450%密封水分離罐液位18FIC-30160t/h進汽提塔流量19FIC-3023.2t/h汽提塔頂冷凝器排污流量20FIC-3031.5t/h水蒸氣進汽提塔流量21FIC-30458t/h出汽提塔流量22TIC-301110汽提塔塔底溫度23TI-30150出料槽溫度顯示24TI-30290出汽提塔經(jīng)過換熱后漿料溫度25TI-30478進入汽提塔的溫度26TI-30395汽提塔塔頂溫度27TI-305105汽提塔塔中溫度28PIC-3010.8Mpa出料槽頂壓強29PIC-3020.04Mpa汽提塔頂壓力30PIC-3030.9Mpa密封水分離罐壓強31PI-3010.8Mpa漿料進出料槽壓強顯示32PI-3020.04Mpa汽提塔塔中壓強顯示33PI-303