论文部分内容阅读
摘要：针对回收工序单体压缩机的自聚的情况，进行技术改造，介绍改造的依据及方法。
关键词：VCM回收 自聚 压缩机
我国现阶段PVC生产都有VCM回收系统，回收VCM的来源包括两个大部份：聚合反应未完全的单体（一次回收、浆料汽提等）和系统置换出的单体（二次回收、管道置换），其中聚合反应未完全的单体占主要部份。但回收的VCM，特别是聚合回收的VCM单体中含有未完全分解的引发剂及其他助剂，易造成回收系统的自聚，形成的自聚物阻塞管道，影响生产的安全和稳定。
一般的处理措施是在回收VCM压缩机之前加入阻聚剂，抑制单体的自聚。但在实际生产中回收工序经常会发生自聚，引起管道、换热器的阻塞。泰州联成塑胶有限公司30万吨PVC装置，引进日本JNC技术，在生产中经常发生自聚，导致压缩机工作液温度高，工作效率低下等问题，以下为VCM回收压缩机自聚的原因及分析。
一、 回收压缩机工作流程
此回收工序所用的NASH压缩机，为两级压缩，回收单体被一级压缩机吸入压缩完成以后进入二级压缩机，进入VCM冷凝器。
二、 压缩机异常发生的经过
2012年2月27日一线回收压缩机出口管线发生堵塞，现场人员拆解出口管线发现有大量自聚物，经过对二段压缩机出口管系统彻底清洗后开车，开车后由于工作液过滤器损毁未能及时发现，导致工作液罐中脱落自聚物进入压缩机中，导致工作流道堵塞，压缩机无法正常工作，两台压缩机解体维修，现场清理两线二段工作液储罐发现，储罐中有大量自聚物。压缩机修复、储罐清理完成、更换新工作液过滤器后正常开车，
3月23日，一线压缩机二段又出现过滤器堵塞，拆检工作液储罐后发现，储罐及出口管线中又出现自聚物，进行清理后投入运行；
3月28日又出现两线压缩机工作液过滤器堵塞现象，现场经不断更换过滤器后维持开车。
在后续4月份运行中，两线压缩机自聚情况越来越严重，工作液过滤器频繁堵塞，系统约半月左右就要清理一次。
三、 分析及处理过程：
针对回收系统自聚情况及时向日方技术人员进行了反馈，现场也采取了相应处理措施：
1、自2月27日发现回收压缩机系统自聚后，就对抑制剂加入情况进行了确认和调整，确认抑制剂能够加入压缩机后，将两线泵行程都由原来20%调整到30%，将加入压缩机中的抑制剂加入量增加10%；
2、 在27日发现自聚现象前，也就是在春节期间，抑制剂管线出现过结冻现象，导致抑制剂加入泵电机烧毁，所以27日前，曾有一段时间抑制剂未加入压缩机系统；
3、 3月23日又发现自聚现象后，将两线抑制剂泵行程都调整至45，而且DCS确认储罐液位下降也很明显；
4、 自开车以来，添加剂及中和剂泵运行情况一直不理想，由于影响到树脂外观白度及母液水PH值，所以不断调整抑制剂和中和剂加入时间和调节泵的行程，但是由于经常发生管道堵塞和泵行程过大，再加上泵出口未安装缓冲罐，所以导致添加剂和抑制剂加入泵先后损坏3台（限位板损坏）。也就是说由于管线堵塞和加入泵损坏等原因，期间一定存在抑制剂和中和剂加不进去的时候
5、 3月27日调试双键抑制剂，效果不理想，导致树脂白度明显下降；
6、 对抑制剂配置及使用过程进行确认和明确，使用过程中严禁接触空气，并对重新配制及加入过程进行监控符合操作要求；
7、 多次分析化验工作液颜色（深褐色）和PH值（正常应在7-8），并请教日方技术人员，除颜色开始时有差异外，包括加入量（行程是50时每条线加入量是平均3.3l/h，浓度4.7%，所以每条线二段压缩机入口实际加入HQ量为0.155kg，两条线就是0.31kg， 如果聚合转化率平均按85%计算，回收单体量为7.275，则实际HQ加入量就是42.6ppm，大于设计HQ加入量为30ppm（含冷凝器处的加入量））
8、 规范压缩机机封水流量，使之在要求范围内，尽量增加抑制剂在工作液中的滞留时间；
9、 持续增加抑制剂加入量，泵行程目前已经调至80%，实际加入量已经远大于日方给定30ppm用量；
10、 降低一级、二级工作液温度，设定为37℃，降低二级出口压力，调整为0.6MPa；会出现液化现象；降二级工作液温度调整为50℃，液化现象减轻；
通过采取以上一系列措施后，自聚情况依然无法消除。目前主要表现在工作液过滤器在开机时会发生堵塞；工作液排水阀门及管道堵塞工作液无法正常排放；工作液储罐及排气管道持续自聚，但一级情况较轻。
四、导致回收压缩机自聚的原因分析
根据以上情况，导致回收压缩机自聚我认为主要是以下原因：
1、抑制剂管线结冻和抑制剂泵电机烧毁是造成前期自聚的主要原因，但由于处在冬季，环境温度较低所以自聚现象较为缓慢；
2、聚合添加剂系统是在出料时加入到出料管道的，这会造成聚合釜在进行一次回收时含有大量活性分子或引发剂排入到回收系统，如果添加加入情况不好或根本就加不进去，会导致活性自由基分量增加，这是回收系统会出现自聚的根本原因；
3、由于有活性分子或引发剂存在，就为自聚创造了条件，那么自聚的快慢就与回收系统能否及时消除这些活性分子有关，抑制剂效果好，能够充分接触到回收CV气体，活性分子就能及时得到终止，如果含活性分子的VC气体不能与抑制剂充分接触，就会导致部份活性分子无法及时消除，这就为自聚创造了条件；
系统工作温度越高，自聚速度也就越快；
系统工作压力越高，越接近VC气饱和蒸汽压，活性分子间接触的几率增加，自聚也就越严重，所以现场一级压缩机的自聚情况要比二级情况好得多；
4、从现场抑制剂加入位置来看，抑制剂加在一级和二级压缩机之间，从二级入口进入二级工作液，再从二级工作液回流到一级入口。 个人认为这样的加入方式无法保证VC气体与抑制剂充分接触，
在压缩机入口，抑制剂采用的都是“流加”而不是“喷雾”方式，所以不可能使气体完全接触到抑制剂；
而在压缩过程中，根据水环压缩机的工作原理，总有一部份气体是处在水环中心而无法接触到含抑制剂的工作液；
特别是一级抑制剂由二级而来，这样浓度及效果会受到影响，会导致从一级排出的气体中含有相当多的活性分子；
只要含有活性分子，就会自聚，温度压力越高越严重，我们回首压缩系统初期设定工作液温度都为53℃，排气温度也都在53℃左右，一级压力约0.15MPaG，二级压力0.7MPaG，为自聚创造了很好的条件；
所以，从以上分析来看，导致回收系统自聚的主要原因就是，含活性自由基的分子未能及时被抑制剂终止掉所致，环境温度低自聚就慢，温度高自聚也就快，但总的来说，由于活性分子的存在，自聚无法避免，只是自聚快慢的问题。
如果抑制剂本身质量无问题，那么就是抑制剂加入方式不完善导致自聚现象的发生。
1）为了保证抑制剂能与VC充分接触，在气柜和一级压塑机之间增加缓冲罐，缓冲罐进气管处于罐中液面下，出气口处于液面上，缓冲罐中工作液通过U型管溢流至V-1305；
2）在压缩机一级、二级进口分别加注抑制剂，注入口加喷头，抑制剂加入量可通过孔板控制；
3）含抑制剂的一级、二级工作液排至缓冲罐；再由缓冲罐溢流至废水罐；
4）这样回收VC气在进入压缩机之前，由于缓冲罐中工作液含有抑制剂，进气在液相与抑制剂充分接触就会消耗掉大部份活性分子，剩余部份为消耗掉的再由压缩机部份及冷凝器进口部份消除，这样在整个回收系统各部份自聚情况都会得到有效控制；
5）系统有效循环后，抑制剂加入量根据自聚情况进行调整；
6）活性分子得到控制后，可提高工作液温度及二级出口压力，即可防止高压VC气体液化，又可提高冷凝效率，降低尾气处理量。
4、自回收系统发生自聚现象后，先后咨询了，韩华、天津大沽、山东海洋化工及齐化集团等相关单位：
韩华初期自聚情况也非常严重，后将冷凝器冷却水改成冷冻水，并将低二级压力，情况有所好转；
大沽和海化基本上都采取在压缩机进口前加缓冲罐的办法，且抑制剂使用ATSC，一直未发现过自聚现象；
齐化也采用压缩机进口滴加抑制剂的办法，也有自聚现象，但主要集中在，压缩机出口管路系统，同样环境温度低时情况较好；
关键词：VCM回收 自聚 压缩机
我国现阶段PVC生产都有VCM回收系统，回收VCM的来源包括两个大部份：聚合反应未完全的单体（一次回收、浆料汽提等）和系统置换出的单体（二次回收、管道置换），其中聚合反应未完全的单体占主要部份。但回收的VCM，特别是聚合回收的VCM单体中含有未完全分解的引发剂及其他助剂，易造成回收系统的自聚，形成的自聚物阻塞管道，影响生产的安全和稳定。
一般的处理措施是在回收VCM压缩机之前加入阻聚剂，抑制单体的自聚。但在实际生产中回收工序经常会发生自聚，引起管道、换热器的阻塞。泰州联成塑胶有限公司30万吨PVC装置，引进日本JNC技术，在生产中经常发生自聚，导致压缩机工作液温度高，工作效率低下等问题，以下为VCM回收压缩机自聚的原因及分析。
一、 回收压缩机工作流程
此回收工序所用的NASH压缩机，为两级压缩，回收单体被一级压缩机吸入压缩完成以后进入二级压缩机，进入VCM冷凝器。
二、 压缩机异常发生的经过
2012年2月27日一线回收压缩机出口管线发生堵塞，现场人员拆解出口管线发现有大量自聚物，经过对二段压缩机出口管系统彻底清洗后开车，开车后由于工作液过滤器损毁未能及时发现，导致工作液罐中脱落自聚物进入压缩机中，导致工作流道堵塞，压缩机无法正常工作，两台压缩机解体维修，现场清理两线二段工作液储罐发现，储罐中有大量自聚物。压缩机修复、储罐清理完成、更换新工作液过滤器后正常开车，
3月23日，一线压缩机二段又出现过滤器堵塞，拆检工作液储罐后发现，储罐及出口管线中又出现自聚物，进行清理后投入运行；
3月28日又出现两线压缩机工作液过滤器堵塞现象，现场经不断更换过滤器后维持开车。
在后续4月份运行中，两线压缩机自聚情况越来越严重，工作液过滤器频繁堵塞，系统约半月左右就要清理一次。
三、 分析及处理过程：
针对回收系统自聚情况及时向日方技术人员进行了反馈，现场也采取了相应处理措施：
1、自2月27日发现回收压缩机系统自聚后，就对抑制剂加入情况进行了确认和调整，确认抑制剂能够加入压缩机后，将两线泵行程都由原来20%调整到30%，将加入压缩机中的抑制剂加入量增加10%；
2、 在27日发现自聚现象前，也就是在春节期间，抑制剂管线出现过结冻现象，导致抑制剂加入泵电机烧毁，所以27日前，曾有一段时间抑制剂未加入压缩机系统；
3、 3月23日又发现自聚现象后，将两线抑制剂泵行程都调整至45，而且DCS确认储罐液位下降也很明显；
4、 自开车以来，添加剂及中和剂泵运行情况一直不理想，由于影响到树脂外观白度及母液水PH值，所以不断调整抑制剂和中和剂加入时间和调节泵的行程，但是由于经常发生管道堵塞和泵行程过大，再加上泵出口未安装缓冲罐，所以导致添加剂和抑制剂加入泵先后损坏3台（限位板损坏）。也就是说由于管线堵塞和加入泵损坏等原因，期间一定存在抑制剂和中和剂加不进去的时候
5、 3月27日调试双键抑制剂，效果不理想，导致树脂白度明显下降；
6、 对抑制剂配置及使用过程进行确认和明确，使用过程中严禁接触空气，并对重新配制及加入过程进行监控符合操作要求；
7、 多次分析化验工作液颜色（深褐色）和PH值（正常应在7-8），并请教日方技术人员，除颜色开始时有差异外，包括加入量（行程是50时每条线加入量是平均3.3l/h，浓度4.7%，所以每条线二段压缩机入口实际加入HQ量为0.155kg，两条线就是0.31kg， 如果聚合转化率平均按85%计算，回收单体量为7.275，则实际HQ加入量就是42.6ppm，大于设计HQ加入量为30ppm（含冷凝器处的加入量））
8、 规范压缩机机封水流量，使之在要求范围内，尽量增加抑制剂在工作液中的滞留时间；
9、 持续增加抑制剂加入量，泵行程目前已经调至80%，实际加入量已经远大于日方给定30ppm用量；
10、 降低一级、二级工作液温度，设定为37℃，降低二级出口压力，调整为0.6MPa；会出现液化现象；降二级工作液温度调整为50℃，液化现象减轻；
通过采取以上一系列措施后，自聚情况依然无法消除。目前主要表现在工作液过滤器在开机时会发生堵塞；工作液排水阀门及管道堵塞工作液无法正常排放；工作液储罐及排气管道持续自聚，但一级情况较轻。
四、导致回收压缩机自聚的原因分析
根据以上情况，导致回收压缩机自聚我认为主要是以下原因：
1、抑制剂管线结冻和抑制剂泵电机烧毁是造成前期自聚的主要原因，但由于处在冬季，环境温度较低所以自聚现象较为缓慢；
2、聚合添加剂系统是在出料时加入到出料管道的，这会造成聚合釜在进行一次回收时含有大量活性分子或引发剂排入到回收系统，如果添加加入情况不好或根本就加不进去，会导致活性自由基分量增加，这是回收系统会出现自聚的根本原因；
3、由于有活性分子或引发剂存在，就为自聚创造了条件，那么自聚的快慢就与回收系统能否及时消除这些活性分子有关，抑制剂效果好，能够充分接触到回收CV气体，活性分子就能及时得到终止，如果含活性分子的VC气体不能与抑制剂充分接触，就会导致部份活性分子无法及时消除，这就为自聚创造了条件；
系统工作温度越高，自聚速度也就越快；
系统工作压力越高，越接近VC气饱和蒸汽压，活性分子间接触的几率增加，自聚也就越严重，所以现场一级压缩机的自聚情况要比二级情况好得多；
4、从现场抑制剂加入位置来看，抑制剂加在一级和二级压缩机之间，从二级入口进入二级工作液，再从二级工作液回流到一级入口。 个人认为这样的加入方式无法保证VC气体与抑制剂充分接触，
在压缩机入口，抑制剂采用的都是“流加”而不是“喷雾”方式，所以不可能使气体完全接触到抑制剂；
而在压缩过程中，根据水环压缩机的工作原理，总有一部份气体是处在水环中心而无法接触到含抑制剂的工作液；
特别是一级抑制剂由二级而来，这样浓度及效果会受到影响，会导致从一级排出的气体中含有相当多的活性分子；
只要含有活性分子，就会自聚，温度压力越高越严重，我们回首压缩系统初期设定工作液温度都为53℃，排气温度也都在53℃左右，一级压力约0.15MPaG，二级压力0.7MPaG，为自聚创造了很好的条件；
所以，从以上分析来看，导致回收系统自聚的主要原因就是，含活性自由基的分子未能及时被抑制剂终止掉所致，环境温度低自聚就慢，温度高自聚也就快，但总的来说，由于活性分子的存在，自聚无法避免，只是自聚快慢的问题。
如果抑制剂本身质量无问题，那么就是抑制剂加入方式不完善导致自聚现象的发生。
1）为了保证抑制剂能与VC充分接触，在气柜和一级压塑机之间增加缓冲罐，缓冲罐进气管处于罐中液面下，出气口处于液面上，缓冲罐中工作液通过U型管溢流至V-1305；
2）在压缩机一级、二级进口分别加注抑制剂，注入口加喷头，抑制剂加入量可通过孔板控制；
3）含抑制剂的一级、二级工作液排至缓冲罐；再由缓冲罐溢流至废水罐；
4）这样回收VC气在进入压缩机之前，由于缓冲罐中工作液含有抑制剂，进气在液相与抑制剂充分接触就会消耗掉大部份活性分子，剩余部份为消耗掉的再由压缩机部份及冷凝器进口部份消除，这样在整个回收系统各部份自聚情况都会得到有效控制；
5）系统有效循环后，抑制剂加入量根据自聚情况进行调整；
6）活性分子得到控制后，可提高工作液温度及二级出口压力，即可防止高压VC气体液化，又可提高冷凝效率，降低尾气处理量。
4、自回收系统发生自聚现象后，先后咨询了，韩华、天津大沽、山东海洋化工及齐化集团等相关单位：
韩华初期自聚情况也非常严重，后将冷凝器冷却水改成冷冻水，并将低二级压力，情况有所好转；
大沽和海化基本上都采取在压缩机进口前加缓冲罐的办法，且抑制剂使用ATSC，一直未发现过自聚现象；
齐化也采用压缩机进口滴加抑制剂的办法，也有自聚现象，但主要集中在，压缩机出口管路系统，同样环境温度低时情况较好；