歐洲EVC公司PVC聚合技術(shù)考察總結(jié)

L綜述」為為600?2000釜次，即每400?600釜次開每2000釜次清釜一次，之所以能達(dá)到這果，綜合有以下4個方面的技術(shù)特色，構(gòu)成效的防粘釜系統(tǒng)。（1）釜型的設(shè)計有特色。在釜內(nèi)存在物件的情況下，如內(nèi)冷管等不利，防粘釜效果不好，首先在這些部件一塊，尤其是內(nèi)冷管背面，其次是攪拌軸上。EVC公司在釜型設(shè)計上取消了內(nèi)冷管變得空曠明亮，不足的換熱面積以釜頂?shù)睦涑洌瑪嚢璨捎玫咨焓蕉梯S結(jié)構(gòu)、單層槳葉，最地縮短攪拌軸的長度。釜頂?shù)脑O(shè)計采用一以減少釜頂?shù)拈_口，釜頂封頭及集管設(shè)冷卻夾增加了傳熱面積，又減少了管口堵塞的可能由于釜內(nèi)壁沒有內(nèi)件，實現(xiàn)了人不下釜不設(shè)人孔，只采用機械清釜的辦法就可以滿足，清釜所需時間大大縮短。據(jù)介紹，高壓清釜只需15min。歐洲EVC公司PVC聚合技術(shù)考察總結(jié)王永杰大（河北金牛化工股份有限公司，河北滄州061000）［關(guān)鍵詞］EVC公司:PVC；聚合釜；聚合工藝；考察；質(zhì)量指標(biāo)［摘要］基于對歐洲EVC公司的考察，介紹了EVC公司PVC懸浮聚合工藝的特點及所生產(chǎn)樹脂的質(zhì)量情況［中圖分類號1TQ325.3 ［文獻(xiàn)標(biāo)志碼〕B ［文章編號］1009—7937（2012）09—0001—04SummaryontheinvestigetioninpdyrrerizdtiontechndogjesofEuropeanEVCcorrp;WANGYongjie（HebeJnniuChemicalIndustryCo.，Ltd.，Cangzhou061000，China）Keywords:EVCcompany；PVC；pdymerizer；pdymerizationprocess；inveStigation；qualindexAbstract:BasedontheinvestigationinEuropeanEVCcompany,thecharacteristicsofsusp，ionpdymerizationprocessforPVCinEVCcompanywereintroducedaswellasthequalityofprucedPVCresins.EVC公司概況EVC公司的全稱為歐洲乙烯公司，是1986年由英國ICI公司和意大利EHchem公司各占50%股份成立的，是專門生產(chǎn)VCM、PVC和PVC混合料的合資公司，1994年EVC公司股票上市，ICI公司和Enichem公司僅占總股份的33%。EVC公司注冊在荷蘭的阿姆斯特丹，總部設(shè)在比利時的布魯塞爾，雇員4100人，在英國和意大利分別設(shè)有研發(fā)中心，研發(fā)人員110人。目前EVC公司在英國、意大利、德國、瑞士共有7個VCM工廠、9個PVC工廠。VCM的生產(chǎn)能力130萬t4，PVC生產(chǎn)能力107萬tZa。原滄州化工實業(yè)集團(tuán)有限公司滄驊公司引進(jìn)該公司的40萬tZaVCM、PVC裝置技術(shù)，這是EVC公司最后一次轉(zhuǎn)讓技術(shù)。EVC公司PVC懸浮聚合工藝的特點組合型高效防粘釜系統(tǒng)EVC公司PVC生產(chǎn)的防粘釜效果較佳，一般火［收稿日期］2012-03-01［作者簡介］王永杰（1966—），男，高級工程師，注冊安全工程師，多年來一直從事氯堿產(chǎn)品設(shè)計 、開發(fā)及生產(chǎn)就職于河北金?；す煞萦邢薰炯夹g(shù)部 。偵1994-2014ChinaAcademicJournalE'lectronicI'ublisliingHouse.Allrightsreserved,原滄州化工實業(yè)集團(tuán)有限公司赴EVC進(jìn)行考察時，曾細(xì)致地觀察了EVC德國萊比錫工廠的140m3聚合釜的粘釜情況，在594釜次后開蓋觀察釜內(nèi)壁可見金屬光澤，只是攪拌器的軸頭處有少許粘釜物?！辏┎捎脤Ｓ蟹勒掣苛螮VCAL-90。這種微黃色的防粘釜劑分成兩種：第1種用于初次噴涂或清釜后的第1釜使用，第2種就是現(xiàn)在通用的在每釜反應(yīng)結(jié)束后用蒸汽噴涂，由于防粘釜劑極易氧化，因此儲存、加料需要氮氣保護(hù)。此防粘釜劑的使用保證了600釜不用清理的效果。3）采用專有的噴釜密閉噴頭。在釜上使用的密閉噴涂的噴淋閥，目前多數(shù)廠家采用費德羅夫閥，即伸縮式、電動或氣動旋轉(zhuǎn)噴涂的方式。這種閥最大的缺點是不能調(diào)整沖釜和噴涂之間的矛盾。沖釜時，需要大的水量，噴涂防粘釜劑時又需要霧化效果較好，大水量需要大孔徑，霧化效果好又需要小孔徑，在一個噴頭上兩者的要求不容易都得到很好地滿足。EVC公司采用套管式單桿雙頭噴淋閥，大頭上開大孔用于沖釜，小頭上開小孔用于噴涂，加上涂布液在特殊噴頭內(nèi)由蒸汽帶出，這樣效果極佳，較好地解決了沖釜和噴涂的矛盾，也不需要任何動力，只需要噴淋液自身的反作用力旋轉(zhuǎn)，維修極其方便，不易損壞。（4）有效利用中途注水協(xié)助防粘釜。反應(yīng)中途注水是增加轉(zhuǎn)化率和提高傳熱的有效途徑，在以往的工藝中這是注水的唯一目的。EVC公司則通過計算機控制注水量，用噴釜用的噴淋閥自旋轉(zhuǎn)噴淋注水，通過反應(yīng)過程中不同的噴淋注水量解決了氣相粘釜問題，也解決了釜頂冷凝器的黏結(jié)堵塞問題。通過以上綜合措施，EVC公司較好地解決了粘釜問題，即使清釜也可在較短時間內(nèi)完成，使粘釜問題不再是困擾PVC生產(chǎn)的難題。較高的生產(chǎn)強度生產(chǎn)強度是體現(xiàn)工藝先進(jìn)程度的重要數(shù)據(jù)。我國30m3聚合釜生產(chǎn)強度一般在5000?8000t4,即160?270t/（m3■a）。引進(jìn)原古德里奇公司技術(shù)的聚合釜生產(chǎn)強度為319.15t/（m3■a）（該公司培德里克工廠4臺70.5m3釜生產(chǎn)9萬t4PVC）。?1994-2()14ChinaAcademicJournalElectronicPublisS^^I聚合釜的安全系統(tǒng)2http:."'www.ciiki-net引進(jìn)信越公司技術(shù)的聚合釜的生產(chǎn)強度為200t/（?1994-2()14ChinaAcademicJournalElectronicPublisS^^I聚合釜的安全系統(tǒng)2http:."'www.ciiki-netEVC公司106m3聚合釜的生產(chǎn)強度為361.63t/（m3■a）（培德里克工廠6臺106m3聚合釜生產(chǎn)PVC23萬tZa）；萊比錫工廠3臺130m3聚合釜生產(chǎn)能力18萬七4,生產(chǎn)強度461t/（m3?a）；馬來西亞工廠3臺120m3聚合釜生產(chǎn)能力15萬t4,生產(chǎn)強度416t/（m3?a），另外其設(shè)計的3臺140m3聚合釜生產(chǎn)能力為20萬t4，生產(chǎn)強度476t/（m3?a）。國內(nèi)引進(jìn)裝置由于公用工程條件、防粘釜技術(shù)等原因，尚不能達(dá)到原古德里奇公司的生產(chǎn)強度 。EVC公司的技術(shù)是我國應(yīng)用最多的大水量低溫差的循環(huán)冷卻工藝，冷卻水的要求寬松，冷卻效率卻較高，較大的釜頂冷凝器增加了傳熱面積的同時也保證了換熱面積的充裕，其獨特的設(shè)計和聚合釜足夠大的傳熱面積保證了奇高的生產(chǎn)強度。筆者認(rèn)為這個技術(shù)應(yīng)該成為未來的發(fā)展方向，應(yīng)作為我國聚合工藝在改擴建中減少投資、增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量的借鑒和首選。較多地采用一步法引發(fā)劑（和外購引發(fā)劑相結(jié)合）（1）EVC公司的技術(shù)特點之一是采用一步法引發(fā)劑（目前只有蘇維公司和EVC公司掌握該技術(shù)），即在入水過程中，將合成引發(fā)劑的各原料，通過嚴(yán)格計量加入反應(yīng)釜中，在釜內(nèi)合成，合成的時間約1mn。據(jù)介紹，合成的該引發(fā)劑比目前通用的EHP引發(fā)劑半衰期略長，但相差不多。引發(fā)劑在釜內(nèi)合成有以下優(yōu)點：①不用再制備乳液，在反應(yīng)體系中合成引發(fā)劑，以微小粒子均勻分配，有效地克服了VCM油珠中引發(fā)劑分配不均的問題，可以減少“魚眼”的形成，提高產(chǎn)品質(zhì)量。②引發(fā)劑的原料不需要冷凍儲存，同時也解決了儲存安全問題。③成本低，購買制造引發(fā)劑的原料較購置成品引發(fā)劑便宜。在德國，釜內(nèi)合成引發(fā)劑成本是外購引發(fā)劑成本的5%。④由于不再需要低溫運輸，解決了運輸安全問題。另一技術(shù)是現(xiàn)場合成引發(fā)劑，在入料前按配方要求定量釜外合成后加入聚合釜，這種方法杜絕了釜內(nèi)合成引發(fā)劑時死批次問題。在引發(fā)劑供應(yīng)商發(fā)達(dá)的地區(qū)，EVC公司建議外購引發(fā)劑，協(xié)議生產(chǎn)，這樣可以減少工廠的生產(chǎn)流程，減少定員，無需配備引發(fā)劑合成方面的生產(chǎn)及檢驗工程師，也利于生產(chǎn)的穩(wěn)定，節(jié)約初期投資。我國一般采用外購引發(fā)劑的方法。EVC公司的生產(chǎn)裝置，自原料配制至汽提結(jié)束的全部工藝過程均使用DCS控制，每個單元均配備安全報警系統(tǒng)設(shè)施,包括異?，F(xiàn)象的發(fā)生和工藝參數(shù)的變化。對于聚合釜的安全措施又具有其獨特的處理方法，簡述如下。（1）安全閥的設(shè)計。安全閥設(shè)計工藝簡圖見圖1。圖1 安全閥設(shè)計工藝簡圖Fig.1Processdagramofsafetyvalvedesign安全系統(tǒng)設(shè)有3塊防爆膜，同時并聯(lián)兩個自控閥1、2,該閥平時一開一關(guān)。當(dāng)釜內(nèi)壓力達(dá)到一定值時，防爆膜1破裂，壓力撤至并聯(lián)的兩根管線，由于自控常開的閥1的防爆膜2的爆破壓力略高于防爆膜1,如果壓力繼續(xù)上升，則頂破防爆膜2放空。當(dāng)釜內(nèi)壓力釋放到安全值后，自控閥1關(guān)閉，自控閥2開啟，替代防爆膜2系統(tǒng)，起警戒作用。防爆膜3的爆破壓力高于防爆膜2的爆破壓力。當(dāng)放空到一定時間，釜壓下降到安全值時，反應(yīng)為可控狀態(tài)，則自控閥1、2關(guān)閉，以盡量減少VCM的放空量和損失。（2）緊急終止劑系統(tǒng)。緊急終止劑存放在一個特定的儲罐中，與聚合釜出料管相連，連接口用一個防爆膜將其阻斷。緊急終止劑儲罐中通入4MPa的氮氣備用。當(dāng)聚合釜發(fā)生諸如停電事故時，終止劑閥打開，利用氮氣壓力迅速沖破防爆膜將終止劑加入釜中，同時，打開釜上排氣閥排氣，使釜內(nèi)成沸騰狀態(tài)，讓終止劑與反應(yīng)體系充分混合，使反應(yīng)在數(shù)秒之內(nèi)終止。EVC公司PVC樹脂的質(zhì)量情況EVC公司的PVC產(chǎn)品牌號一般由2個字母和4位數(shù)字構(gòu)成，如SH6530。字母H表示均聚物，字母S表示懸浮法；前兩位數(shù)字表示K值，第3位數(shù)字表示用途類別，通常2表示軟制品，3表示硬質(zhì)品；最后1位表示其他指標(biāo)要求的分檔號碼。EVC公司的PVC用途大體可分為吹塑，硬質(zhì)管材、板材、型材和注射管件，硬質(zhì)薄膜和片材，軟質(zhì)薄膜和片材。EVC公司產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格見表1。表1所列項目為EVC公司PVC產(chǎn)品的出廠標(biāo)準(zhǔn)，但實際上該公司的內(nèi)控指標(biāo)非常嚴(yán)格，除表中所列項目外，還就分級過篩率、孔隙率、白度、密度、“魚眼”、熱老化、體積電阻率、顆粒形態(tài)、流變性能等16項指標(biāo)進(jìn)行檢測，這些檢測比目前我國國標(biāo)嚴(yán)格得多。有些檢測項目對用戶很關(guān)鍵，直接表征樹脂的質(zhì)量好壞。例如“魚眼”的檢測是使用吹塑機進(jìn)行吹泡后，在日光下檢查所吹泡上的魚眼。關(guān)于顆粒形態(tài)，EVC公司制作了一個大型的顆粒形態(tài)照片，包括顆粒切片的照片，以這些照片為標(biāo)準(zhǔn)來比對。流變性能使用2mm孔的小氣壓流變儀，在一定溫度、壓力、配方下，以一定擠出時間來決定樹脂質(zhì)量好壞表1EVC公司PVC產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格Table1QualityspedficationsofPVCproducedinEVCCompany項目測試方法SH5730SH6030SH6530SH6830SH7020SH7020K值PTM156?5859?6164?6666.5?68.569?7173?75冷增塑劑吸收量/%PTM815.5?20.520?2428?3218?2229?3334.38表觀密度/（g/m3）PTM20.545?0.5850.53?0.580.48?0.520.55?0.600.48?0.520.44?0.48粒徑〉250pm/%PTM4420.520.50.5粒徑>63pm/%PTM4959595979595殘留VCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)/0-6PTM7111111含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%PTM由于EVC公司比較重視產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品檢測，在歐洲市場信譽很好。原滄州化工實業(yè)集團(tuán)有限公司引進(jìn)了K57?74所有牌號的產(chǎn)品，即K57、K60、K66F、K67R、70、K74，其牌號和EVC牌號相對應(yīng)，只是代表的意義有所區(qū)別，即K66F為軟制品5型，K67R為硬制品5型。為了落實以上標(biāo)準(zhǔn)，原滄州化工實業(yè)集團(tuán)有限公司對EVC公司的5個不同型號的樣品用國標(biāo)進(jìn)行了檢測，結(jié)果分析見表2。表2原滄州化工實業(yè)集團(tuán)有限公司對EVC公司5個不同型號樣品的國標(biāo)檢測結(jié)果Table2ResdtsthetheformerCang^houChenncalIndustryGroupCo.，Ltd.detectedsamplesoffivedfferenttypespjroducedbyEVCCompanyaccordngtonationalstandards滄化型號 SK57 SK60 SK66F SK67R SK70 國標(biāo)型號SG8SG7SG6SG5SG4EVC牌號SH5730SH6030SH6530SH6630Sh7020黏數(shù)/(mLzg)8089104109125雜質(zhì)粒子數(shù)/個100282過篩率/%0.25mm篩孔98.099.299.699.699.60.063mm篩孔表觀密度/（g/Sme）1.60.6100g樹脂的增塑劑吸收量zg0.580.5干流時間42123332034殘留VCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)/0-61718201519400cm2“魚眼”數(shù)/個0.30.36nrnn5nrnn16302804nrnn50104314-3mn---40-白度(160C、10mn)/%9200680097231210表觀白度/%85858782859391949395注:檢測標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)GB^T5761-1993。通過樣品分析得出以下結(jié)論：（1）按國標(biāo)檢測，樣品全部達(dá)到優(yōu)級品。2）顯微觀察其顆粒形態(tài)非常規(guī)整，粒度分布集3） 表觀密度較高，SG5型樹脂可達(dá)到0.6g/cm3，這個型號就是所稱的球形樹脂（EVC公司推出的球形樹脂就是這個型號）。4） 殘留VCM質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3X10-6，非常穩(wěn)5）“魚眼”數(shù)少，消失速度快，個別牌號3mn就已達(dá)國標(biāo)。（6）較高的白度，較好的抗老化性能。EVC公司的工藝指標(biāo)（1）消耗指標(biāo)。日產(chǎn)量：1200t。生產(chǎn)1tPVC樹脂各原料的消耗量分別為:VCM1004kg，純水2.5t，分散劑A0.65kg，分散劑B0.9kg，涂布液0.1kg，穩(wěn)定劑和抗氧劑3.3kg。（2） 公用工程消耗。生產(chǎn)1tPVC樹脂公用工程消耗量分別為:冷卻水（28°C）130m3,蒸汽（0.6MPa）0.8t