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山东海化氯碱树脂有限公司作业文件聚氯乙烯岗位操作规程文件编号：编制：刘伟栋2006年6月10日审核：2006年6月16日批准：2006年6月18日受控编号：发布日期：山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码1/58实施日期:2006年月日目录1适用范围22生产任务23生产原理24负责范围45工艺流程56主要原材料规格77操作方法78异常现象判断及事故的分析处理439离心机操作说明4910岗位安全注意事项5011工艺流程简图5012主要设备一览表5013记录5014文件修改记录51山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码2/58实施日期:2006年月日1适用范围本规程适用于山东海化氯碱树脂有限公司聚合工序工艺。2生产任务本工序的任务是通过聚合的操作，生产制得PVC产品。3生产原理3.1聚合原理悬浮法聚氯乙稀生产原理是：氯乙烯单体在分散剂和搅拌的作用下，分散到水相中，在引发剂的引发下，聚合成一定聚合度的聚氯乙烯树脂，其反应方程式如下：nCH2＝CH（CH2CH）n+9.6×107J/molClCl其聚合过程属自由基型聚合反应，它包括链引发、链增长和链终止等基元反应。3.1.1链引发链引发反应是形成单体自由基活性种的反应，由以下两步组成。(1)引发剂分解，形成初级自由基I2R初级自由基与单体加成，形成单体自由基R·+CH=CH2R-CH2-CH·ClCl引发剂分解反应是吸热反应，活化能较高，约1.05×105~1.50×105J/mol，分解速率小，速率常数约10-4~10-6S-1。初级自由基与单体加成反应，形成单体自由基的反应是放热反应，活化能低，约2.0×104~3.4×104J/mol，反应速率大。3.1.2链增长在链引发阶段形成的单体自由基，仍具有活性，能打开第二个键，形成新的自由基，新自由基继续与其他单体分子结合成单元更多的链自由基，这个过程叫链增长反应。实际上是加成反应。RCH2CH•+CH2=CHRCH2CHCH2CH•…ClClClClRCH2CH［CH2CH］nCH2CH•ClClCl悬浮聚合山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码3/58实施日期:2006年月日为了书写方便，上述链自由基简写成~~~~CH2CH•其中锯齿形代表许多单元组Cl成的碳链骨架，基团所带的独电子系在碳原子上。链增长反应有两个特点，一是放热反应，聚合热9.6×107J/mol，二是活化能低增长速率极高，在0.01秒至几秒钟内，就使聚合度达数千，甚至上万，所以单体自由基一经形成，立刻就和其它单体分子加成，终止成大分子。因此，在自由基聚合体系中，往往由单体和聚合物两部分组成，又有聚合度递增的一系列中间的产物。3.1.3链终止自由基活性高，有相互作用而终止的倾向~~~~CH2CH·+·CHCH2~~~~CH2CH-CHCH2…ClClClCl终止反应活化能很低，终止速率很高，远远高于链增长速率，但从基本聚合体系来看，因为反应速率还与反应物浓度成正比，单体浓度远远大于自由基浓度，因此链增长的总速率要比终止总速率大得多。3.1.4链转移在自由基聚合过程中，链自由基有从单体、溶剂、引发剂低分子夺取一个原子而终止的倾向，并使这些失云原子的分子成为新自由基，这一反应称为链转移反应。向低分子转移的结果是使聚合物分子量降低。CH2CH·+YSCH2CHY+S˙ClCl3.1.5其它VCM在常温下是气体，反应热来自双键的断裂。正常聚合反应温度52~70℃，K值越高相应的分子量越高，而反应温度越低。链转移剂能够比常规反应提前终止链增长，因此用来降低在特定反应温度条件下，生产常规的分子量。3.2生产原理含有VCM的浆料从汽提塔顶加入，而蒸汽从塔底加入，在塔盘上逆向接触进行传质和传热，含有VCM的饱和气体从塔顶排出经冷凝脱水后回收；而脱除VCM的浆料从塔底排出还需经离心等后工序处理。山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码4/58实施日期:2006年月日3.3生产原理从离心机出来的含水25%滤饼在干燥气流管中与热空气接触首先脱除表面水分，物料温度基本不变，然后热空气与物料进入干燥床内，经数个导流板充分接触，脱除表面水分和残留VCM后作为成品进入包装等工序。4负责范围4.1管辖范围4.1.1从本界区单体贮槽到干燥包装的所有管线、设备、仪表、相应公用物料管线、消防设施等。4.2对外联系4.2.1经常与分析室联系,及时调节助剂用量及相关指标、参数，控制好PVC产品质量。4.2.2经常与精馏工序联系,了解单体质量及单体贮槽液位，送往聚合工序生产要求。4.2.3经常与仪表、电气部门联系，维护仪表、电气设备的正常运行。5工艺流程叙述5.1悬浮法PVC生产工艺由如下两个工序组成：1）聚合工序单元B：VCM和水的贮存与加料；单元C：助剂配制；单元D：涂壁系统、废水汽提；单元E：聚合；单元F：VCM回收；单元G：汽提。2）干燥、包装料仓工序单元H：干燥；单元I：包装料仓。新鲜VCM按需要量由界区外送至界区内，贮存在新鲜VCM贮槽中，回收VCM由界区内VCM回收单元来，贮存在回收VCM贮槽中。新鲜VCM和回收VCM经计量后，按要求比例，用VCM加料泵打入聚合釜内。冷无离子水由界区外送至界区内，贮存在冷无离子水贮槽中。冷无离子水用于聚合加料、轴封注水、管路冲洗、出料过滤器冲洗和聚合反应过程的注水。冷无离子水用蒸汽加热后，贮存在热无离子水贮槽里，热无离子水用于聚合加料。山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码5/58实施日期:2006年月日依据聚合反应初始温度要求，按一定比例经计量后，用无离子水加料泵打入聚合釜内，无离子水的加料泵的设计适用冷热无离子水。这种加料方法几乎可省去聚合初期升温工序并使加料时间减少到最低。单元C：溶液配制与加料提供的引发剂用容器包装，贮存在离工艺区附近的冷库中，送至界区后在引发剂配制槽内，按配制方法要求制成分散液，然后贮存在引发液贮槽内。分散液经测定浓度后，按聚合生产工艺配方要求，采用称量槽计量后，用加料泵加入聚合釜内。分散剂用袋包装或容器包装，贮存在界区内的仓库里。分散剂溶液的配置，按配制方法要求，在分散剂配制槽内配制，然后贮存在分散剂溶液贮槽中。溶液经测定浓度后按聚合生产工艺配方要求，采用称量槽计量后，用加料泵打入聚合釜内。分散剂的称量精度要求是很高的，以保证PCV产品质量的稳定性。缓冲剂是袋包装，贮存在原材料库中，根据配制要求制成缓冲剂分散液后，贮存在缓冲剂贮槽。在加无离子水过程中，缓冲剂分散液经缓冲剂流量计计量后，压入无离子水中，一起进入聚合釜。终止剂用密闭金属桶包装，贮存在界区内仓库里。终止剂溶液按配制方法要求，在配制贮槽内配制成溶液并贮存在同一个罐内。溶液经测定浓度后，按聚合生产工艺配方要求，用流量计计量。当聚合反应达到设定的转化率时，用终止剂加料泵打入聚合釜，终止聚合反应。以保证PVC产品的分子量分布均一，同时也可以防止VCM在单体回收系统内继续聚合，在事故状态下，操作人员起动终止剂加入系统，使终止剂自动加入釜内，终止聚合反应。单元D：防沾釜的涂壁系统按照北京化二股份公司公司提供的涂壁液配方和配制方法，在涂壁液配制槽内配成液后，贮存在涂壁液贮槽内，使用时涂壁液通过聚合釜顶部的喷射阀打入聚合釜。聚合釜顶部装有两个呈180℃对称的涂壁喷嘴。每次聚合反应完毕，物料配净后，先用1.6MPa的冲洗水，通过喷嘴将釜壁表面松散的聚合物冲洗干静，然后涂壁泵开启，将计量后的涂壁液与蒸汽一起送进喷嘴，在喷嘴内用0.6MPa的蒸汽将涂壁液雾化后冷凝在釜内，在釜壁表面形成一层膜，从而基本防止聚合物粘于釜壁。以上操作是在聚合釜密闭的状态下、有DCS控制系统自动控制完成的。单元E：聚合聚合是在搅拌反应器内进行，反应热量从反应器夹套和内冷挡板中不高于30℃的循环水移出，不许用冷冻水。反应器的工程容积为70m3,其操作为间歇式，以生产K-57PVC山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码6/58实施日期:2006年月日树脂为例，主要程序依次有:程序操作时间·VCM和无离子水进料0.5小时·引发剂，分散剂和化学药剂进料0.4小时·聚合反应（k-57PVC树脂用30℃水）4.7小时·聚合反应结束加终止剂0.02小时·PVC浆料排出0.5小时·聚合釜抽真空0.2小时·釜壁冲洗和喷涂壁液0.2小时·下一生产周期的准备0.2~1.1小时间歇操作周期共6.7~7.6小时以上的间歇操作由DCS控制系统自动程序控制。根据PVC产品的生产工艺配方所规定的原材料种类、用量和DCS设定的加料程序，在聚合釜密闭状态下，自动的加入冷、热无离子水、分散剂、缓冲剂和引发剂。当引发剂自动加入后，开始聚合反应，通过自动调节循环水流量，维持反应温度。聚合反应是按规定的反应温度曲线进行的，聚合反应热被测量，并由微型电子计算机计算单体转化率当达到设定的转化率时在操作人员启动终止剂加料系统后，终止剂自动加入聚合釜，终止聚合反应，然后将PVC浆料自动出料到出料槽。聚合的VCM回收是在聚合釜出料完毕后进行，以缩短聚合周期。聚合釜出料后，要对聚合釜回收，使釜内残压有0.05MPa，先用1.63MPa压力水冲洗釜壁，然后在釜壁上涂涂壁液，以防止下一次聚合反应粘结聚合物。当生产600釜次以后，累积在釜壁少量的粘壁物，用高压力水进行一次清洗，这样的聚合生产工艺可以达到高生产的效率和稳定优异的产品质量。单元F：VCM回收未参加聚合反应的VCM分别从聚合釜、出料槽、泡沫分离器，通过压缩机系统将VCM加压，然后在冷凝器中用5℃的冷冻水将VCM冷凝成液体，贮存在冷凝槽中，供聚合使用。单元G：PVC浆料汽提PVC浆料的汽提是在汽提塔内进行,PVC浆料连续用汽提供料泵从出料槽经热交换器送往汽提塔塔顶。浆料在塔内与塔底进入的蒸汽逆向流动加热，塔顶vcm和蒸汽送往冷凝器，冷凝器采用30℃循环水进行冷凝后vcm去气柜，冷凝液会同回收压缩机轴封水、冷凝水、聚合釜冲洗水均集中在废水储槽中，然后送往废水汽提系统。汽提后的废山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码7/58实施日期:2006年月日水含VCM不大于2PPM，不凝的VCM气体送往VCM气柜。经过汽提的PVC浆料送往浆料混料槽。汽提废水去污水处理。5.2干燥、包装工序生产工艺流程经汽提后的PVC浆料由泵打到干燥厂房边的浆料罐内，再经离心机脱水，脱水后的PVC树脂含水在25%，经螺旋输送机送进气流干燥管与热风混合进入旋风干燥器进行干燥，干燥后的PVC粉料经旋风分离器组与气流分离，成品PVC经筛选后用仓料泵送至混料仓。6主要原材料规格原材料主要技术规格表表3-1序号名称规格备注1氯乙烯C2H3Cl≥99.9%C2H2≤0.001%高沸物≤0.001%H2O≤250PPmHCl≤2PPmFe≤1PPm2无离子水混浊度0氯离子≤10PPm硬度1PPm导电度10µs/cm含氧12mg/lPH6.7-7.87操作方法7.1聚合釜入料聚合釜入料可分为以下几个独立操作：聚合釜的设定聚合釜抽真空聚合釜的单体置换聚合釜的涂壁缓冲剂的入料水和单体的入料分散剂的入料引发剂的入料反应监视以上每个操作步骤都有它独立的编入程序，在任何情况下每个操作都是有DCS系统去执行。并且每个操作所要求的步骤的设定也包括在程序中。山东海化氯碱树脂有限公司管理体系作业文件编号LS/QG—1215R0树脂车间聚氯乙烯工艺操作规程页码8/58实施日期:2006年月日7.2聚合设定聚合釜的设定—现场在聚合釜入料之前必须首先进行现场设定，ＤＣＳ系统的入料程序被激活之前必须检查和完成下列项目：7.2.1聚合釜的搅拌电机电源完好