烧碱及电石法聚氯乙烯生产的工艺改进研究

烧碱及电石法聚氯乙烯生产的工艺改进研究

赵淑芳 邢明良

山东泰汶盐化工有限责任公司， 山东 泰安 271024

摘要：作为热塑型树脂的一种,聚氯乙烯在实际的生产过程中应用场景相当广泛,并且通过工艺改良以及加工之后,能够使聚氯乙烯制成与食品级相关的包装材料,或是泡沫素材等。随着聚氯乙烯生产工艺变得愈发复杂,而对于它的产品质量要求也逐渐升高.在这样的背景下,如何安全生产是制约企业快速发展的重要影响因素。

关键词：烧碱；电石法聚氯乙烯；生产；工艺

导言：

在人们的日常生活中，所使用到食品包装材料，抑或是泡沫塑料制品的场景正在逐步增多，而聚氯乙烯作为最常见的热塑性树脂材料之一，广泛的运用在这些领域的原材料制作当中。但随着各行业对于聚氯乙烯的需求不断的上升，这也导致化工企业对于聚氯乙烯到生产工艺提出更加严格的要求，同时工艺的好坏也影响着企业的长期发展目标。就当前搞生产环境来看，不仅要保证其生产时足够的安全，同时也要尽可能的提升产品产率，这无疑对行业来说是一场巨大的挑战。

1 烧碱工艺的改进方法

1.1 固碱烧碱

在当前大多数制造聚氯乙烯工艺当中，所采用的是通过燃烧煤炭的方法。但是面对较大的任务量时，也会使煤炭燃烧量增多。这种通过燃烧达到固碱的方法，只能满足少量的生产需求，没办法应对当前社会对于聚氯乙烯的需求量。与此同时，燃烧大量的煤炭也会增加企业的生产成本，并且会对周边环境造成污染。煤炭燃烧需要炉内维持较高的温度，并且要考虑到部分燃料出现燃烧不充分的情况，这使得产生的沉积物也会阻止燃料进一步利用。在传统制作工艺中，受限于固碱工艺在整个工业中的比重，这也使得对此环节的改进十分有必要。并且也要做好对燃烧炉的定期清洗，尽可能的减少沉积物累积，而采用水直接冲洗的方式，也会让所排放的污染物也会直接堵塞管道。因此，在工艺中需要增加水回收循环系统，尽可能的提升工艺中固碱效率，让工艺的资源浪费现象得到减缓。

1.2 液氯包装

目前最为常见的工艺改良方法：第一种是通过将液氮进行加热加压后，将其注入制包装中，并以人工的方式完成逐一包装，但是这种方式会导致气体有所浪费；另一种方式则是将氯气液化泵使用制氯气注入工艺中，这个流程相对方便。当将液氮包装过程相互结合后，依旧没办法解决气体浪费的现象。因此采用自动化液化泵的方式完成整个生产线的包装任务，以此来改进工艺的效率，并保证生产安全。

1.3 一次盐水

循环电解的过程中，演说中产生金属离子沉降，使用一次盐水来进行固碱的过程中，离合状态的金属分子会对膜造成损伤，并且不可逆转。使用一次盐水技术中，改进可以从原盐纯度提升的角度进行。原盐纯澈，在生物膜技术应用中，能够降低电离后杂质对生物膜带来的腐蚀，电流通过后的电离纯净度也能够达到标准。工艺改进还应该考虑具体的生产加工任务量，根据生产量进行调整，优化原料使用效率同时更应该体现出对于生产工作的深度改进。随着生产任务进行，可能会出现突发情况，除去生产工艺改进之外，还需要进行更深入的控制技术改进，采用先进的电子控制方法，进行温度、生产比例以及时间上的监测，得到更精准数据。

2 电石法聚氯乙烯生产工艺的改进

各领域对于聚氯乙烯材料的需求量不断上涨，致使对聚氯乙烯材料的生产加工进行工艺改进迫在眉睫。如何在安全生产的前提下既能提高这种材料的质量，又能提供生产效率，是摆在当前的现实问题。

2.1 改进乙炔的生产工序

改进乙炔的生产工序主要是让乙炔的生产效率得到有效提升，主要就是建立PFC-PID串缓控制系统，从而来对乙炔反应器中的化学反应问题进行有效控制。通过对主控制变量和副控制变量的改变，把乙炔发生器的反应温度设置成副被控制变量，在系统压力稳定性得到有效保证的基础上，让反应温度得到有效提高。采用PID来控制整个系统的内循环，而外循环则利用预测函数模型来进行控制，这样就能让乙炔的生产效率得到有效提升。取消气柜也是建立串缓控制系统的优势，这样就能有效避免气柜存在的安全问题以及建设成本^[3]。改进期间可设置外循环系统，根据生产任务进行原料添加定量设置，确保温度能够在规定的安全范围内。同时增大冷凝装置的弹性，仅针对生产工艺进行小范围的改制，超冷凝技术引用其中，仅投入少量改造资金便能够提升两倍以上的冷凝效率。

2.2 改进氯化氢合成工序

对氯化氢合成工序进行改进主要的目的是为了能让产物的纯度、产率提升，生产成本降低以及系统的安全性提高。这种改良主要是针对氢气以及氯气的配比问题，通过使用单向封闭循环系统的使用，进行流量的有效变量控制，对传统的进口气流方式进行优化，氯气作为主流量，氢气作为副流量，补偿和控制气流的压力、温度，从而来避免气流密度变化。通过这样的方式会改变整个工艺条件，这使得在进入合成炉中的氯气以及氢气的各组分会因此而产生变化，严重的会导致各种波动。所以必须设置出单闭环的比值控制系统，以补偿压力以及温度。

2.3 改进氯乙烯的转化和精馏工序

为了进一步提升律师单体的产量以及纯度，因此对氯乙烯的转化工序与和精馏工序都应做出一定的改良。其主要方式是通过多种转化器之间的温度优化，将转化器的夹套水流量改变来实现最终的目的。和氯气氢气相同的控制系统操作相同，以氯化氢气体作为主要流量，而乙炔则通过单项闭路循环的比值控制方式作为副流，以此设计出具有变量控制的生产工序，并在各环节中添加监测点，依次得到最好的配比流量。同时在各个主流以及物流环节中，通过添加引流温压补偿的方式，确保反映过程中能够更好地控制反应精度，最终实现工艺生产自动化。

2.4 等温水入料

聚合周期是反应聚合生产技术的重要指标，是由聚合的辅助时间和聚合的反应时间构成。聚合周期可以分成涂布和冲洗、VCM和软水进料、加入引发剂和分散剂、冷搅升温、聚合反应和回收出料。采用等温水入料技术能够让聚合辅助时间得到有效降低。70m³聚合釜采用等温水加料技术，也就是同时加入水和VC单体，水作为连续相从釜底加入，VC单体则作为分散相从釜顶加入。从分散机理来看，这种加料方式比较合理，不仅能够让升温的过程取消，避免单体浸润釜壁，让防粘釜的效果得到提升；同时也可以让VC单体在加料时可以均匀的分散在水中，让加料时间缩短，从而让聚合釜的生产强度提升。

2.5 改进汽提和干燥生产工艺

聚氯乙烯树脂当中的杂质到生成会受到气体以及干燥设备的影响，这使得在工业生产中为了更好的提升聚氯乙烯的产品质量。因此也需要对砌体工序以及干燥工序进行改良，加强此方面的设备检修。通过样板塔替换原有筛板塔，将流化床干燥方式替换原有的旋风干燥，都可以使聚氯乙烯的产品质量得到提升，并且也可让加热蒸汽得到更好的利用，尽可能的降低企业的生产成本。

3 结论

现如今，在随着各行业对于聚氯乙烯的需求不断的上升，这也导致化工企业对于聚氯乙烯到生产工艺提出更加严格的要求，同时工艺的好坏也影响着企业的长期发展目标。当前对工艺生产不仅要足够的安全同时，也要尽可能的提高产能效率。因此，对聚氯乙烯生产工艺来说，这无疑对行业工艺改良的一场巨大的挑战。此环节会涉及诸多环节共同配合，并且各个环节都会直接影响到聚氯乙烯的产品质量，在聚氯乙烯的生成过程中会有诸多化学变化，只能尽可能地提升生产工艺，并在安全生产的前提下，才能保证产品的生产质量。

参考文献：

[1]张静,李海燕.烧碱及电石法聚氯乙烯生产的工艺改进[J].化工设计通讯,2019,45(09):110+138.

[2]何朝瑞.烧碱与电石法聚氯乙烯生产的工艺改进探究[J].化工管理,2016(12):151.

[3]姜新.烧碱及电石法聚氯乙烯生产的工艺改进[J].化工管理,2015(18):160.

[4]姜禹.烧碱及电石法聚氯乙烯生产的工艺改进[J].化工管理,2014(33):175.

[5]张新力,宋晓玲,刘中海,操斌.烧碱及电石法聚氯乙烯生产的工艺改进[J].中国氯碱,2015(10):22-24.