现代化工HSE装置操作技术
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模块二 装置工艺流程及考点介绍

项目一 聚氯乙烯树脂生产工艺与事故应急处置

一、聚氯乙烯树脂生产工艺

主要化学反应:

聚氯乙烯树脂(PVC)主要有四种方法生产:悬浮聚合法、本体聚合法、乳液聚合法和微悬浮聚合法,其中悬浮法聚氯乙烯占聚氯乙烯总产量的80%左右。

氯乙烯悬浮法聚合是将液态氯乙烯单体(VCM)在搅拌作用下分散成液滴悬浮于水介质中的聚合过程。溶于单体中的引发剂,在聚合温度(45~65℃)下分解成自由基,引发氯乙烯单体聚合。水中溶有分散剂,以防聚合达到一定转化率后PVC-VCM溶胀粒子的黏并。

氯乙烯悬浮聚合过程大致如下:先将去离子水经泵加入聚合釜内,分散剂以稀溶液状态从计量槽加入釜内,其他助剂从人孔投料。关闭人孔盖充氮气试压,确认不泄漏后,抽真空去除釜内的氧气。氯乙烯单体由氯乙烯工段送来,经单体计量槽加入聚合釜。引发剂自釜顶加料罐加入聚合釜。加料完成后,先开动聚合釜搅拌进行冷搅,然后往聚合釜夹套通入热水将釜内物料升温至规定的反应温度。当氯乙烯开始聚合反应并释放出热量后,往釜夹套内通入冷却水,并借循环水泵维持冷却水在大流量低温差下操作,将聚合反应热及时移走,确保聚合反应温度的恒定,聚合釜的温控采用自动化控制。其生产工艺流程如图2-1所示。

图2-1 聚氯乙烯树脂生产工艺流程方框图

当釜内单体转化率达到85%以上时,釜内压力开始下降,根据聚氯乙烯生产型号对应不同的出料压力进行出料操作,釜内悬浮液借釜内余压压入出料槽,并往槽内通入蒸汽升温,脱除未聚合的氯乙烯单体,氯乙烯气体借槽内压力送氯乙烯气柜回收。经脱气后的浆料自出料槽底部排出,经树脂过滤器及浆料泵送入气体塔顶部,浆料与塔底进入的蒸汽逆流接触进行传热传质过程,PVC树脂及水相中残留单体被上升的水蒸气气体带逸,气相中的水分于塔顶冷凝器冷凝回流入塔内,不冷凝的氯乙烯气体借水环泵抽出排至气柜回收。经气体后的浆料自塔底由浆料泵抽出送入混料槽,待离心干燥处理。

考点包括:①氯乙烯泄漏中毒;②氯乙烯爆聚;③中毒灼伤;④突然断电;⑤氯乙烯泄漏着火;⑥进料泵泄漏中毒。