悬浮法聚氯乙烯汽提干燥工艺简介

8 悬浮法聚氯乙烯汽提干燥工艺简介 聚合干燥分厂潘维伟 8 2 汽提工艺概况 浆料从供料槽送到汽提塔 进入到螺旋式热交换器中 并在热交换器中被汽提塔底部来的热浆料预热 经过汽提后 从塔底部打出 再通过同一换热器冷却后到浆料混料槽 带有饱和蒸汽的VCM蒸汽 从汽提塔的塔顶逸出 进入到塔顶冷凝器中 大部分蒸汽在这里冷凝 部分冷凝后的蒸汽与液相的物料从这个冷凝器中流出 流入到汽提塔冷凝液收集器 在收集器中液相与气相物料分离 被水饱和的VCM从冷凝器液收集器的顶部逸出 排向气柜 冷凝水去废水处理 8 汽提工艺流程图 8 汽提机理 PVC浆料中的VCM一部分存在于水中 另一部分存在于PVC中 汽提最终是脱除PVC中的VCM 因此 必须给予一定的能量 其能量来源于蒸汽的热焓 PVC浆料存在固相VCM向水相扩散 水相中的VCM向气相扩散 其中VCM在固相 水相 气相中的平衡浓度一般认为是1000 100 1 因此 对于残留VCM的汽提脱析的总过程而言 沸腾与扩散脱析条件的不同而分成主次关系 在残留VCM的浓度较高 脱析温度较高和压力较低的情况下 脱析以沸腾为主 扩散为次 反之 以扩散为主 沸腾为次 8 汽提控制 在汽提脱析PVC浆料运行中 影响脱吸的主要因素有塔底和塔顶温度 塔底液位 塔顶压力 塔压差 蒸汽量各浆料停留时间 如何控制工艺参数对汽提塔整个工况平衡及产品质量有很大影响 3 1温度对汽提的影响 温度是影响汽提的一个重要因素 脱析温度对脱析效率及树脂中VCM最终残留量影响非常大 温度越高 树脂中VCM最终残留量越低 同时当温度超过95 时 脱析速度发生突变 VCM残留量大大减小 但温度过高 会使PVC发生分解 从而影响产品质量 所以进塔前的浆料温度对塔温的控制很关键 一般浆料温度在45 60 经过螺旋板换热后 其温度在85 95 此时的温度已经超过了数值的玻璃化温度 Te 75 85 及热降解析出HCl的热敏性特点 处于玻璃化温度以上有利于PVC颗粒孔隙VCM的脱析 若进塔浆料温度太低 会导致塔内的蒸汽来不及到达塔顶部就已完全被液化 大幅度地降低塔顶温度 加大塔的负荷 相对受热时间短使VCM脱析不合格 此时塔内浆料处于不等速状态 造成操作不稳定 因此塔顶温度通常在102 108 塔底温度控制在110 118 3 2塔顶压力 汽提塔塔顶压力控制 决定汽提塔的排气量 塔顶压力在工艺中影响塔顶温度及物料在塔板上的分布 一般在操作上控制在0 04 0 06MPa为宜 塔顶压力控制由汽提塔排气管线上压力测定点PT S103根据塔顶压力测量值的大小 调节PV S103调节阀开度 以保证达到工艺要求的塔顶压力设定值 3 3塔压差 汽提塔压差是通过一个塔底部压力测定点与一个塔顶部压力测定点V S107经过压差变送器显示出塔内压差值 即 P P底 P顶 操作中通过观察塔内压差值的变化 可以确定汽提塔操作的稳定性及浆料在每层塔板上物沫层的情况 以保证浆料在每层塔板上都能获得充分的传质 传热 因此 操作中汽提塔压差的控制十分重要 汽提塔压差值的大小与塔盘开孔率及汽提塔制作精度有关 操作上一般控制10 30KPa为宜 3 4蒸汽流量 除了要求浆料温度外 预热后浆料与塔顶温度的温差 则由外来的蒸汽来提供热能 并作为VCM脱析的动力和载体 蒸汽的工艺条件通常为0 20T h 压力为0 5 0 8MPa的饱和蒸汽 禁止使用过热蒸汽 因为过热蒸汽在塔内停留时间较长时会导致PVC粒子受到高温易降解 3 5树脂性能对气提操作的影响 PVC浆料中固体PVC中的VCM无论通过解析或扩散 首先都要通过PVC颗粒中的孔隙穿过PVC皮膜层 向VCM浓度较低的水中扩散 所以树脂的颗粒形态特别是孔隙率的大小 对汽提效率影响颇大 颗粒愈稀松 愈易汽提 即在同样汽提操作的条件下 所得到的产品残留VCM含量愈低 8 4 0干燥的基本原理 固体物料在与一定温度和湿度的空气接触时将会排出水分或吸收水分而使含水量达到一定值 此值称为物料在此情况下的平衡水分或平衡湿度 当固体物料 含水量超过其平衡水分 与干燥介质 如加热的空气 接触时 由于湿物料表面水分的汽化逐渐形成物料内部与表面的湿度差 亦即内部的湿度大于表面的湿度 于是物料内部的水分借扩散作用向其表面移动 而在表面汽化 由于介质连续不断的将此汽化的水分带走 从而使固体物料达到干燥之目的 8 4 1干燥工艺概况 经汽提塔汽提的浆料由汽提塔出塔泵送至干燥浆料槽 浆料槽做为离心机供料槽暂时储存浆料 然后浆料经浆料过滤器过滤并经离心机供料泵一部分送至离心机 另一部分回流至浆料槽 经离心机分离水份后的的滤饼 经过中间料斗 由螺旋输送器 振动加料器及分散加料器加入气流管内 空气经过预散热器 空气过滤器 鼓风机 加热器加热后温度升85 140 将加入的湿PVC吹至气流管顶部后 直接进入旋风干燥床 旋风干燥床是由多层强制旋流挡板组成 夹带PVC的热风由底部沿切向进入旋风干燥床 经强制旋流板几乎以恒定的动量矩从床内通过 再由顶部排出至旋风分离器 旋风分离器将干燥的PVC与湿空气分离 湿空气由旋风分离器顶部排出 经抽风机抽出经洗涤塔洗涤后排往大气 干燥好的PVC经振动筛筛分后进入冷风送料系统送入包装料仓 4 2干燥工艺流程图 8 4 3干燥大型设备 4 3 1巴工业TRH084离心机特点TRH084离心机的主要部件 转筒组件 输送器轴 均采用高速离心铸造 经固熔化热处理 是双相不锈钢 机械强度可达2500G以上 动平衡 在2g以下 材质均匀 强度高 耐磨耐蚀性好 可确保长期安全高速稳定运转 机壳采用SUS316不锈钢的宽体机 转筒与机罩间的空间 不易堆积PVC360度出料 无需刮刀 更易出料 避免产生塑化片 高强度转筒 高刚性输送器 可长时间稳定运转 PVC专用高扭矩齿轮箱 约51转差速 最适合PVC处理 使物料有足够的脱水时间 差速太快 脱水时间变短 含水量偏高 与物料磨擦发热 会产生塑化片 螺旋输送器采用3头 3螺纹 可有效的减低齿轮箱的负载 延长齿轮箱的使用寿命 滤饼厚度薄 更易脱水 高精度长寿命轴承 滚柱轴承 采用日本NSK轴承 C3P5 6 离心机主轴承回油温度控制在75 以下 带温度控制的温度开关 密封件 采用日本NOK的VITON 氟胶 双重与三重密封 使用寿命特长 可有效地防止物料混入螺旋输送器轴承中 高离心力运转 2060转 分钟 2100G TRH084采用2100G离心力运转 可最大限度降低滤饼滤饼的含水量 高离心力也可尽可能的分离浆料中的PVC 提高回收率 研究发现 PVC从1000G提高到2000G时 含水量可降低2 3 以上 而从2000G提高到2600G时 含水量的变化非常小 故巴工业PVC用离心机采用2100G运转 8 4 3 2离心机外观 8 4 3 3离心机构造 巴工业离心机是为分离固体与液体而设计的 转筒 旋转筒 高速旋转产生高离心力使固体从液体中分离出来 设计选用的是PVC处理时的最佳离心力 2100G 可分离应有条件为液体与固体必须有比重差 并且固体必须比液体重 8 4 3 4离心机原理 原液通过入料管供给旋转筒 受高离心力而分离 分离为固体物和澄清液 固体物则沉降在旋转筒内壁由输送器送出 经固体物排出口排到固体物收集槽 澄清液则经可调整水位高低的排液挡板排到收集槽 离心力与回转半径与角速度还有与回转速度的2次方成正比 离心机的基本性能与离心力与原料在离心力场 转筒 中停留时间长短有关 因此 转速越高 容积越大 离心机的基本性能越高 8 4 4干燥控制 T 305浆料槽液位5 75 T 305浆料槽温度40 80 气流干燥管进口风温85 140 气流干燥管进口气流干燥管进口风压3 0 4 5KPa气流干燥管进口混料温度80 120 旋风床进口温度50 90 旋风床进口风压 0 4 0 7KPa旋风床床温40 90 旋风床出口温度40 90 旋风床出口风压 4 0 7 0KPa 8 4 4干燥控制 离心机主机电流150 400A离心机轴承注油流量流量线1 2以上CE 401A B离心机轴承注油温度20 40 离心机轴承进口油压0 05 0 15MPa离心机轴承回油温度 65 离心母液水含固量 200PPm