聚合工艺培训课件.ppt

,s,聚合工序工艺理论培训,s,主要内容,一、聚合工序工艺流程简介,二、PID工艺流程图简介,三、聚合釜工序DCS操作控制画面简介,四、聚合工序聚合单元应急处置简介,第一部分聚合工艺流程简介,我分厂聚合工序采用悬浮70m3聚合的生产工艺，分为四个操作单元：850-供料及回收，851-聚合，852-离心干燥，853-气力输送包装。氯乙烯工序精制氯乙烯单体及配置好的助剂通过加料泵，采用密闭入料方式加入聚合釜，在引发剂、分散剂等助剂作用下，4862聚合成聚氯乙烯浆料，聚氯乙烯浆料经汽提除去残留氯乙烯单体，再经离心机分离离心母液、旋风干燥、气力输送、至包装料仓，包装料仓的PVC粉料经包装机包装、码垛机码垛、叉车下线入库。,1、聚合工艺流程概述,第一部分聚合工艺流程简介,2、聚合工艺流程简图,反应监控,终止出料,釜、槽回收,汽提,加水和单体,混合调整,加主分散剂,加辅助分散剂,混合调整,加引发剂,离心干燥,PVC粉料输送,包装入库,第一部分聚合工艺流程简介,3、产品性质及用途,悬浮法聚氯乙烯树脂(简称S-PVC)分子式CH2-CHClnn=500-150O(n为平均聚合度),（1）、产品名称,（2）、产品性质,外观：白色粉末相对分子质量（分子量）：3687093750相对密度（比重）：1.351.46,第一部分聚合工艺流程简介,颗粒直径：60150m折射率：1.544比热容：0.8371.465J/(g)(0-100)导热系数：0.586KJ/(hm)软化点：7585毒性:PVC本身为无毒无臭，但残留的VCM则为有毒物质。,第一部分聚合工艺流程简介,电磁性：PVC具有较好的介电性能，但由于其相邻高分子间有较强的偶极键，故其介电常数及介电损失比非极性及弱极性聚合物高，因此可用作低压1000V、中压610kV电缆及电缆护套等较为适宜。PVC的电性能在玻璃化温度下比较稳定，超过玻璃化温度就有明显变化。,第一部分聚合工艺流程简介,热性能：聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC)）没有明显的熔点，在7585时开始软化，加热至130以上变成皮革状，同时分解变色，180时开始流动，约在200以上完全分解，在加压力下，140左右即开始流动。,第一部分聚合工艺流程简介,热老化性能：PVC高聚物在热、紫光及空气中氧气的作用下，会发生降解，释放出HCl，放出的HCl对降解又起催化作用，逐渐形成聚烯烃共扼双键及高分子交联结构，使高聚物颜色发生如下变化:白-微红-粉红-浅黄-褐色-红棕-红黑-黑色(完全烧焦)超过200降解的最终产物可以发现有芳香族化合物，如苯但不会得到氯乙烯单体，此：种降解交联使制品机械性能、电性能及化学稳定性能恶化。,第一部分聚合工艺流程简介,化学性质：聚氯乙烯的化学稳定性较高，除少数有机溶剂外，常温下可耐任何浓度的盐酸，90%以下的硫酸，50%60%的硝酸及20%以下烧碱溶液，对于盐类相当稳定，使用中应注意温度及介质浓度。,第一部分聚合工艺流程简介,（3）、产品用途,第一部分聚合工艺流程简介,4、产品质量指标,SG3的粘数135127,SG5的粘数118107,第一部分聚合工艺流程简介,SG8的粘数8675,4、产品质量指标,1）、分散剂：聚乙烯醇（PVA）不同牌号PVA分散剂质量指标,2）、引发剂（1）过氧化新癸酸异丙苯酯（CNP）质量指标,5、原材料质量标准,第一部分聚合工艺流程简介,3）、防粘釜剂“意大利黄”质量指标,(2)过氧化新癸酸叔丁酯（BNP）质量指标,第一部分聚合工艺流程简介,5）、紧急事故终止剂高效链终止剂（GA）质量指标,4）、耐热终止剂质量指标,第一部分聚合工艺流程简介,7）、消泡剂质量指标,6）、PH调节剂（工业用碳酸氢铵GB6275-1986）质量指标,第一部分聚合工艺流程简介,8）、阻聚剂质量指标（对壬基苯酚、a-甲基苯乙烯）,第一部分聚合工艺流程简介,第一部分聚合工艺流程简介,6、氯乙烯悬浮聚合反应机理（一）化学反应式nCH2CHClCH2CHCln96.3108.9KJ/mol（式中n为聚合度）（二）氯乙烯聚合的化学反应PVC根据以下的链反应，以自由基聚合的型式形成：R十CH2CHC1RCH2一CHCL十CH2=CHCLCH2CHC1RCH2CHCLCH2一CHCL式中：R为自由基。反应热Hp1600千焦耳公斤。自由基形成：I2R链引发：R十MM链增长：Mx十MMx十1链终止：Mx十MYP（X+y）P为聚合物,第一部分聚合工艺流程简介,7、氯乙烯悬浮聚合成粒过程,第一部分聚合工艺流程简介,8、聚合汽提工艺流程,当各系统具备入料条件后，将缓冲剂系统启动提前由水管路加入聚合釜，缓冲剂加料完毕后。由PU6B/7B分别从贮存在TK5B/6B的冷热无离子水抽出，由TVWA031/032调节好入釜水温，经FEWA02/01两计量计双重计量后入釜。当聚合釜底阀打开后，先通入聚合釜轴封水，然后启动聚合釜搅拌。,第一部分聚合工艺流程简介,8、聚合汽提工艺流程,搅拌运行正常后由PU3B/4B分别从TK-8B/3B中将回收、新鲜氯乙烯单体抽出，经FE-VC02/01质量流量计计量后加入聚合釜。当纯水和氯乙烯单体加完后，提前配制好的分散剂、引发剂等助剂，分别由加料泵抽出，按配方单规定计量后入釜。进料结束后即进入反应聚合反应阶段。待反应压降达0.050.1MPa，启动PU-9C/10C任意一台终止剂加料泵往聚合釜中加入配方量的终止剂终止反应。,第一部分聚合工艺流程简介,8、聚合汽提工艺流程,出料时打开VSPPX15和VSPPX26，浆料由PUXE经VSP-BD0X及FV-BD01输送至浆料槽TK1Ga/b中，未反应的单体以气态形式进入压缩冷凝系统进行压缩冷凝回收，回收后的单体贮存在TK3B中，参加下一釜的反应。出至TK1Ga/b中的浆料，经PU7G/8G打入TK2G中。TK2G的浆料经PU9G/10G输送至汽提塔进行汽提处理，经汽提塔处理的浆料经PU3G/4G送至干燥浆料槽TK-3H。,第一部分聚合工艺流程简介,9、离心干燥工艺流程,来自聚合单元汽提塔（CL-1G）处理后的PVC浆料（残留VCM含量在3050ppm之间）进入离心机供料槽（TK-3H）后，经浆料过滤器（FIL-3H/4H）过滤后，由浆料泵（PU-11H/12H）输送至离心机（CE-1HA/B）。通过自动调节阀（FV-H701A/B）将浆料均匀加入连续沉降式离心机，脱去大部分水份后，得到含水量25的PVC滤饼，再经螺旋输送器（M-1HA/B），送入风管（1200-E2RF1-C275-H1）喉部。,第一部分聚合工艺流程简介,9、离心干燥工艺流程,离心母液水进入母液水缓冲罐（TK6H），溢流至母液水澄清池（TK-4H），由母液输出泵（PU13H/14H），经过滤器（FIL1H）过滤，与聚合单元纯水换热后，一部分经（FIL5H/6H）过滤后输送至生化处理系统，一部分经换热器（HE-2B）换热后输送至乙炔发生工序。,第一部分聚合工艺流程简介,9、离心干燥工艺流程,空气经过滤器（FIL-1HA/B）、鼓风机（BL-2HA/B）升压后，送入空气加热器（HE-1HA/B）热到140165，自风管（1200-E2RF1-C275-H1）底部进入，在喉部与PVC湿物料混合，并以较高速度由下部沿切线方向进入旋风干燥器（CF-1HA/B）一室，经27室，气流进入第一旋风分离器（CY-1HA/B）,分离下来的物料，,第一部分聚合工艺流程简介,9、离心干燥工艺流程,经下料旋转阀RV-103A/B进入一级振动筛（SC-1HA/B、SC-2HA/B）和二级振动筛（SC-3HA/B）至下料缓冲斗（TK-8HA/B）。含大量水份的热风(5060)经第二旋风分离器（CY-2HA/B）分离出少量的细物料后，由抽风机（BL-3HA/B）排入大气。空气加热器（EH-1Ha/b）的蒸汽冷凝水回收到冷凝水罐（TK-1K），由冷凝水泵（PU-1K）输送至公用工程系统再利用。,第一部分聚合工艺流程简介,9、离心干燥工艺流程,来自粉料输送风机（C-101A/B/C）的空气经冷凝（E-10A/B）、过滤（M-102A/B）、在线喷射器（MP-101A/B）喷射后，将下料旋转阀（RV-101A/B）加入的PVC粉料，经换向阀（DV-101A/B）输送至料仓（TK-11/21）中。输送PVC粉料的空气经料仓（TK-11/21）顶的袋滤器(F-101A/B)气固分离后排入大气。,第一部分聚合工艺流程简介,9、离心干燥工艺流程,RV-101A/B、MQ-101A/B的含尘气经旋风分离器（CY-103A/B）分离后，PVC粉料经下料旋转阀（RV-102A/B）至缓冲斗（TK-8HA/B）中，气体则由抽吸风机（C-102A/B）排入大气。,第一部分聚合工艺流程简介,10、包装工艺流程,来自包装料仓(TK-11/21)的PVC成品依靠重力作用进入包装机计量斗，物料计量后经电子称分料器进入全自动包装码垛系统的称重、包装单元。成品以每袋25包装，通过立袋输送机进入夹口整形、缝口、热封工序后，再经倒带机、金属检测器、电子复检称检测，剔除含金属杂质及重量不合格料袋，在过渡输送机上，由喷墨打印机打印批号标注，输送至码垛单元。,第一部分聚合工艺流程简介,10、包装工艺流程,斜坡输送机将料袋提升到码垛高度，经压平整形，按预编组方式输送至编组机。在推袋压袋机、分层机和升降机的协调工作下，一层料袋被码放到托盘仓托盘输送机自动供应的托盘上，直至码完一垛八层为止。满垛由垛盘输送机输出，由叉车下线入库。,第一部分聚合工艺流程简介,10、聚合工序重要工艺控制指标,（一）聚合单元1、聚合投料时热水槽温度:SG5型料852；SG3型料752;2、聚合反应温度波动反应温度570.2；3、聚合釜最大允许操作压力：1.2MPa；4、单体泵出口压力：1.8MPa5、SG1-SG5压力下降0.1-0.15MPa，SG6SG8压力下降0.2MPa反应结束；6、单体杂质含量超标时反应温度调整标准含C2H20.005%（50ppm）降低反应温度0.5C2H20.01%（100ppm）降低反应温度1C2H20.02%（200ppm）降低反应温度2C2H20.03%（300ppm）降低反应温度37、反应结束时加终止剂搅拌26分钟后出料。,第一部分聚合工艺流程简介,10、聚合工序重要工艺控制指标,（二）汽提和供料回收单元1、中压蒸汽压力：（中压）0.0.81.3MPa；（低压）0.40.6MPa；2、进塔浆料流量：1880m3/h；3、汽提塔顶温度：100105；4、汽提塔底温度：100110；5、汽提塔顶真空度:-5-28KPa；6、水环压缩机运行电流：280350A；7、水环真空泵运行电流：120200A；8、机封水泵压力：0.60.8MPa；9、回收系统压力：0.30.45MPa；10、冷凝器CN-1F温度：1525；11、尾冷凝器CN-2F温度:1025；,第一部分聚合工艺流程简介,10、聚合工序重要工艺控制指标,（三）干燥单元1、干燥塔风机电流：380500A；2、鼓风机电流：180300A；3、干燥床进风温度：100175,低负荷时可作适当调整；4、干燥塔塔顶温度：4570；5、干燥床进口风压：510KPa；6、气流塔进口风压：510KPa；7、气流塔进风温度：100170(低流量时可降低)；8、干燥床温度：4060；10、离心机主机电流：240A；,第二部分PID工艺流程图简介,1、管线代号说明,第二部分PID工艺流程图简介,2、管线代号说明,第二部分PID工艺流程图简介,物料代号说明,s,第二部分PID工艺流程图简介,4、管道等级代号的表示方法管道等级代号由四个单元组成，举例说明如下：B2RF1表示管道元件的变化表示管道的主要的一种密封面形式或连接尺寸表示管道压力等级表示管道主要材质,s,(1)第一单元用英文字母表示管子材质B-碳钢,镀锌碳钢C低温钢D合金钢G全塑管（聚氯乙烯管，氯化聚氯乙烯管,玻璃钢/硬聚氯乙烯管，等）H-碳钢衬聚乙烯E-不锈钢T-钛管(2)第二单元用数字表示管子压力等级0-0.6MPa,1-1.0MPa,2-1.6MPa,3-2.5MPa,4-4.0MPa(3)第三单表示管道的主要的一种密封面形式或连接尺寸RF突面法兰连接，TJ螺纹连接，MF凹凸面法兰连接FF全平面法兰连接,(4)第四单元用数字表示管道元件的变化系列号:1,2,3,如果管道元件发生变化，该流水号也相应变化。,s,5、绝热符号H:保温C:保冷P:防烫ST:伴热W:防冻1）、绝热等级代号由两个单元组成：H2序号热等级代号,s,2）、绝热等级热保温,s,3）、绝热等级防烫,s,4）、绝热等级防冻W保冷,s,第三部分聚合DCS操作控制画面简介,聚合工序DCS操作主要有四个单元：供料回收单元、聚合单元、汽提单元、干燥单元。供料回收单元、聚合单元为程序自动控制，聚合单元聚合釜操作分为涂釜、主入料（水、单体）入料、助剂入料（分散剂、引发剂）、聚合反应、出料、回收操作，完成上述聚合釜各操作的总时间为单釜生产周期。,s,s,s,s,s,s,s,s,s,涂釜,s,助剂,s,反应,s,s,出料,s,s,s,s,s,s,s,s,s,第四部分聚合单元应急处置简介,一聚合釜在涂釜时突发停电应急处置,DCS盘面操作,1.立即停止该釜涂釜程序操作在该釜操作界面上将涂釜操作块由ON置为OFF,2.关闭釜底机封水切断阀VSPPX19,3.关闭釜顶切断阀VSPPX03、VSPPX21,巡检操作,1.立即到现场关闭釜底搅拌机封水管线上手阀,2.关闭蒸汽喷淋管线上手阀,3.关闭该釜涂输送管线上手阀,s,二聚合釜入水和单体时突发停电应急处置,DCS盘面操作,1.立即停止入料程序在该釜操作界面上将釜主物料操作块由ON置为OFF,2.关闭VSPPX19（釜底机封水切断阀）,5.关闭VSPPX22（釜底纯水入料管线上的切断阀）,4.关闭VSPPX23（釜顶单体入料管线上的切断阀）,3.关闭VSPB106（缓冲剂输送管线上的切断阀）,巡检操作,2.关闭釜顶单体入料管线上的手阀,1.关闭釜底机封水管线上的手阀,3.将程序控制的纯水泵、单体加料泵、缓冲剂加料泵由DCS控制投至本地控制,三聚合釜入分散剂时突发停电应急处置,DCS盘面操作,1.立即停止入料程序在该釜操作界面上将分散剂加入操作块由ON置为OFF,2.关闭VSPPX19（釜底机封水切断阀）,3.关闭VSPPX13（釜底助剂入料管线上的切断阀）,1.通知现场巡检工关闭釜底机封水手阀，防止单体反窜,2.将程序控制的分散剂加料泵由DCS控制投至本地控制,巡检操作,s,四聚合釜入引发剂时突发停电应急处置,DCS盘面操作,1.立即停止入料程序,2.关闭VSPPX19（釜底机封水切断阀）,3.关闭VSPPX13（釜底助剂入料管线上的切断阀）,巡检操作,1.检查并关闭紧急终止剂罐手动放空阀,2.打开高压N2钢瓶顶部手阀。（两个N2钢瓶，先打开一个，如果压力不够再打开另一个）,3.调整N2钢瓶上的二次压力调节阀，要求压力2.0-2.5MPa,4.打开终止剂总管到聚合釜的手阀,5.监视N2钢瓶上的压力表，当钢瓶压力突然下降时，证明此时槽内终止剂已加完,6.关闭终止剂总管到聚合釜的手阀,7.关闭氮气钢瓶顶部手阀，更换新的氮气钢瓶,4.紧急终止剂加完后密切观察聚合釜压力变化,5.如果聚合釜压力继续上升达0.95MPa，打开下列阀门：VSP-PX07(聚合釜回收总阀)、VSP-PX09(回收切断阀)、VSP-R108(釜到捕集器的入口切断阀)、设置FV-R101开度2向捕集器SE-1F部分排气，当釜压停止上升时，关闭上述打开的阀门,6.回收釜压仍上涨至1.0MPa，打开VSP-PX07，控制FV-PX02阀开速度（每次增加5%阀位）排空泄压，压降关闭。,s,五反应聚合釜搅拌突停应急处置,DCS盘面操作,巡检操作,1.迅速判断反应剧烈釜（反应60180min），调整循环水调节阀开度至100%，釜顶、底注水流量1500kg/h、800kg/h,2.打开VSPC108，启动PU-9C/10C，打开VSPPX08添加终止剂。反应0180min=180200kg反应180240min=150160kg反应240min以上=7080kg,3.釜温、釜压仍持续上涨达0.95MPa，通知巡检工,向聚合釜添加紧急终止剂,至相应釜添加紧急终止剂,4.加毕釜压上涨至1.0MPa，打开VSP-PX07，控制FV-PX02阀开速度（每次增加5%阀位）排空泄压，压降关闭。,s,六所有设备失电反应聚合釜应急处置,DCS盘面操作,1.关闭VSPPX19（釜底机封水切断阀），判断反应剧烈釜，通知巡检工至现场添加紧急终止剂。,2.加毕釜压上涨至0.95MPa，打开VSP-PX07、VSP-PX09、VSP-R108回收降压，控制FV-R101开度2向捕集器SE-1F部分排气，当釜压停止上升时，关闭上述打开的阀门,3.加毕釜压上涨至1.0MPa，打开VSP-PX07，控制FV-PX02阀开速度（每次增加5%阀位）排空泄压，压降关闭。,巡检操作,至相应釜添加紧急终止剂,s,七DCS控制系统故障反应聚合釜应急处置,DCS盘面工的操作,1.迅速转至紧急事故盘操作，事故按钮旋至事故状态。迅速判断反应剧烈釜，打开VSPC108电动阀，启动PU-9C/10C，打开VSPSS01、VSPPX08向剧烈釜加终止剂。反应0180min=min反应180240min=min反应240min以上=min,2.釜温、釜压持续上涨达0.95MPa，通知巡检工至现场添加紧急终止剂。,3.釜压仍持续上涨趋势且达1.0MPa，立即通知现场及周边相关人员迅速向上风向撤离。打开VSP-PX07、FV-PX02，控制FV-PX02阀开速度（每次增加5%阀位）排空泄压，釜压降关闭,巡检操作,至相应釜添加紧急终止剂,至现场监控终止剂加料泵运行及加入瞬时流量,s,八反应聚合釜高温高压应急处置,DCS