化工聚录乙烯生产技术(pvc课件任务四PVC树脂的干燥.ppt
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1、任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥能力目标能力目标 1.会识读气流会识读气流沸腾干燥沸腾干燥技术和旋风干燥技术的工艺技术和旋风干燥技术的工艺流程流程 2.会进行干燥系统相关设会进行干燥系统相关设备的操作、系统的开车准备备的操作、系统的开车准备操作、开车操作、停车操作操作、开车操作、停车操作和正常操作和正常操作 3.会对会对PVC树脂干燥系统树脂干燥系统的异常情况进行分析处理的异常情况进行分析处理学习目标学习目标知识目标知识目标 1.理解理解PVC树脂干燥树脂干燥的原理、干燥条件的选的原理、干燥条件的选择、干燥主要设备的结择、干燥主要设备的结构和工作原理构和工作原理 2.学会聚氯乙烯树脂主
2、学会聚氯乙烯树脂主要设备和系统的操作方要设备和系统的操作方法法任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥PVC树脂干燥的原理树脂干燥的原理一一PVC树脂干燥条件的选择树脂干燥条件的选择二二PVC树脂干燥主要设备的识别树脂干燥主要设备的识别三三PVC树脂干燥工艺流程的识读树脂干燥工艺流程的识读四四PVC树脂干燥系统的操作树脂干燥系统的操作五五任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合(一一)聚合过程的特点聚合过程的特点 1.1.聚合过程结束时,单体的聚合过程结束时,单体的转化率为转化率为85%90%2.出料时出料时料浆中含有料浆中含有2%3%的残留单体的残留单体(由于聚由于聚氯乙烯氯乙烯树脂树
3、脂的的溶解和吸附作用溶解和吸附作用)3.在在7075自压和真空回收自压和真空回收单体后,仍存在单体后,仍存在1%2%的残留的残留单体单体 4.必然造成必然造成环境污染环境污染和和单体损耗单体损耗一、一、PVCPVC料浆汽提的意义料浆汽提的意义任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合 (1)(1)离心机离心机运转中运转中逸入逸入操作区操作区空气中空气中,并,并溶于溶于离心离心母液母液中排放时中排放时继续污染继续污染。(2)(2)干燥操作干燥操作时随热风时随热风排入大气排入大气,并于,并于成品包成品包装装口口逸入逸入操作区操作区空气中空气中。(3)(3)成品成品树脂内树脂内残留残留的单体,会
4、在的单体,会在贮存和运输贮存和运输过程中发生过程中发生缓慢的扩散缓慢的扩散而污染环境。而污染环境。(二二)残留单体对环境的污染残留单体对环境的污染任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合 (4)(4)塑化塑化加工时加工时受热而大量受热而大量逸入逸入操作区操作区空气空气中。中。(5)(5)在成型在成型制品中制品中仍残留一定数量的氯乙烯,还仍残留一定数量的氯乙烯,还会在制品的会在制品的使用过程使用过程中发生中发生扩散扩散。例如,用作自来水。例如,用作自来水管或食品药物包装时,会发生单体管或食品药物包装时,会发生单体往水或食品的迁移往水或食品的迁移,最终进入人体内。最终进入人体内。(6)(6)
5、经经汽提后汽提后的残留单体,宜控制在的残留单体,宜控制在20mg/kg20mg/kg以下,以下,以使以使成品成品树脂残留单体树脂残留单体低于低于8mg/kg8mg/kg,基本可满足要求。,基本可满足要求。任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合1.料浆中残留单体的存在形式料浆中残留单体的存在形式 残留单体残留单体含量为含量为2%3%,主要有主要有两种存在形式两种存在形式,即即水相溶解的水相溶解的氯乙烯单体和氯乙烯单体和树脂相吸附的树脂相吸附的氯乙烯氯乙烯单体。单体。二二、PVCPVC料浆汽提的原理料浆汽提的原理2.汽提的原理汽提的原理 (1)(1)在在多孔的塔盘上多孔的塔盘上,浆料浆料自
6、上而自上而下流动,热蒸下流动,热蒸汽汽自下而自下而上流动上流动,二者直接,二者直接接触接触进行进行传热和传质;传热和传质;任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合 (2)PVC (2)PVC树脂树脂吸附的吸附的VCMVCM和水相中和水相中溶解的溶解的残留单体残留单体被加热气化被加热气化,随,随上升的水蒸气上升的水蒸气汽提汽提带逸出去带逸出去;(3)(3)随着料浆的不断往下流动,随着料浆的不断往下流动,温度逐渐升高温度逐渐升高且且使使水相中的水相中的VCMVCM随温度的升高而随温度的升高而降低降低,树脂,树脂内部内部VCMVCM的含量与的含量与水相中水相中VCMVCM的含量形成的含量形成浓
7、度差浓度差,在浓度差的,在浓度差的推动下,推动下,PVCPVC内部的内部的VCMVCM不断不断向水相进行扩散向水相进行扩散,并,并逐逐渐被气化渐被气化,随,随上升的蒸汽带动上升的蒸汽带动经多块塔盘上的经多块塔盘上的传热传热传质传质逐渐达到逐渐达到被脱除被脱除的目的。的目的。任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合 温度温度升高时升高时,料浆中的,料浆中的VCMVCM气化速度加快,气化速度加快,残留残留VCMVCM量量降低降低;当温度;当温度降低降低时,在相同的停留时,在相同的停留时间内,时间内,残留的残留的VCMVCM量量增大增大。三三、PVCPVC料浆汽提条件的选择料浆汽提条件的选择(
8、一一)汽提温度的选择汽提温度的选择(控制塔底温度控制塔底温度9595100100范围范围)温度太高温度太高时,时,PVCPVC树脂树脂易发生易发生分解分解,放出氯,放出氯化氢气体,使化氢气体,使PVCPVC变色变色,影响产品,影响产品白度和热稳定白度和热稳定性性。任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合(二二)汽提压力的选择汽提压力的选择(塔底压力呈现微真空,全塔压差塔底压力呈现微真空,全塔压差 在在0.030.04MPa)所有塔板上的所有塔板上的汽提汽提都是在都是在沸腾状态下沸腾状态下进行的,进行的,塔底压力塔底压力呈微真空呈微真空时,对应沸腾时,对应沸腾温度低于温度低于100100;
9、塔底压力塔底压力呈微正压呈微正压时,对应沸腾时,对应沸腾温度高于温度高于100100 如塔底压力在如塔底压力在(表压表压)0.0300.040MPaMPa时,时,相应的沸点约为相应的沸点约为108108110110,产品变色产品变色(白度白度)及及热稳定性热稳定性有一定的影响。有一定的影响。任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合 平均停留时间平均停留时间,即,即全部全部塔塔板上板上料浆量料浆量除以除以料浆流量料浆流量。停。停留时间的长短是留时间的长短是由塔板数所决由塔板数所决定的定的,如图给出了试验塔从塔,如图给出了试验塔从塔顶下数的不同塔板数与残留氯顶下数的不同塔板数与残留氯乙烯量的
10、关系。乙烯量的关系。(三三)汽提停留时间的选择汽提停留时间的选择(平均以平均以48 min为宜为宜)图4.2.2 残留氯乙烯与塔板数的关系任务一任务一 氯乙烯的悬浮聚合氯乙烯的悬浮聚合 树脂的树脂的颗粒形态颗粒形态,特别是,特别是孔隙率孔隙率大小,对大小,对汽汽提效率影响提效率影响颇大。颗粒颇大。颗粒愈疏松愈疏松,愈,愈易汽提易汽提,即在,即在同样汽提操作条件下,所得产品的残留氯乙烯量同样汽提操作条件下,所得产品的残留氯乙烯量愈低。也就是说,愈低。也就是说,XJ-6XJ-6最难于汽提,而最难于汽提,而SG-1SG-1最易最易汽提。汽提。(四四)树脂性能对操作的影响树脂性能对操作的影响任务四任务
11、四 PVC树脂的干燥树脂的干燥(一一)汽提塔汽提塔(1)(1)回流冷凝器回流冷凝器(2)(2)浆料喷嘴浆料喷嘴(3)(3)塔节;塔节;(4)(4)筛板筛板 (5)(5)视镜;视镜;(6)(6)裙座裙座1.主要结构主要结构四、四、PVC料浆汽提主要设备的识别料浆汽提主要设备的识别任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 是用于是用于除去除去聚氯乙烯树脂和水相中的聚氯乙烯树脂和水相中的氯乙烯氯乙烯单单体的设备。体的设备。含有含有VCMVCM的的PVCPVC料浆料浆(水相溶解水相溶解的的VCMVCM和和PVCPVC树脂树脂吸附的吸附的VCMVCM,其,其VCMVCM达达2 23%)3%)。在多孔的塔
12、盘上。在多孔的塔盘上往往下流动时下流动时与塔底进入的与塔底进入的蒸汽蒸汽直接直接逆流接触逆流接触,进行,进行传传热和传质热和传质。PVCPVC颗粒颗粒吸附的吸附的VCMVCM和水相中和水相中溶解的单体溶解的单体被被加热气化加热气化,随,随上升的水蒸气汽提带逸出去上升的水蒸气汽提带逸出去,随着,随着2.工作原理工作原理任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥料浆的料浆的不断往下不断往下流动,流动,温度温度逐渐逐渐升高升高且使且使水相水相中中的的VCMVCM逐渐逐渐降低降低,树脂,树脂内部内部VCMVCM的含量与水相中的含量与水相中VCMVCM的含量形成的含量形成浓度差浓度差,在这浓度差的推动力下
13、,在这浓度差的推动力下,PVCPVC内部的内部的VCMVCM不断不断向水相进行扩散向水相进行扩散,并逐渐,并逐渐被气化,被气化,随随上升的蒸汽带动上升的蒸汽带动经经多块塔盘上的传热传质多块塔盘上的传热传质,逐,逐渐达到渐达到脱除料浆中的脱除料浆中的VCMVCM之目的。之目的。任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 (1)(1)回流冷凝器回流冷凝器 由管间通入冷却水将列管内上由管间通入冷却水将列管内上升蒸汽中的升蒸汽中的水分冷凝水分冷凝,并,并回流喷淋入回流喷淋入进料管上方的一进料管上方的一块块淋洗筛板上淋洗筛板上。既可既可使塔顶使塔顶抽逸的抽逸的单体气流内含水量降低单体气流内含水量降低,不,
14、不致堵塞回收管线;又能将致堵塞回收管线;又能将含有溶解单体的冷凝水含有溶解单体的冷凝水回收回收喷淋入塔内喷淋入塔内再进行汽提处理再进行汽提处理;同时;同时节省了节省了塔顶为稀释塔顶为稀释浆料防止堵塞而浆料防止堵塞而喷入的软水量喷入的软水量。3.主要特点主要特点任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 (2)(2)无溢流管式大孔径筛板无溢流管式大孔径筛板 塔内设置有塔内设置有2040 0块筛板,筛孔直径为块筛板,筛孔直径为1520mmmm,筛板有效开孔率为,筛板有效开孔率为811%;筛板之间借若干拉杆螺栓和定位管固定,;筛板之间借若干拉杆螺栓和定位管固定,保持板间距在保持板间距在30300550
15、mm0mm范围。范围。料浆经处理后,料浆经处理后,残留单体可降至残留单体可降至20200400ppm00ppm;防止热敏性聚氯乙烯树脂的堵塞和沉积;使树脂浆防止热敏性聚氯乙烯树脂的堵塞和沉积;使树脂浆料在全塔范围内分布均匀。料在全塔范围内分布均匀。任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 (1)(1)筛板与塔节内壁的间隙筛板与塔节内壁的间隙 应严格控制,以应严格控制,以防止防止塔底上升的蒸汽与塔顶下流的浆料在塔底上升的蒸汽与塔顶下流的浆料在环隙部位环隙部位发生偏流或短路,发生偏流或短路,不利于传热和传质过程的进行。不利于传热和传质过程的进行。4.注意事项注意事项 (2)(2)塔板水平与塔身垂直
16、度塔板水平与塔身垂直度 严格控制,以保证严格控制,以保证气液接触时筛板上气液接触时筛板上泡沫层高度均匀泡沫层高度均匀。一般汽提塔的空一般汽提塔的空塔气速在塔气速在0.60.61.4m1.4ms s范围,筛板孔速在范围,筛板孔速在6 613m13ms s范围,物料在塔内平均停留时间在范围,物料在塔内平均停留时间在4 48min8min范围。范围。任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥(二二)混料槽混料槽 用于用于贮存混匀汽提之后的贮存混匀汽提之后的浆料,浆料,待进入脱水工序。待进入脱水工序。(1)(1)电机;电机;(2)(2)减速机减速机 (3)(3)人孔;人孔;(4)(4)轴轴 (5)(5)
17、搅拌耙齿;搅拌耙齿;(6)(6)底底轴瓦;轴瓦;(7)(7)出料浆叶出料浆叶1.主要结构主要结构任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥2.主要参数主要参数 转速为转速为 81 2 rmin 电机功率为电机功率为7.510 kW 搅拌型式搅拌型式为为耙齿与压缩耙齿与压缩空气组合空气组合任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥3.主要特点主要特点 (1)(1)转速慢转速慢 由于转速慢,底轴瓦采用连续注由于转速慢,底轴瓦采用连续注水结构,故经处理后料浆中水结构,故经处理后料浆中不易产生不易产生“塑化片塑化片”,且动力电的能耗甚低;且动力电的能耗甚低;(2)(2)设平桨式搅拌叶设平桨式搅拌叶 底部出
18、料小罐中设置相底部出料小罐中设置相对直径较大的平桨式搅拌叶,使搅拌强度维持在较对直径较大的平桨式搅拌叶,使搅拌强度维持在较高的水平,以防止出料部位因树脂沉淀而堵塞。高的水平,以防止出料部位因树脂沉淀而堵塞。任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 (3)(3)主要搅拌动力主要搅拌动力 由由底部鼓入的压缩空气底部鼓入的压缩空气承担承担的,耙齿的缓慢转动,将压缩空气气流推向截面使的,耙齿的缓慢转动,将压缩空气气流推向截面使料浆均匀翻动料浆均匀翻动。由于搅拌强度低,沿混料槽轴向上。由于搅拌强度低,沿混料槽轴向上下的含固量稍有差别下的含固量稍有差别,下层较上层来得稠些。下层较上层来得稠些。(4)(4)
19、处理量大处理量大 此种大型混料槽,由于此种大型混料槽,由于搅拌处理搅拌处理批量大批量大(每槽可达每槽可达202030t30t树脂树脂),有利于提供加工,有利于提供加工用户需要的大批量均质产品。用户需要的大批量均质产品。任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥(三三)树脂料浆过滤器树脂料浆过滤器设置在聚合釜或料浆处理槽出口设置在聚合釜或料浆处理槽出口与料浆泵之间的与料浆泵之间的进口管道上进口管道上,过过滤滤料浆中料浆中夹带的粘釜物夹带的粘釜物和轴瓦处和轴瓦处摩擦生成的摩擦生成的“塑化片塑化片”。滤网。滤网3由由不锈钢板冲孔制成筛板,再卷焊不锈钢板冲孔制成筛板,再卷焊而成,也有用而成,也有用46目
20、不锈钢丝网目不锈钢丝网制作,但效果稍差些。制作,但效果稍差些。1.主要结构主要结构任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 安装时安装时与平面呈与平面呈3030夹角夹角,以以利滤渣的清理利滤渣的清理。当使用一定。当使用一定周期周期后后,由于,由于滤网内侧滤网内侧表面为表面为“塑化塑化片片”堆满堆满,阻力逐渐增大,可借,阻力逐渐增大,可借冲洗管冲洗管4 4冲洗冲洗,或由上下手孔,或由上下手孔1 1处处清理后,再投入运转,故在连续清理后,再投入运转,故在连续操作场合操作场合常设置两台过滤器常设置两台过滤器,以,以供清理时切换使用。供清理时切换使用。2.安装要求安装要求任务四任务四 PVC树脂的干燥
21、树脂的干燥3出料槽出料槽6水环真空泵水环真空泵7树脂过滤器树脂过滤器8、12料浆泵料浆泵9螺旋板换热器螺旋板换热器10汽提塔汽提塔11混料槽混料槽(一一)基本设备基本设备五、五、PVC料浆汽提工艺流程的识读料浆汽提工艺流程的识读任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 需汽提的需汽提的料浆料浆自自出料槽出料槽3 3,经树脂,经树脂过滤器过滤器7 7由由料浆料浆泵泵8 8送经送经螺旋板换热器螺旋板换热器9 9,与汽提排出的高温料浆热,与汽提排出的高温料浆热交换并交换并被升温后被升温后,进入,进入汽提塔汽提塔1010顶部顶部;料浆经塔内;料浆经塔内筛板小孔流下筛板小孔流下,与塔底进入的,与塔底进入
22、的蒸汽蒸汽直接直接逆流接触逆流接触,进行进行传热传质传热传质过程;树脂及水相中过程;树脂及水相中残留单体残留单体即被上即被上升的水蒸气升的水蒸气汽提带逸汽提带逸,其中的,其中的水分水分在在塔顶冷凝器塔顶冷凝器借借管间通入的冷却水管间通入的冷却水冷却而回流入塔内;不冷凝的氯冷却而回流入塔内;不冷凝的氯乙烯乙烯气体借水环气体借水环真空泵真空泵6 6抽送,排至气柜回收抽送,排至气柜回收 。(二二)基本流程基本流程任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 塔底塔底经汽提脱除大部分残留单体后的经汽提脱除大部分残留单体后的料浆料浆,由,由料浆泵料浆泵1212抽出经抽出经热交换器热交换器9 9降温后,送入大
23、型降温后,送入大型混料槽混料槽1111,待离心干燥系统处理。待离心干燥系统处理。上述由上述由水环式真空泵送出的氯乙烯水环式真空泵送出的氯乙烯,为,为安全起安全起见见和和减少氧对单体质量的影响减少氧对单体质量的影响,均经,均经含氧仪连续检含氧仪连续检测,含氧应小于测,含氧应小于2 2。换热器换热器9 9主要用来主要用来冷却冷却塔底排出的塔底排出的高温料浆高温料浆,以以防防树脂树脂受热变色或降解受热变色或降解,同时,同时预热预热待待汽提的浆料汽提的浆料。任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 把出料槽送来的聚氯乙烯把出料槽送来的聚氯乙烯树脂浆料树脂浆料,经汽提后,经汽提后脱除料浆脱除料浆中中残留
24、的绝大部分氯乙烯、低分子物质和残留的绝大部分氯乙烯、低分子物质和助剂,助剂,得到得到合格的聚氯乙烯料浆合格的聚氯乙烯料浆送干燥装置。送干燥装置。(一一)生产任务生产任务(二二)管辖范围管辖范围 从从出料槽出口出料槽出口到到混料槽进口混料槽进口阀门之间的所有管阀门之间的所有管道、阀门、设备、电气、仪表等均属本系统管理。道、阀门、设备、电气、仪表等均属本系统管理。六、氯乙烯悬浮聚合系统的操作六、氯乙烯悬浮聚合系统的操作任务四任务四 PVC树脂的干燥树脂的干燥 1.1.检查设备仪表检查设备仪表 对各对各设备设备(出料槽、泵、换出料槽、泵、换热器、汽提塔等热器、汽提塔等)、仪表仪表进行一次全面认真的检
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