变压吸附装置在聚氯乙烯树脂生产中的应用_pvc树脂生产装置说明

变压吸附装置在聚氯乙烯树脂生产中的应用由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“pvc树脂生产装置说明”。

变压吸附装置在聚氯乙烯树脂生产中的应用

摘要新疆中泰化学西山事业部从2008年投用变压吸附装置，并在2009年9月根据生产需要对装置进行了的改造。本文中对其改造后的运行情况及经济效益作一介绍。

关键词 聚氯乙烯 变压吸附 应用

变压吸附装置作为节能环保装置，在聚氯乙烯生产中已得到普遍应用。该装置能将排空废气中的原料气及产品通过变压吸附的原理回收利用，起到降低生产成本、环保排放的作用。

新疆中泰化学西山事业部是应用电石法生产聚氯乙烯树脂，现有氯乙烯生产装置为配套年产17.5万吨PVC，其中变压吸附装置为年产20万吨PVC配套装置，包括变压吸附、变压制氢装置，于2007年4月开工建设，于2008年5月开车全部投入正常使用。本文主要围绕变压吸附装置进行论述。

一、变压吸附在生产工艺中的应用

变压吸附装置是从氯乙烯精馏尾气中分离乙炔、氯乙烯并加以回收利用，净化后的气体再送入变压制氢装置，进行氢气的回收，其他气体排空。

变压吸附技术原理是以吸附剂（多孔固体物质）内部表面对气体分子的物理吸附为基础，利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附组分的吸附量增加、减压下吸附量减小的特性，将原料气在一定压力下通过吸附剂床层，原料气中的高沸点组分乙炔、氯乙烯及二氧化碳等被吸附剂选择性吸附，低沸点组分氮气、氢气作为净化气送入后续变压制氢装置。然后在减压下解析被吸附的组分乙炔、氯乙烯及二氧化碳等，解析气（含有乙炔、氯乙烯）回收利用，同时使吸附剂获得再生，以利于下一次吸附分离。

二、变压吸附装置原有工艺流程及存在问题

1原有工艺流程。来自精馏岗位的氯乙烯精馏尾气在05 MPa~0.55MPa压力和低温下经总阀通过装置开停车连锁系统控制，原料气送入原料气预热器加热至25℃~60℃，经流量计计量后进入由四个吸附塔和中间罐组成的变压吸附系统中。原料气经进口阀进入吸附塔中正处于吸附步骤的吸附塔，在此，氯乙烯、乙炔被吸附，在吸附塔出口得到净化气。逆放步骤的解析气经管线送往二级混合脱水石墨冷处，逆放结束后，进入抽空及抽空冲洗步骤，该步骤得到的抽空气（解析气）经真空泵后冷却器冷却后送往碱洗塔，回收氯乙烯、乙炔。然后该吸附器进入压力均升、终充步骤，终充结束后，该吸附器进入下一次吸附。当解吸气分析含氧>3%时，打开现场排空阀，含氧合格时进入混合脱水或碱洗塔。

2.原有装置存在的问题。(1)逆放气对系统的影响。变压吸附逆放步骤的解析气，主要含量为乙炔。操作人员根据后台转化器出口检测样，调整配比值。而此部分解吸气不经过流量计，直接送入二级石墨冷却器，并且气体为间歇性送入，会对即时的后台转化器出口检测样造成影响，影响操作人员的判断，造成配比不当，对生产装置运行构成不利影响，并会增大后续精馏系统负荷，产生一系列的波动。另因二级混合脱水处压力较高，变压吸附真空泵负荷较大易出现电机超载情况，对装置平稳运行构成不利因素。(2)抽真空对系统的影响。由于抽真空中仍含有40%左右的乙炔气，其进入系统后未进行转化全部进入精馏和尾气回收系统，随着时间的推移该部分乙炔气会在精馏和尾气回收系统内不断进行叠加，造成精馏和尾气回收系统负荷不断增大，最终无法正常运行，因此将抽空气进行排空。

三、对变压吸附工艺装置的改造

1．回收管路改造。因考虑逆放气对系统的影响，将原来送入二级石墨冷却器处的逆放气和送入碱洗塔处的抽空气，均改至乙炔升压机进口处。将逆放气和抽空气改送入乙炔升压机处后，首先，以前不经过流量计的乙炔气，现在经过乙炔流量计，避免了对氯乙烯生产配比值的影响；其次，逆放气间歇性的压力波动不会对系统造成影响了，通过升压机后的压力平稳；再次，将原先排空的抽空气送入系统，减少了原料气的浪费，有效降低了生产成本。

因将逆放气和抽空气送入乙炔升压机处后，会影响原料气乙炔的纯度；同时，逆放气和抽空气中的二氧化碳，会增加清净中和塔的洗塔频次，造成30%液碱用量上升。

通过对改造前后乙炔气纯度的数据收集对比，原料气乙炔纯度变化不大，只是略有下降，对整个生产系统不会构成影响。

通过统计氯乙烯车间，2009年上半年30%碱耗为6.251kg/t.pve，而2010年上半年碱耗为6.394kg/t．pvc，碱耗并没有太大变化，因为原先送入混合脱水处的逆放气，其中二氧化碳进入了氯乙烯工序的碱洗塔，同样消耗30%液碱，因此，改造后的30%碱耗并未增加。2．对变压吸附装置填料污染后置换程序的改造。(1)将变压吸附装置按正常停车操作进行停车。(2)将尾冷排气口改至两位阀进行排空处理，并且关闭变压吸附装置原料气进口处现场球阀，即KV11阀前现场球阀。(3)将变压吸附装置、变压制氢装置进行泄压，变压吸附装置吸附塔及中间罐压力由P2218调节阀处进行泄压；变压制氢装置吸附塔压力由出口调节阀及KV8B阀进行泄压，泄压过程中要求缓慢泄压，同时微开排空管处充N2阀。(4)变压吸附装置吸附塔及中间罐压力泄完后，由KV11阀前导淋接N2气管置换4个吸附塔，同时需将预热器热水循环阀开至最大，用热N2气对变压吸附装置4个吸附塔逐台进行置换，每个塔充N2至0.25MPa时切至下一个吸附塔，并将充好压力的吸附塔由P2218调节阀泄至OMPa，将4个吸附塔轮流置换3遍后，吸附塔在置换最后1遍时将塔内压力泄至0.05 MPa，通知对4个吸附塔进行取样分析塔内乙炔、氯乙烯、氢气、氧气含量。(5)待分析结果出来后，选择1台吸附塔内乙炔、氯乙烯、氢气含量最低的塔作为置换变压制氢吸附塔的通道使用，同时需要求变压吸附塔内分析结果符合动火标准。

四、改造后的主要成本情况

在电石法聚氯乙烯生产中，主要原材料电石所占成本比重最高，因此电石单耗的水平直接决定着生产成本的控制。

通过数据统计分析，2010年上半年电石耗明显低于2009年上半年，降低约23kg/t．pvc，除去其他生产装置优化改造，变压吸附排空管路改造所带来的经济效益也是非常显著的。

变压吸附管路改造后，将原本进行排空的抽空气（主要组分为氯乙烯、乙炔）进行了回收利用。

根据数据统计，原料气流量为lO01m3／l1，而排出的净化气流量为288m3/h，即回收气体流量为713m3／l1，按照全年运行8000小时计算，可回收气体5704000m3，根据氯乙烯合成反应：

C2H2+HCl=C2H3 Cl 其中抽空气的体积约占25%，即855600m3氯乙烯，折合聚氯乙烯树脂约710吨，按照电石采购价格3000元／t计算，全年可节约资金213万元。

五、结束语

国内现有聚氯乙烯生产企业正利用地区资源优势，由内地沿海地区向西部转移。在新疆这一市场竞争日趋激烈的今日，如何能提高生产装置运行效率，降低生产成本成为了企业永远不变的追求，只有越来越精细的管理，对生产工艺的钻研，才能在市场中永远具有更强的竞争优势。