摘要:在不斷的改進和革新中,聚乙烯生產(chǎn)已經(jīng)擁有了很多有效的措施,并且成本也得到了降低,使企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展目標得到了體現(xiàn)。在未來能源緊缺的日子里,為解決原材料的問題,相關(guān)人員需要通過提高管理水平、技術(shù)創(chuàng)、實施節(jié)能減排措施來解決企業(yè)出現(xiàn)的問題,從而使企業(yè)的發(fā)展更加健康。下面針對電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯的節(jié)能方法展開論述。
關(guān)鍵詞:電石乙炔法;聚氯乙烯;節(jié)能措施
聚氯乙烯作為我們生活中不可缺少的使用材料,曾在人們的生活中扮演著很重要的角色,但是近些年來隨著環(huán)境污染日益加重,國家開始號召節(jié)能減排、綠色生活,所以聚氯乙烯的使用也大不如前,可是又作為目前人們生活離不開的材料之一,它的地位也一時無法替代,所以如何在聚氯乙烯的生產(chǎn)上降低能耗是目前生產(chǎn)聚氯乙烯的主要任務(wù)。
1聚氯乙烯生產(chǎn)工藝
按照氯乙烯單體的獲得方法來劃分,主要分為兩種:電石法和乙烯氧氯化法。電石法生產(chǎn)聚氯乙烯的主要原料是電石、煤炭和原鹽,首先使用石灰石和煤炭制造出電石,電石與水反應(yīng)生成乙炔,乙炔與HCl反應(yīng)生成單體VCM,最后通過聚合反應(yīng)生成聚氯乙烯。電石法的優(yōu)點是工藝和設(shè)備較簡單易操作,投資低,收率高;缺點是能耗大,原料成本高,電石渣量大、催化劑汞鹽毒性大及汞污染問題。乙烯氧氯化法制聚氯乙烯的主要原料為石油,將石油裂解制得乙烯,乙烯與氯氣在三氯化鐵作催化劑條件下反應(yīng),生成二氯乙烷(EDC)。EDC在裂解爐內(nèi)裂解得到VCM,最后通過聚合反應(yīng),生成最終產(chǎn)物聚氯乙烯。乙烯法制聚氯乙烯生產(chǎn)過程中優(yōu)點是綜合能耗和廢水產(chǎn)生量均較低,能耗約為電石法的42%,廢水產(chǎn)生量約為電石法的46%,但存在原料緊缺需進口、工藝設(shè)備復雜,副產(chǎn)物(輕組分、重組分、焦油)問題及工藝廢水、廢氣問題。
2電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯的原理概述
剛才我們也提過,聚氯乙烯其實就是氯乙烯的聚合物,那么氯乙烯又是怎么生成的呢?下面我們就來介紹一下電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯的生產(chǎn)原理。首先,要讓電石發(fā)生水解,產(chǎn)生了一定量的乙炔,而乙炔就是生產(chǎn)乙烯的主要原料了,這時,要想生成氯乙烯,就需要加入一定量的氯元素了,氯元素由什么提供呢?我們目前都采用氯化氫,很大的一個原因是釋放出的氫氣是無毒無害的氣體。當加入了和產(chǎn)生的乙炔等量的氯化氫時,在一定的條件下,乙炔和氯化氫就會發(fā)生反應(yīng),生成氯乙烯和氫氣,然后給生成的氯乙烯施加一定的條件使其聚合,最后生成聚氯乙烯,然后再經(jīng)過一定的加工成為聚氯乙烯塑料,這就是從電石分解到聚氯乙烯材料生成的全過程,所以從電石到生成聚氯乙烯這個全過程,其中是經(jīng)過了一系列的化學反應(yīng)的,我們必須對每個程序都嚴格的把關(guān),控制用法用量才能夠保證聚氯乙烯的順利形成。而近些年來,電石乙炔法幾乎成為了各個聚氯乙烯生產(chǎn)廠家最常用的生產(chǎn)技術(shù)方式,所以如何在電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯的工藝中加強節(jié)能措施成為了近年來各公司、各生產(chǎn)廠家的主要追求目標。
3電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯的節(jié)能措施
3.1乙炔車間
在電石的采購過程中,需要選用發(fā)氣量等級高的電石,從而減少單位乙炔氣所排出的渣漿量和減少乙炔熔漿的損失量。在實際過程中,由于電石自身的原因,在存放過程中會出現(xiàn)風化現(xiàn)象,所以應(yīng)盡量縮短庫存周期。定期對電石料的排空閥進行加料檢查,可以提高排空閥的氣密性,從而使電石加料的乙炔氣損失量減少。在此過程中,需要嚴格將電石顆?刂圃50mm左右、將粉末控制在2mm內(nèi),并且不大于16%,如果電石的顆粒大于80mm,就會造成反應(yīng)不完全而電石在排除過程中渣漬是被夾帶出去的現(xiàn)象,進而增加了電石的成本。電石在反應(yīng)的過程中,發(fā)生器的溫度會在反應(yīng)過程中升高,在反應(yīng)過程中,其溫度一般會控制在(85±5)℃,可以使渣漬中的乙炔被溶解。在乙炔車間,應(yīng)當將乙炔氣柜的高度始終保持在40%~90%,設(shè)置為自動控制。以防止氣柜頂部有氣體漏出,以及避免氣柜底部造成緊急停車,出現(xiàn)氣體流失的現(xiàn)象。
3.2 VCM車間
提高氯化氫氣純度以及純度的穩(wěn)定性,對于氯乙烯合成、凈化乃至精餾全過程都至關(guān)重要,穩(wěn)定和高純度的氯化氫,將能夠使水洗、堿洗的吸收液流量控制在最低的水平,精餾尾氣放空的流量及絕對量成倍下降。從而提高精餾收率。加強混合脫水系統(tǒng)的操作與管理,對轉(zhuǎn)化器的設(shè)計、制造和檢修的管理進行嚴格控制?刂圃蠚夂考坝|媒含水量,加強轉(zhuǎn)化器循環(huán)熱水的水質(zhì)管理,定期I監(jiān)測pH值也是穩(wěn)定合成系統(tǒng)生產(chǎn)、減少轉(zhuǎn)化器腐蝕而停車排氣損失的有效措施。在運行過程中,嚴格控制轉(zhuǎn)化器反應(yīng)溫度,最高不得超過180℃,這樣即能延長觸媒壽命,還能減少副反應(yīng)消耗的乙炔損失。嚴格控制氯乙烯氣柜高度在15%~85%范圍,注意監(jiān)測聚合反應(yīng)后回收氣體引起的氣柜高度波動,防止氣柜頂部的跑氣損失,以及氣柜抽空后造成緊急停車的排氣損失。
3.3聚合車間
聚合車間可以說是這一系列化學反應(yīng)的最終場所了,這一場所也是非常重要的,在聚合車間,企業(yè)一定要嚴格把關(guān),稍有松懈不僅僅無法節(jié)能,可能還會對所生產(chǎn)的聚氯乙烯材料的質(zhì)量產(chǎn)生影響。在這一車間,企業(yè)主要要嚴格的控制聚合條件,包括加強分散劑的計量、脫鹽水pH值、以及攪拌系統(tǒng)的管理,尤其是攪拌系統(tǒng)的管理,應(yīng)該定時地進行維護和檢查,避免因為分離系統(tǒng)出問題而影響聚氯乙烯的生產(chǎn)、聚合過程。對于電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯材料節(jié)能措施,其實就是根據(jù)從電石到聚氯乙烯的全過程來按順序進行的,按順序?qū)γ總車間進行相應(yīng)的節(jié)能措施,每個步驟都能做到節(jié)能的話,那么整個生產(chǎn)過程的節(jié)能當然也不在話下。
4結(jié)束語
電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯材料的生產(chǎn)過程涉及到了復雜的化學過程,本身任何一個環(huán)節(jié)的化學反應(yīng)就需要嚴加注意,而在生產(chǎn)過程中稍微大意就會使原料更加浪費,所以更要嚴格把控。對于電石乙炔法生產(chǎn)聚氯乙烯材料的節(jié)能措施而言,我國還有很大的提升空間,各企業(yè)一定要加強管理,爭取做到最大限度的節(jié)能與最大限度的經(jīng)濟效益。
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