【仪表与自动化】VCM聚合过程中注水控制系统的优化吴彬3,刘中海,张永龙(新疆天业化工公司,新疆石河子832[关键词]VCM;聚合;体积收缩;注水量[摘要]介绍了70m3聚合釜的聚合过程中物料体积收缩对反应的影响和注水的作用,利用注水平衡聚合反应中收缩的体积,对注水控制系统进行了设计和注水量的计算。[中图分类号]TQ325.3[文献标志码]A[文章编号]1009-7937(2009)02-0027-02OptimizingthewaterinjectioncontrolsystemduringthepolymerizationofVCMWUBin,LIUZhong-hai,ZHANGYong-longKeywords:VCM;polymerization;volumeshrinkage;injectedwatervolumeAbstract:Influencesofvolumeshrinkageofmaterialsduringpolymerizationin70m3polymer2izeronthepolymerizationreactionwereintroducedaswellastheeffectsofwaterinjection.Thein2jectedwatercouldbeusedtobalancetheshrinkageofvolumeduringpolymerization.Thewaterin22000年以来,国内PVC生产规模不断扩大,控制技术水平有了很大提高,生产过程控制的模式有了很大的变化,如何利用新技术提高单釜生产强度和产品质量将是企业发展的目标。的目的,减轻VCM气相聚合造成的粘釜。(2)当在聚合釜的不同测温点检测出聚合釜的温度分布不均时(釜内可能已出现分层反应),把一定量的水快速注入釜内,在短时间内增大聚合反应体系的水油比,降低体系黏度,使物料流动、热交换加快,可较快地使温度分布恢复正常。(3)注水为低温去离子水,加入后可吸收一定量的反应热,降低循环冷却水系统的负荷,有利于传热1聚合物料的体积收缩和中途注水的目的(1)VCM与PVC存在着密度差异,在VCM聚合形成PVC树脂颗粒过程中,造成体积收缩,收缩的体积是时间的函数。物料的体积收缩,导致物料的黏度增大,传热能力下降,在反应剧烈的中后期冷却水阀位全开也不能有效地控制反应温度;另外,黏度增大还会导致搅拌电流升高,在气液相的交界处产生较为严重的“粘釜”现象。通常,在聚合反应开始时,物料中的自由流体可以维持较低的体系黏度,使反应初期的传热和流体流动正常,但生成PVC颗粒后,体积收缩,大量的水被PVC表面吸附,造成了物料黏度的增大和搅拌电流的升高。为了避免在聚合过程中物料体积收缩可向反应中的聚合釜注入与物料体积收缩等量的水,使聚合釜中物料体积恒定,最大程度地利用聚合釜的传热面积,达到强化传热2控制系统的设计聚合釜的注水工艺控制有4种:①按转化率来设定注水量;②聚合反应达到一定转化率时,一次性加入去离子水;③反应开始后连续均匀地加入去离子水;④利用反应的料位计算和温度分布控制注水量。经过生产验证,②和③都不能准确判断聚合物料的收缩速率,出现注水不均匀的现象,导致在聚合釜温度发生变化时不能自动调整,而④在维持反应体系体积不变、控制物料黏度方面优于其他的注水工艺。VCM聚合生产装置中,聚合反[收稿日期]2008-03-26[作者简介]吴彬(1970—),女,高级工程师,硕士,毕业于中国科学院研究生院,现于北京理工大学攻读博士学位,任新疆天业(集团)有限公司常务副总经理。3仪表与自动化聚氯乙烯2009年顶气相中温度较低外,T1～T4的测量值理论上是相等的。若它们之间的温差大于控制界限,聚合釜中可能出现分层反应,检测及计算方法为:T底平均=(T2+T4)/2,T顶平均=(T1+T3)/2,若T底平均>T3+D1,T顶平均>T1+D2,则判定为温度分布出现异常。式中:D1、D2为温度分布判定系注水量的控制33.1注水量给定值的计算由理论分析可知,注水控制的实质是控制聚合釜装料系数不变。聚合釜内物料的收缩量和PVC树脂颗粒吸附的水量就是注水控制应注入的水量,其数值因树脂牌号不同而变。受原料、助剂加料精度、冷却水循环量制约、各季节水温差异等因素的影响,每釜料反应时间不同,转化率与聚合时体积收缩率(ΔV/V0)成线性关系,因此能够算出聚合的转化率,再根据转化率和收缩率的计算关系,得出体积收缩量,其数值作为注水控制的设定值,其计算式为:FY=(ρ1-ρ2)f/ρ1ρ2t,式中:ρ1=0.9471-0.001746t-0.00000324t2,ρ2=1.4(42～47℃下),t为反应时间。3.2聚合釜各温度分布点出现异常的处理在装置运行中采用注水控制,使聚合反应平稳,产品质量有了很大的提高。出现釜温异常等情况时,计算机可自动进行处理和报警,并...