聚合操作规程.docx

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聚合操作规程

Q/YH

湖北宜化集团有限责任公司企业标准

Q/YH·JS22072-2006

聚合工段岗位操作规程

2006-11-30发布2006-12-15实施

湖北宜化集团有限责任公司发布

前言

本标准由内蒙宜化集团有限责任公司标准化委员会提出。

本标准由内蒙宜化集团有限责任公司技术开发部归口。

本标准从发布之日起代替Q/YH·JS22072-2005

本标准起草单位：

树脂事业部

本标准主要起草人：

杨军单

本标准修订单位：

本标准修订人：

付强杨军单郭坤

参与本标准审核单位：

生产部、设备动力部、安环部、集团技术开发部、安全生产管理部

参与本标准审核人：

本标准审批人：

目录

第一章、岗位任务……………………………………………………………1

1.聚合中控岗位任务……………………………………………………1

第二章、工作原理…………………………………………………………2

1.反应方程式……………………………………………………………2

2.影响聚合反应的因素………………………………………………2

第三章、工艺流程……………………………………………………………5

1.聚合流程简述…………………………………………………………5

第四章、工艺指标…………………………………………………………13

1.聚合中控岗位工艺指标………………………………………………14

第五章、开停车方案………………………………………………………15

1.聚合釜开停车方案……………………………………………………15

2.汽提塔开停车方案…………………………………………………17

4.标准化表格………………………………………………………19

第六章、正常操作要点……………………………………………………21

第一节、工艺操作要点………………………………………………21

1.聚合岗位操作要点……………………………………………………21

2.汽提塔操作要点……………………………………………………23

第二节、设备操作要点……………………………………………………24

第三节、安全操作要点……………………………………………………24

第四节、质量操作要点…………………………………………………26

第五节、仪表操作要点……………………………………………………28

1.包装秤…………………………………………………………………28

2.温度测量………………………………………………………………29

3.压力测量………………………………………………………………30

4.流量测量………………………………………………………………31

5.调节阀…………………………………………………………………31

第六节、不正常现象及处理………………………………………………33

1.聚合中控………………………………………………………………33

2.聚合汽提………………………………………………………………36

3.聚合回收………………………………………………………………38

第七章、环境与职业健康安全管理………………………………………39

第一节、生产特点………………………………………………………39

1.易燃易爆……………………………………………………………39

2.有毒有害……………………………………………………………39

3.手工操作频繁………………………………………………………39

4.清釜危险性大……………………………………………………39

第二节、聚合岗位重要危险化学品性质………………………………40

1.氯乙烯（乙烯基氯）……………………………………………………40

2.一氧化氮（氧化氮）……………………………………………………41

3.丙酮缩氨基硫脲（ATSC）………………………………………………42

第三节、环境因素………………………………………………………44

第四节、危害因素………………………………………………………45

第五节、应急预案（应急准备和响应）…………………………………47

第八章、重要设备简图及参数……………………………………………49

1．重要设备简图及参数…………………………………………………51

2．静止设备登记表………………………………………………………51

3.运转设备登记表………………………………………………………57

第九章、聚合岗位检修规程………………………………………………59

第一节、聚合釜检修规程………………………………………………59

第二节、备用汽提塔清洗规程…………………………………………60

第十章、聚合岗位分析规程………………………………………………69

1.单体分析………………………………………………………………69

2.聚氯乙烯树脂稀溶液粘数的测定……………………………………70

3.聚氯乙烯树脂表观密度的测定………………………………………71

4.聚氯乙烯树脂的杂质与外来物粒子数的测定方法…………………72

5.氯乙烯均聚和共聚树脂挥发物（包括水）的测定……………………72

6.氯乙烯均聚和共聚树脂-用空气喷射筛装置的筛分析………………73

7.通用型聚氯乙烯树脂“鱼眼”测试方法………………………………74

8.聚氯乙烯树脂中残留氯乙烯单体含量测定方法……………………76

第十一章、聚合岗位典型案例……………………………………………78

第一节、工艺事故……………………………………………………78

1.满釜事故…………………………………………………………78

2.废水槽液位超高造成带液事故………………………………………78

第二节、安环事故………………………………………………………79

1.“7.1”坠落伤亡重大事故……………………………………………79

2.聚合闪爆事故………………………………………………………80

3.“6·3”叉车伤人事故………………………………………………80

第三节、电仪事故……………………………………………………81

1．聚合电脑数据失灵事故……………………………………………81

2．瞬间断电事故………………………………………………………81

第十二章、附录…………………………………………………………82

第一节、助剂相关知识…………………………………………………82

第二节、助剂配制规程…………………………………………………87

第三节、相关计算………………………………………………………90

操作规程更改记录表…………………………………………………91

第一章岗位任务

1.聚合中控岗位任务

将氯乙烯工段送来的精氯乙烯在一定的温度和压力下，加入适量的助剂，经过聚合反应生成聚氯乙烯。

未反应完的氯乙烯经回收处理后循环使用。

聚氯乙烯浆料在一定的温度和压力下，经过汽提塔汽提除去聚氯乙烯浆料中残留的氯乙烯后送往离心干燥岗位，同时将氯乙烯回收。

第二章工作原理

1.反应方程式

nCH2=CHCl→[CH2-CHCl]n

特点：

不可逆、放热、体积缩小、各种助剂。

步骤：

链引发、链增长、链终止。

2.影响聚合反应的因素

2.1水质对聚合反应的影响

聚合投料的水质直接影响产品树脂的质量，如硬度（表征水中金属等阳离子含量）过高，会影响产品的电绝缘性能和热稳定性，氯根（表征水中阴离子含量）过高，特别对聚乙烯醇分散体系，易使颗粒变粗，影响产品的颗粒形态，PH值影响分散剂的稳定性，较低的PH值，对明胶有明显的破坏作用，较高或较低的PH值都会引起聚乙烯醇的部分醇解，影响分散效果及颗粒形态，还会影响引发剂的分解速率。

此外，水质还会影响粘釜及“鱼眼”的生成。

2.2乙炔对聚合反应的影响

乙炔和引发剂游离基，单体游离基或链游离基发生链转移反应，乙炔含л键，氢原子又活泼，既可以和游离基加成，又可发生氢原子转移反应，这种转移反应速率比单体高，但产生游离基的活性都比较低，因此，不仅使PVC聚合度降低，还使聚合速率变慢。

所产生的炔型游离基进行链增长反应，使PVC大分子中含烯丙基氯（或乙炔基）链节，导致PVC产品的热稳定性变坏。

2.3乙醛对聚合的影响

单体中的乙醛是活泼的链转移剂，能降低聚氯乙烯聚合度及反应速度。

低含量的乙醛存在，可以清除PVC大分子端基双键，对PVC热稳定性有一定好处，一般认为乙醛等高沸物在较高含量下才显著影响聚合度及反应速率。

2.4二氯乙烷对聚合的影响

二氯乙烷也是活泼的链转移剂，能降低聚氯乙烯聚合度及反应速度，低含量的二氯乙烷存在，可以消除PVC大分子端基双键，对PVC热稳定性有一定好处，因此一般认为，二氯乙烷等高沸物杂质在较高的含量下才显著影响聚合度及反应速率。

2.5氧对聚合的影响

氧对氯乙烯聚合起阻聚作用，一般认为氯乙烯单体易吸收氧，而生成平均聚合度低于10的氯乙烯过氧化物，这种过氧化物能引发单体聚合，使大分子中存在该过氧化物链段，并且有较低的分解温度，在聚合条件下易分解为氯化氢、甲醛和一氧化碳，而降低反应介质的PH值。

此种过氧化物存在聚氯乙烯中，将使热稳定性显著变坏，产品易变色。

2.6铁对聚合的影响

无论水、单体、引发剂还是分散剂中的铁，都对聚合反应有不利的影响。

它使聚合诱导期增长，反应速率减慢，产品的热稳定性变坏，还会降低产品的介电性能。

此外铁还会影响产品的均匀度。

铁质能与有机过氧化物引发剂反应，影响反应速率。

2.7分散剂用量对聚合的影响

分散剂用量的选择，要根据聚合釜的形状、大小、搅拌状态、水比、产品要求而定。

一般都由实验来确定，用量过多，不仅不经济，还会增加体系粘度，造成悬浮液泡沫多，气相粘釜严重，浆料汽提操作困难，VCM回收泡沫夹带增加，树脂颗粒变细，堵塞回收管路，用量少则起不到应有的稳定作用，体系稳定性差，容易产生大颗粒料，产品颗粒不规整，甚至造成聚合颗粒的粘结，酿成事故。

2.8引发剂用量对聚合的影响

引发剂的用量是根据聚合釜设备的传热能力和实际需要确定它，用量多，则单位时间内所产生的游离基相对增多，所以，反应速度快，聚合时间短，设备利用率高。

但一旦反应热不能及时移出，将发生爆聚，另外，引发剂过量易使产品颗粒变粗，孔隙率降低，反之，引发剂用量太少，则反应速率慢，聚合时间长，设备利用率低。

目前，引发剂用量的确定，都要经过估算、试验等慎重步骤。

2.9涂壁剂对聚合反应的影响

涂壁效果不好易造成粘釜。

粘釜会导致聚合釜传热系数和生产能力降低，粘釜料若混入产品中，会导致塑化加工中不塑化的“鱼眼”，影响制品外观及内在质量；粘釜物的清理将延长聚合釜的辅助时间及增加人工劳动强度，降低设备的利用率。

此外粘釜还影响聚合釜自动控制的实施。

2.10缓冲剂对聚合反应的影响

在聚合生产中，溶液的PH值对树脂颗粒的粗细有很大的影响，过高或过低，都会使颗粒变粗。

在聚合系统中加入缓冲剂（PH值调解剂）碳酸氢铵，维持釜内体系的PH值在中性范围，确保分散剂和聚合体系的稳定性，使PVC树脂具有较好的粒度。

2.11聚合温度对聚合的影响

聚合反应速度随着温度的升高，VC分子运动速度加快，链引发和链增长的速度也加快，促使整个反应速度加快，另外聚合温度升高，活性中心增多，相互碰撞机会增多，容易造成链终断，使主链长度下降，分子量变小，聚合度下降，一般说，当温度波动2℃时，平均聚合度相差366，在实际操作中，应控制温度波动范围在0.5℃以内，以保证粘数稳定，不转型。

此外，反应温度还影响分散溶液的保胶能力和界面活性，从而影响到产品的颗粒形态和表观密度。

反应温度还会增加链的歧化倾向，这种结构对聚合物的性质有很大影响。

第三章工艺流程

1.聚合流程简述

方框图:

配方设定→涂壁→涂后冲洗→加缓冲剂→加水和单体→混合调整→加88%分散剂→混合调整→加72.5%分散剂→混合调整→加引发剂→反应监测→终止反应→出料→回收→汽提→回收→离心干燥

根据生产需要选定生产型号，设定该型号配方，启动程序运行。

来自涂壁剂槽（TK-1D）的涂壁液经过涂壁泵（PU-8D）与蒸汽一起经釜顶喷淋阀呈雾状喷入釜内，对釜壁、釜内挡板、搅拌进行涂壁，涂壁液用量达到配方设定值时，涂壁液泵自动停止，涂壁液加入阀（VSP-PX03）和釜顶蒸汽加入阀（VSP-PX21）关闭，再从釜底通入蒸汽将未汽化的涂壁液汽化，时间约30秒，为保证涂壁效果，程序暂时停止运行3分钟，然后进行涂后冲洗，并将冲洗液经出料泵（PU-XE）泵入废水槽（TK-3D）中，泵出干净后，向釜内加入缓冲剂，缓冲剂加完后，再向釜内加水和单体，加完后混合调整2分钟，然后向釜内加入88%分散剂，加完后进行管线冲洗，确保加入量准确，混合调整1分钟，再向釜内加入72.5%的分散剂，加完后进行管线冲洗，混合调整2分钟，根据釜搅拌功率曲线变化情况决定是否加入引发剂，加入引发剂和管线冲洗后，进行聚合反应监测阶段。

当达到终点压降或最长反应时间时，向釜内加入终止剂，终止反应。

根据汽提塔进料槽（TK-1G）液位高低决定是否出料，符合出料条件（TK-1G）液位≤30%）开始出料，同时从汽提塔进料槽（TK-1G）顶部回收未反应完的单体，当出料至50m3时，向釜内进行大流量冲洗2分钟（用水约5m3）和小流量喷淋1分钟（约1m3），冲洗完毕后，聚合釜也开始回收，当釜压达2.5kgf/cm2时，回收完毕，准备启动下一批次。

TK-1G中的浆料经汽提塔加料泵在螺旋板换热器与汽提塔底出料进行热交换后进入汽提塔，塔顶气相单体经塔顶冷凝器（CN-1G）和塔顶分离器（SE-2G）后，经过滤器（FIL-1G/2G）过滤后，经连续回收压缩机加压后经分离器（SE-4F）进行气液分离，气相单体经回收冷凝器（CN-1F/2F）冷却成液相后进入回收单体槽（TK-3B）备用，汽提塔底浆料经换热后送至离心干燥岗位浆料槽（TK-2G/4G）。

1.1助剂和聚合

1.2水和单体

1.3回收、抽真空

1.4汽提

1.5出料废水

1.6废水汽提

1.7压缩机

第四章工艺指标

1.聚合中控岗位工艺指标

1.1助剂槽液位、温度、浓度

涂壁剂（TK-1D）：

30～100%

缓冲剂（TK-2C）：

30～100%

终止剂（TK-7C）：

30～100%

引发剂贮槽（TK-8C）：

30～100%

88%分散剂贮槽（TK-22C）：

40～100%

72.5%分散剂贮槽（TK-5C）：

40～100%

浓度：

4～7%

浓度：

3～3.5%

温度：

0～10℃浓度：

20%

温度：

0～15℃浓度：

3.5～4.5%

温度：

0～15℃浓度：

6～7%

1.2软水系统指标

cl-：

O2：

PH：

硬度:

电导率:

（TK-5B）冷水槽液位:

30～85%

（TK-6B）热水槽液位:

40～85%

注入水泵（PU-8B/9B）压力:

冲洗水泵（PU-10B/11B）压力:

0～8ppm

0～10ppm

6.7～7.8

0～1mg/l

0～10μs/cm

温度：

常温

温度：

90～95℃

1.6～2.1MPa

1.0～1.5MPa

1.3氯乙烯系统

新鲜氯乙烯

纯度:

99.9～100%

HCL:

0～1ppm

Fe+:

0～1ppm

H2o:

0～2ppm

C2H2:

0～5ppm

烯烃:

0～30ppm

二氯乙烷:

0～30ppm

回收氯乙烯

99.3～100%

0～1ppm

0～1ppm

0～700ppm

0～4ppm

0～30ppm

0～20ppm

回收分离器（SE-1F）液位:

回收单体槽（TK-3B）液位:

新鲜单体槽（TK-8B）液位:

聚合釜回收终点压力:

0～30%

0～70%

0～65%

0.25MPa

两槽压力根据两槽温度对应饱和蒸汽压力设定放空压力。

计算公式:

logP=0.842-1150.9/T+1.75logT-0.002415T

式中：

T→绝对温度（t+273）；P→绝对压力

1.4聚合釜温度、压力

型号不同，温度不同，压力不同。

型号

SG-3

SG-5

SG-7

反应温度（℃）

51±3

57±4

61±3

聚合釜压力（kgf/cm2）

6～8.5

7～9.5

9～11.5

1.5汽提系统

汽提塔进料槽（TK-1G）液位:

汽提塔中部温度:

汽提塔底部温度:

汽提塔顶压力:

汽提塔压差:

汽提塔液位:

蒸汽增湿器压力:

蒸汽增湿器温度:

压缩机轴封水出口温度:

轴封水分离器（SE-2F/4F）液位:

6～70%

100～110℃

110～120℃

0.04～0.06MPa

10～25kPa

10～90%

0.35MPa

140～150℃

10～45℃

1/2～2/3

1.6废水汽提塔

塔顶压力:

塔中部温度:

塔底液位:

0.04～0.06MPa

100～110℃

40～60%

第五章开停车方案

1.聚合釜开停车方案

1.1开车前检查

·检查聚合釜搅拌开关是否处于“自动”位置，检查大、小鸭尾阀开关是否处于“自动”位置；

·检查单体加料管和釜底出料泵出口盲板是否抽走；

·检查各助剂管线，加料管线手阀是否打开；

·检查切断阀，调节阀气源开关是否开启，是否处于“CAS”模式；

·检查釜盖是否报警；

·检查TK-3B、TK-8B、TK-5B、TK-6B温度、液位。

1.2开车前试压

·检修时若拆开VSP-PX07集管段法兰、安全阀底部爆破片连接法兰，开车前应将釜从VSP-PX25加满水，然后用釜底轴封水加压至12kgf/cm2试漏，试漏合格后则开车；

·检修时只打开釜顶盖或大、小鸭尾阀，则不需加水试压，只在单体破真空时，釜压达5kgf/cm2时查漏即可。

1.3聚合釜开车方案

·对聚合釜抽真空，开VSP-PX07，打开抽真空组点，选准抽真空对象，打开抽真空蒸汽组点，对聚合釜抽真空至-0.58kgf/cm2，停止抽真空，打开大鸭尾阀VSP-PX15，打开釜底蒸汽，通蒸汽将釜温升至90～100℃，关蒸汽，继续对聚合釜抽真空至-0.58kgf/cm2，停止抽真空，关闭抽真空组点；

·选择其它聚合釜不加单体的时间，利用单体循环泵PU-5B向釜内加入单体1.0-1.5m3（手动打开单体加料组点，选择单体加料对象，手动打开单体加料调节阀，阀门开度40%，关单体循环阀VSP-VC32），当单体达到1.0～1.5m3时，开单体循环阀VSP-VC32，关单体加料调节阀，关单体加料组点；

·从釜底通蒸汽破真空，当釜压达到5kgf/cm2时停蒸汽，现场查漏；

·手动回收釜内单体，此时严密监视单体槽压力，必要时在CN-2F处开PIC-R105放空。

打开回收流量调节阀FIC-R101（30%开度），打开VSP-R105，打开聚合釜回收组点，选定回收对象，打开VSP-PX07，走高压回收，当釜压达到2.5～3kgf/cm2时，关VSP-R105，开VSP-R107、VSP-R126，启CM-2F走低压回收，当釜压为0kgf/cm2时，停CM-2F，关VSP-R107、VSP-R126、VSP-PX07；

·重复步骤2、3、4，在第一步走低压回收时，釜压控制2kgf/cm2，停CM-2F，其余相同；

·设定配方表，启动程序，走完涂壁釜底通蒸汽后，删掉程序，聚合釜打底层完毕后，处于备用状态。

1.4聚合釜停车方案

·聚合釜出料完毕后,用间断回收压缩机CM-2F将釜压回收到0kgf/cm2（表压）；

·启动抽真空泵系统，对聚合釜抽真空。

将抽真空组点选定为抽真空聚合釜，打开VSP-PX07，打开现场抽真空蒸汽手阀，启动抽真空系统，当釜压抽至-0.6kgf/cm2时，停止抽真空，从釜底通蒸汽破真空，当釜温达到80～100℃时停蒸汽，再启动抽真空系统对釜抽真空至-0.6kgf/cm2，停止抽真空，从釜底通蒸汽破真空，当釜温达到80～100℃时停蒸汽，再次抽真空至-0.6kgf/cm2，打开VSP-PX15、VSP-PX26、VSP-PX33，从底部通入空气，30分钟后开VSP-PX07、VSP-PX02，5分钟后停止抽真空；

·搅拌断电并确认，挂“有人工作，禁止合闸”，并将现场开关打至“停止”位置；

·手动打开VSP-PX04、VSP-PX05、VSP-PX06,启动PU-13B泵,使釜温降至25～30℃，关VSP-PX04、VSP-PX05、VSP-PX06，停PU-13B泵；

·打开釜顶人孔盖；

·取样分析，同时关釜盖，继续抽真空，直到VCM含量小于0.2%；

·在PU-XE泵出口和聚合釜VCM进口处插盲板并挂标识牌；

·关该聚合釜所有管线手动阀门和所有切断阀，调节阀门气源。

2.汽提塔开停车方案

2.1汽提塔开车方案

·检查各种设备、管道、仪表是否符合开车要求，连接部位是否可靠，所有自控阀、切断阀、手阀都在工艺要求状态；

·设定汽提塔液位50%，汽提塔塔顶压力0.5kgf/cm2,蒸汽增湿器压力3.5kgf/cm2,连续回收压缩机CM-4F压力0.1kgf/cm2，汽提塔顶分离器SE-2G液位30%；

·手动向汽提塔加水液位至80%，手动向分离器SE-4F加水液位至60%,手动向分离器SE-2G加水,液位至30%；

·启动汽提塔出料泵PU-3G/4G，打循环，启PU-6G打循环；

·开蒸汽增湿器进口阀，开进汽提塔蒸汽流量调节阀向汽提塔进蒸汽升温；

·开汽提塔进料槽TK-1G回流手阀，开汽提塔进料槽TK-1G底阀，启汽提塔进料泵（PU-9G/10G），开汽提塔进料泵（PU-9G/10G）出口阀，浆料打循环；

·打开VSP-FL04阀，控制进塔水流量5m3/h，同时要求现场巡检人员取样观察杂质情况，并向汽提塔操作员汇报；

·当汽提塔中层温度达到100℃时，开VSP-S104阀，关VSP-FL04阀，向塔内进料，控制进料量10m3/h；

·调节蒸汽加入量，保证塔温稳定上升到工艺控制指标，当汽提塔塔顶压力达到0.5kgf/cm2时,启动连续回收压缩机CM-4F,调节CM-4F循环水流量10m3/h,同时调节分离器SE-4F液位至正常液位（1/2～2/3）；

·调节汽提塔进料量和蒸汽加入量，当各温度指标趋于正常后，取样观察塔底杂质情况，正常通知干燥岗位倒槽。

2.2汽提塔停车方案

·减汽提塔进料流量（减量5m3/次），同时减进汽提塔蒸汽流量（根据塔中部温度）；

·通知现场巡检员在PU-3G/4G排污口取样（5分钟一次），观察浆料杂质情况并汇报汽提塔操作员；

·当汽提塔进料流量减15m3/h时，将TK-1G回流手阀全开，关VSP-S104，打开VSP-FL04，向汽提塔进水，控制流量10m3/h；

·两分钟后通知离心干燥岗位倒槽；

·当汽提塔塔顶压力为0kgf/cm2时，停连续回收压缩机CM-4F；

·根据蒸汽增湿器压力关蒸湿器进口手阀，关进汽提塔蒸汽调节阀；

·在PU-3G/4G泵出口至螺旋板换热器进口排污口取样，若溶液含固量≤5%时，关VSP-FL04，停止向汽提塔进水；

·停PU-3G/4G泵。

2.3废水汽提开停车方案

2.3.1开车前检查

·检查废水汽提塔顶压力调节阀后手阀是否打开；

·检查废水汽提塔顶冷凝器冷却水是否打开；

·检查蒸汽管线手阀位置是否正确；

·检查废水汽提塔进出料管线手阀位置是否正确；

·检查废水槽（TK-3D）至废水汽提塔进料泵管线是否畅通；

·检查废水汽