外界杂质主要:水,单体,助剂
系统杂质:粘釜物,干燥温度的控制
机械杂质为:设备故障,机械问题,检修问题等
1、聚合釜出料后冲洗干净。 2、加强聚合釜的涂釜。
3、汽提停车时汽提塔冲洗彻底，开车时控制好汽提温度。 4、干燥停车清理干净风管、干燥床、旋风分离器。 5、干燥开车时严格控制好干燥床温度。 6、尽量减少干燥开停车次数
PVC干燥系统离心机故障分析
PVC干燥工艺
PVC干燥工艺流程见图 1。聚合车间将浆料送往干燥工序的浆料槽,此时 PVC 树脂浆料含固量在30%左右,通过浆料泵输送到离心机,经离心机离心脱水,从湿物料储斗到螺旋输送机,再送入气流干燥床与热风 主风机将冷风送入空气加热器与蒸汽进行换热进行热交换,脱除树脂表面的水分,经初步干燥的树脂通过旋风干燥床深度干燥后,树脂水含量降至5%以下,干燥后的树脂经旋风分离器后进入振动筛,筛分后合 格的树脂进入仓泵,再用冷风将物料输送至混料仓进行包装,包装袋包装量为 25 ±0. 2 kg,采用全自动包装系统输送至规定地点,分批码放。
2 离心机工作原理及特性
2. 1 离心机工作原理
离心机是利用离心力进行液固分离的设备,其主要结构如图 2所示。在主机上装有两个转子,外转子是一个起沉降作用的锥形转鼓,两端固定在机座上,由右边的皮带轮一带动旋转,内转子为一个在空心轴上装有锥形叶片的 螺旋推料器,它由右端皮带轮二带动差速器运转,旋转方向与转筒相同,差速器为摆线针轮减速器。螺旋推料器转速一般比转鼓快 20～50 r/m in 但也有慢 20～50 r/m in ,该差值[1]一般是转鼓转速的 1% ～2%,通常称为差转速差转速使螺旋推料器的螺旋叶片与转鼓内壁间有相对运动,因而螺旋推料器可以推送固体物料。当悬浮液从中心进料管连续加入时,由于转 鼓回转产生的离心力作用,物料聚集在转鼓大端,形成一沉降区。在沉降区里,悬浮液中的固相物料受离心力的作用而沉降到转鼓内壁上,并被螺旋推料器送到转鼓小端的干燥区,最后从卸渣口甩出。锥形转鼓大端的端面上开有 4个圆形口,
达到一定深度的澄清液从溢流口流出,这样就实现了固、液分离。
2. 3 设计参数
1 离心力
当一物体绕一中心轴作匀速圆周运动时,则有向心力作用在该物体上,力的方向沿半径指向轴心,根据牛顿第二运动定律可知,必定产生一个大小相等、方向相反的力,此力称为离心力,离心力的大小与旋转物体的质量、转速和旋转半径有关,可用下式表示:
2 分离因数
分离因数是离心机的主要技术参数之一,分离因数越高,分离能力越强。分离因数的计算如下:
从上式可看出,离心机的分离因数与角速度的平方成正比,与回转半径成正比;提高分离因数最有效的办法是增加转速。但增加转速会增大螺旋和差速器上的扭矩,D6NC离心机分离因数为 2 100。
3 差转速
离心机的差转速是指转鼓和螺旋输送器之间的转速差,差转速的计算方法如下:
差转速的大小对离心机的分离效果和离心机差速器的推渣扭矩均有明显影响。差转速越大,离心机的处理能力越大,但沉渣的含湿量就越高,反之亦然,D6NC离心机的差转速为 50～55 r/m in。
4 长径比
卧式螺旋卸料沉降离心机的长径比是指离心机转鼓的有效长度与转鼓直径之比。长径比越大,物料在离心机内的停留时间越长,因此分离效果就越理想;但离心机的长径比过大,会增加离心机的推渣阻力,影响其产量, D6NC离心机的长径比为 2. 7∶1 。
5 液池深度
液池深度与脱水区和沉降区的长度是相互关联的,在转鼓转速和差转速一定的情况下,若液池深度小,则沉渣含湿量下降,但螺旋推渣扭矩增大;若液池深度大,则清液跑料量小,固相提取量高。D6N离心机的液池深度可通过溢流挡板进行无级调整以便获得最佳参数。
3 离心机故障及分析
3. 1 常见故障
1 振动较大,造成轴承寿命缩短,旋转零部件疲劳损坏。
2 离心机发出异常噪声。
3 轴承和差速器发热,温度超过允许使用温度 最高使用温度为 85 ℃ 。
4 主电机电流超过额定电流,电机在超负荷下运行。
5 沉渣含湿量太大。
6 螺旋和转鼓之间没有差转速,限矩环的弹性体被剪断。
7 产品产量达不到设计要求。
3. 2 故障分析
3. 2. 1 安装问题
1 因为离心机是一种高速旋转的精密机器,所以对安装要求非常高。离心机纵横两个方向上的水平度允差为 0. 10 mm /1 000 mm,D6NC离心机长为 4 541mm,允差为 0. 45 mm;宽为 1 404 mm,允差为 0. 14mm。经检查,新疆中泰安装的离心机纵横两个方向上都超过允许范围,特别是纵向对离心机影响较大,造成分离液不能迅速排出转鼓,沉渣含湿量大。
2 排液口水平度向上倾斜,分离液排出不畅,母液含固量增加,根据经验,其实排液口稍微向下倾斜,更有利于固液分离。
3 转鼓排气管设计较小,由于 PVC 物料的温度一般在 75～80 ℃,所产生的热气必须顺畅排出,否则会造成转鼓内产生微正压,产生喷料现象。
4 安装环境温度较高,由于干燥厂房温度一般在 30～40 ℃,离心机又是不间歇连续运转,如现场环境温度高,通风不畅,设备产生的热量无法排出,会直接影响离心机的正常运行。
3. 2. 2 工艺问题
1 进料浓度不均匀。控制进料浓度对离心机是非常重要的,进料浓度不均匀会使机组振动较大,且进料浓度过大,容易使螺旋积料,电机负荷增大。浆料浓度太低,影响产量,机组效率较
低。PVC 物料的质量分数一般在 25% ～30%。
2 进料阀门设计不合理。目前离心机进料阀门普遍选用气动阀,但阀门的大小必须与离心机相匹配。若阀门过小,会导致进料不畅;若阀门过大,则很难控制,容易导致离心机堵料。
3 物料太细。PVC树脂是由氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物,国内工业生产的 PVC平均聚合度[2]μ为 590～1 500,颗粒直径通常在 60～150 m 。如果物料太细,造成摩擦力减小,物料容易在转鼓内结成塑化片,造成机组振动较大,机械部分损坏。
3. 2. 3 操作问题
1 在离心机开停机时必须冲洗机组约 10 min,否则会造成转鼓和螺旋内积料,影响机组动静平衡,造成旋转零部件疲劳损坏,操作人员应严格遵守。为了保证设备长期稳定运行,新疆中泰要求离心机连 续运行 8h后,操作人员必须冲洗机组 1次,以防止 PVC树脂颗粒在进料管和转鼓内存积,产生塑化片。
2 操作时由于出料螺旋输送机调节转速较慢,不能迅速地将离心机物料排出,造成离心机积料,限矩环的弹性体被剪断,严重时可能产生设备事故。
3 PVC生产的干燥工艺一定要控制好浆料槽的液位,如液位高,浆料太稀,影响离心机出力率;但液位低,浆料太浓,会造成离心机负荷增大。
3. 2. 4 维护保养
1 经常检查皮带松紧程度。离心机首次运转8 h后,应张紧皮带 1次,以后每月张紧皮带 1次。皮带的松紧要适当,若未张紧,则皮带打滑;若张得过紧,则皮带寿命会缩短,且增加轴承负荷。
2 注意加强润滑管理。离心机出厂前,各润滑部位内已填满了规定牌号的润滑脂,累积运行1 000～2 000 h,应更换润滑脂。平时加入润滑脂的量要适当,否则会造成轴承过热。D6NC 离心机轴#采用 7019 2 极压锂基脂,差速器润滑脂采用#7412 000 半流体润滑脂,通过压杆式油枪加入。根据新疆中泰的经验可知,轴承每天 特别是在夏季 适当补充润滑脂,差速器每 15天更换 1次润滑脂,可大大延长设备的使用寿命。
4 结 论
因为 PVC干燥工序是树脂生产中的最后一道工序,离心机的运行直接影响工艺平衡控制和产品产量。所以要加强工艺控制、生产操作和设备的维护保养,这样不仅可延长设备的检修周期,而且可以保证设备长期、稳定、高效地运行,取得良好的经济效益。
1．塔底温度：115~125℃ 保证塔底温度，使浆料在塔内处于沸腾状态，有利于残留VC的汽提。
2．塔顶压力（出塔压力）：一般控制在20~30kpa.使塔压差稳定在20kpa左右，确保塔的正常稳定。
3．塔底液位：40~60%，起液封作用，不让蒸汽从塔底部窜出。
4．浆料流量：30~50m3/h,根据蒸汽量大小来控制，蒸汽流量控制在1500~2100kg/h.
5．塔顶温度：90℃以上，不得过低。
6．要定期检查过滤器过滤网，避免塑化片带入塔内造成托塔。
7．泵机械密封水水压：≥0.2Mpa不能断水，防止泵冻坏，长期停泵要把泵腔内水放完。
8．要定期切换浆料过滤器。
二、异常问题处理：
1．塔顶冷凝器冷凝水槽带料
该现象在微机上可以看到：
①冷凝水槽温度突然升高；
②塔底液位下降；
③塔顶温度降低；
④塔底压力上升。
处理方法：①降低蒸汽流量及浆料流量，切换水冲洗。
②冲洗塔顶冷凝器列管和冷凝水槽，从冷凝水槽排污放出，等放出清液为止。
2．塔底液面一直上升（满）
原因：①浆料流量大，蒸汽流量小，塔压差小。
②塔底温度低；
③塔视镜上可看到料层少。
处理方法：适当降低塔浆料流量，增大蒸汽流量，建立新的平衡。
3．出料槽液位不能超过80%，避免回收系统带料。
4．汽提塔正常开车出料槽可串槽回收，一槽液位过高可通过平衡管从另一槽回收。
5．出料时，出料槽回收阀不宜开得太大，打开一半即可，避免捕集器带料。
6．预冷器、分离器、过滤器严重带料。
原因： ①出料时压力过高，速度过快；
②槽液位过高。
处理方法：降低出料速度，控制出料槽开启度。
7．浆料流量突然没有
原因：①过滤器堵；
②浆料泵故障；
处理办法：①切换冲洗水阀及浆料阀，然后处理以上问题。平时要定时切换过滤器，防止堵塞。
②先切换泵，待泵正常后，通知操作人员切换浆料阀。
8．出料泵出料时，不过料。
原因： ①浆料过滤器堵；
②料稠。
处理方法：①过滤器加水冲洗，
②大料时，可适当开大过滤器冲洗水稀释浆料。
9．进塔泵不过料
原因： ①浆料过滤器堵；
②料稠。
处理方法：①切换过滤器使之正常运转，关另一过滤器入口，通水冲洗过滤器，待过滤器内料冲洗干净后，管过滤器入口，从排污口放塑化片，备用。
②打料时适当开冲洗水防止堵料。
PVC中产生杂质的原因及防范措施
来源:中国化工信息网 2006年11月9日 前言
进入2006年后PVC市场疲软，这主要是由国内很多大型的PVC装置陆续投产、PVC产量增长迅速、市场竞争日渐激烈造成的。另外，国际原油价格居高不下，其后续加工行业生产成本较高，使电石法PVC和乙烯法PVC的利润空间相差很大。电石法PVC的原料成本低于乙烯法PVC的原料成本，利润空间较大，在竞争中占很大优势。而中国石化齐鲁股份有限公司氯碱厂(简称齐鲁氯碱厂)采用的是乙烯法生产PVC，在目前的市场条件下要想立足市场，在竞争中处于优势，就必须保证较好的质量。
齐鲁氯碱厂37万t/a PVC装置自2004年9月开车以来，PVC质量不断提高，市场占有率不断提升，为该公司的发展奠定了基础。但齐鲁氯碱厂生产的PVC质量也曾出现较大的波动，影响PVC质量最主要的因素就是杂质，杂质极大地影响了产品的利润，在市场竞争中造成了很大的被动。因此有必要对产生杂质的原因进行分析，提出改进措施，最大限度地减少杂质，提高PVC的优级品率。
1 杂质产生的原因及改进措施
1.1 常见杂质的产生原因
杂质主要有外来杂质和生产过程中PVC颗粒降解形成的“黑黄点”。外来杂质包括原材料带来的杂质，如脱盐水、氯乙烯中的铁锈(渣)、分散剂配制液长期贮存霉变后而形成的“黑点”等，这些杂质一般会造成几条生产线的杂质同时增多，而且从原料外观也容易判断，较易控制。而PVC颗粒降解形成的“黑黄点”主要是在汽提、干燥过程中由于温度过高或者停留时间过长造成的，这类杂质一般是某条生产线出现杂质波动，本文重点分析这类杂质形成的原因。这类杂质出现的主要工段集中在汽提工序和干燥工序。
1.2 汽提工序和干燥工序产生杂质的原因
自聚合釜出来的浆料先储存在放料罐TK-3GX，氯乙烯被大部分回收，然后进入进料罐TK-1GX，进入汽提塔脱出残留氯乙烯，进入闪蒸罐TK-2GX，然后进入干燥器DR-1HX脱出水分，经振动筛进入包装系统。干燥器为NIRO两段沸腾床。
汽提装置设计生产能力为30t/h(干基)，40块塔盘，塔径1700mm，塔底残留氯乙烯10mg/kg，干燥器设计能力28.75t/h(干基)，一段通过15组热水加热班组和热风干燥，挥发分为1%，二段为热风干燥。齐鲁氯碱厂的汽提工序和干燥工序的单线生产能力在全国是最大的，经多次探索发现，影响杂质形成的工艺参数主要是汽提温度和干燥温度。
1.2.1 汽提系统
齐鲁氯碱厂PVC装置运行8个月之内产品质量稳定，但从2006年2月开始，产品中的杂质出现了几次波动，仅2月10-20日因杂质问题产生次品树脂1581t，其中1000F树脂为634t、1050P树脂为947t。技术人员查找了原因，确定杂质主要产生于汽提系统。
1.2.1.1 杂质产生的原因
在汽提工序产生杂质之前的历次杂质波动中，杂质产生原因都主要集中在干燥工序，而汽提系统一直没有影响PVC质量，所以应进一步加深对汽提系统的了解，熟悉操作。在生产操作上曾经出现以下一些不当。
(1)对汽提塔最大生产能力了解不够。当生产负荷逐渐提高后，汽提进料量也逐渐加大，但达到一定负荷后，汽提塔的各操作参数就出现有规律的波动，即汽提塔塔顶与塔底压差逐渐增大，达到一定数值后，其值突然降低，而汽提塔和闪蒸罐的液位突然上涨，塔底温度也降为偏离设定值10℃左右，这就是俗称的汽提塔“掉料”。汽提塔“掉料”使浆料在塔盘内的流态不好，浆料更容易进入汽提塔并沉积在汽提塔的死角，使蒸汽发生偏流，汽提塔温度、压力等参数会较大偏离正常值，容易产生杂质。
(2)对汽提塔负荷调整的了解比较肤浅。由于聚合为间歇操作，浆料罐的缓冲能力应使汽提保持连续运转，生产中必须根据汽提塔进料罐TK-1G1/1G2的液位调整汽提塔负荷。但频繁的升降负荷容易造成浆料在塔内的流态剧烈变化，使汽提处于不稳定状态。由于汽提的进料量和蒸汽量并非呈线性关系，操作人员调整的水平也不完全相同，特别是蒸汽的调整较滞后，在负荷较低时容易造成轻组分过多的物料通往回收系统，造成压缩机分离罐因液位高而跳车，从而使塔顶压力发生波动，塔底压力和温度超标，产生杂质。所以，生产中要避免频繁升降负荷。
(3)汽提塔在低负荷运行时，会造成汽提塔物料流速过低，物料在塔盘中的停留时间过长，从而在塔盘中形成杂质(主要是黑点较多)。
2006年2月，在生产中发现汽提塔运行正常，但汽提塔塔顶压力稍有波动(如压缩机跳车)、汽提塔负荷调整，就会造成汽提塔一股不合格的物料进入干燥系统，造成杂质超标。
1.2.1.2 改进措施
为了避免杂质的产生，提高PVC质量，2006年2月21日齐鲁氯碱厂临时停车，进行设备检查。通过清理螺旋板换热器，排除了其产生杂质的可能性；将1#汽提塔冲洗后，检查时发现分布板上有少量的变色浆料，而塔盘及塔的背面、侧面则有极少量的杂质，这表明塔盘浆料有偏流现象；闪蒸罐TK-2GX顶部有约10mm厚的料黏附，较结实，且已变质。结合生产情况进行分析，提出了改进措施。
(1)确定汽提塔的操作负荷
确定汽提塔的最高生产负荷，防止超过汽提最大能力而造成的操作参数的波动；限制汽
提塔最低生产负荷，防止其在超低负荷下长期运行。如浆料流速过小、停留时间过长，在汽提塔和螺旋板换热器中易形成杂质。
(2)明确汽提操作规程
汽提塔的主要控制指标是塔底温度、塔顶温度，尤其是塔底温度的控制。根据汽提塔塔底温度来调整蒸汽用量，且要缓慢调整负荷，即提高负荷时要先提高浆料的进料量，再提高蒸汽用量；降低负荷时先降蒸汽用量，再降低浆料的进料量，使汽提塔和闪蒸槽的液位尽量不变。
(3)控制汽提塔进料罐的液位，避免频繁调整负荷。当生产负荷发生变化可能造成进料罐液位较低时，要尽早及时地调整汽提塔负荷，这样既可以防止因为进料罐的液位低而大幅度地调整汽提塔的进料量导致汽提系统参数波动增大，也可以防止由于聚合釜的间断放料使进料罐中浆料含有的氯乙烯量处于不稳定状态，影响后序设备，并影响汽提塔操作的稳定性。
这些措施实施后，生产中产生杂质的问题得到了根本解决，2006年二三月份的次品树脂统计结果见表1。
表1 2006年二三月次品树脂统计情况
包装时间 包装线号 杂质数目
2月3日 2# 280
2月4日 2# 230
2月7日 6# 265
2月8日 6# 280
2月9日 6# 190
2月11日 2# 190
2月14日 2# 410
2月14日 3# 185
2月14日 5# 360
2月15日 5# 385
2月15日 6# 395
2月16日 2# 305
2月16日 3# 205
2月16日 4# 295
2月16日 5# 375
2月16日 6# 385
2月17日 6# 265
3月7日 6# 132
3月11日 5# 213
3月13日 5# 171
1.2.2 干燥系统
1.2.2.1 产生杂质的原因
在干燥器内产生杂质的主要原因有：
(])旋风分离器挂料变质。由于设计和操作上的原因，从干燥器夹带到旋风分离器的料不能正常下料，很多细粉料就黏附在旋风分离器上。由于旋风分离器伴热采用的是152℃、0.4MPa蒸汽，易引起PVC降解变质，形成“黑黄点”杂质。
(2)流化床中的物料流化、干燥效果较差，物料因在干燥器内死角受热时间长而变质。床压控制较高，床内的物料较多，流化风量小，导致物料流化效果较差，沉积在花板上，特别是干燥器四周的物料在干燥器停留的时间较长，易降解变质形成杂质。
一段热风加热器HE-3H1/3H2泄漏，蒸汽进到干燥器中。导致物料湿度增大，成为“湿球”，最后积聚在干燥器的四周，因过度受热而变质，造成产品杂质超标。2006年2月打开DR-1H1干燥器时发现一段15组加热板中6组下面有红色、浅红色粉料，共计200kg。
1.2.2.2 改进措施
针对以上两点，在操作上提出了改进措施。
(1)适当降低干燥器一段至二段的溢流挡板高度，降低床压，并要求操作人员严格按照操作规程控制风量、床压、床温，使进出物料和热量保持平衡。
(2)每次临时停车时都应关闭相应的手阀，尤其要关闭HE-3H1/3H2加热器蒸汽手阀。
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