王辉 杨建业
陕西延长石油延安能源化工有限责任公司 陕西省延安市 727500
摘要:本文主要探讨橡胶生产工艺中,胶液采用水析汽提法脱除溶剂、未反应单体和残存催化剂杂质的影响因素。
关键字:橡胶、水析汽提、温度、压力
水析汽提法是指:在机械搅拌的作用下,使胶液呈液滴状分散于热水中,用直接通入的蒸汽,靠部分蒸汽冷凝成液体释放出的潜热来加热热水,热量通过热水传递给胶粒,胶粒表面溶剂和内部溶剂及未反应的单体受热,部分溶剂和单体受热气化后被水蒸气按一定比例带出汽提釜,从而达到脱除溶剂和未反应单体的目的,溶剂蒸出后的橡胶呈胶粒析出分散于热水中,可以进一步洗涤除去橡胶中的催化剂残留物,整个过程被称之为水析汽提法。
目前国内大多数橡胶生产工艺中,胶液脱除溶剂、未反应单体和残存催化剂杂质的方法采用水析汽提法,该工艺较干法闪蒸脱除溶剂有很大的优势,生产的胶粒己烷脱除干净、胶粒中的含杂质量特别少,橡胶产品质量好。具体的影响因素有橡胶颗粒度、压力、温度、液位、PH值。
第一,颗粒度。颗粒度的大小,直接关系到产品质量。颗粒度大,胶粒易结团,釜间泵易堵,产品挥发份大;颗粒度小,气相过滤器易堵,后处理吃料困难。因此控制颗粒度大小十分重要,在开车初期一定要现场观察胶粒的大小。影响颗粒度大小的因素很多,主要有喷嘴形式、喷嘴热水温度、水胶比、釜温、分散剂/氯化钙溶液加入量等等。以延安能源化工实际生产情况为例,釜温、水胶比、分散剂/氯化钙溶液的加入量在实际正常生产中几乎都是固定不变的,在乙丙橡胶装置,由于喷嘴形式已经决定了颗粒度,一般都是通过分散剂/氯化钙溶液的用量来调节颗粒度的大小。但是实际生产中,分散剂/氯化钙溶液用量的提降仅用在胶粒结团或开停车前后时间段,平时不通过调节分散剂/氯化钙溶液来调节大小,目前采用调节喷嘴热水的温度来控制。一般来说,喷嘴热水的温度维持在98-105℃,当颗粒呈现变大的趋势时(由8变11、14),可提高喷嘴处的蒸汽量,将温度提升至105-115℃左右(最高情况可达118℃),从而改变颗粒度大小。此时外操需要时刻注意颗粒大小变化,及时通知内操调整。延安能化公司其各个汽提釜之间采用研磨泵,可以很好的控制胶粒粒径,处理粒胶较大而输送不畅的问题。其余控制颗粒度大小的因素在此处不予展开。
第二,压力。汽提系统主要控制汽提釜压力。汽提釜的压力对胶液凝聚效果有显著影响。由差压式汽提的原理可知,首釜即使在较低温度和压力下,可以迅速蒸发大量油气。
当釜内压力过高时,容易将碎胶带上气相过滤器,使过滤器堵塞,严重时堵塞风机前的过滤网,进而需要停车处理。压力不足时,二釜的油气无法带入首釜,使胶粒带油,造成产品质量下降,同时由于压力低,需要更多的蒸汽,提高了能耗。此外,第三釜气相的蒸汽喷射泵,要避免出现抽成负压状态,当喷射泵蒸汽量过大时,由于第三釜液位高,可能会使碎胶带上去,造成气相过滤器堵(第三釜检修时,发现气相过滤器堵塞十分严重,积胶成块,需要用高压水枪打)。总的来说,控制好压力,关键在蒸汽,既要避免超压,也要避免负压。
第三,温度。温度的调节,在整个汽提操作中应该是最为重要的。在延能化公司、茂名石化生产过程中,温度低往往是造成坨釜的一大原因。由于温度低,油气挥发量少,胶液变黏稠,胶粒就容易结团结块,甚至坨釜,温度高时,油气挥发快,胶粒相对较小,但是温度高也说明蒸汽用量大,过高容易加大空冷器和冷却器的负荷,使能耗增大。温度对于汽提系统的影响不止这些,还有能控制颗粒度大小,在实际生产中,对于温度的控制,我们应该要做到严格控制,精心调节,确保生产的稳定进行。
第四,液位。液位的控制对汽提的效果也有重要影响。一般来说,液位控制不稳,最容易引起坨釜的发生,这种情况常出现在开车的初期,由于搅拌不到位,胶液含油多,温度较低,胶粒可能开始变大或结块。因此在开车时期的液位控制是十分重要的。油水分层罐液位一般保持不变。胶罐的液位,则是决定生产是否提量,是否停生产线的一个重要指标,是保证生产稳定的重要观察点。
第五,PH值。正常生产中汽提釜加碱量可以随时调节,汽提釜的水量大,不容易体现出PH值波动的影响。但是如果水洗单元水洗效果不好,或者胶液在水洗单元就PH值过低,则要提前调整。汽提系统的PH值开始下降,需要提高加碱量以保证设备不被腐蚀,或者出现色胶。PH值的控制,关键在于超前性,因为PH是每小时人工检测一次,分析室2小时一次,当PH值降低时再加碱,已经严重滞后。由实际生产的观察来看,当聚合调整配方,转产其他牌号的胶时,或者提高催化剂用量时,都应关注水洗单元和汽提单元的PH值,这些会使汽提系统PH下降,当出现这类情况时,我们要时刻关注PH值,并提前将汽提系统的PH提起,以保证PH的中和,这时就需要我们与其他岗位密切联系与沟通,才能做到稳定控制。
结语:以上是对水析汽提法结合实际生产装置中得出的一些建议,文中提到的关键控制因素对生产装置平稳控制有很大帮助,在后期装置生产中汽提遇到的问题再做进一步的研究讨论。
【参考文献】
1、中国石油化工集团公司人事部/中国石油天然气集团公司人事服务中心编写. 顺丁橡胶装置操作工. 北京. 中国石化出版社. 2007
作者简介:
王辉 ,1990年,男,甘肃皋兰,助理工程师,大学本科,化学工程与工艺.
杨建业,1992年 ,河南平顶山, 助理工程师 ,大学本科, 化学工程与工艺.