李成杰
新疆圣雄氯碱有限公司830000
【摘 要】PVC又称聚氯乙烯，是现代工业生产中重要的材料之一，目前我国的PVC工业生产中主要以电石法为主，该方法虽然存在较好的生产优势，但是污染问题也相对严重，如今我国提出了可持续发展战略，越来越重视环保绿色的工业生产模式。所以本文就从环保角度出发，探讨电石法PVC树脂在生产中的节能减排的相关技术。
【关键词】电石法；PVC；聚氯乙烯；节能减排
【引言】PVC是现代社会发展需要的基础化工材料之一，它在建筑管材、塑料制品、膜材料、透明片材、座椅地毯、仪器配件和密封条生产中发挥着巨大的作用，在可预见的未来，PVC材料的重要地位也将无法替代，如今我国的PVC生产工艺中主要是以电石法为主，其生产中存在较大的污染问题和可持续发展理念产生了较大冲突，，所以加强电石法PVC树脂节能减排技术研究不仅对行业持续发展具有重要意义，也是对环境对子孙后代的负责。
1、电石法PVC树脂生产工艺的发展背景和优劣势分析
电石法PVC和乙烯法PVC生产工艺是我国当下两种主流的PVC生产工艺，其中电石法PVC生产工艺是我国引入最早的生产工艺之一，在PVC的早期生产中占据了主导地位，乙烯法PVC生产工艺是近年研发的一种较为清洁干净的PVC生产工艺，在近年来逐渐开始替代电石法PVC生产工艺。但是从生产工艺的优势来看，乙烯法生产工艺除了环保绿色的优势外，在生产周期，生产成本上都远超电石法，所以如果研发出电石法PVC生产工艺的一种绿色升级版，仍然可以让电石法生产工艺占据很好地市场地位，同时保持低成本生产优势重新占据市场，所以对电石法PVC的节能减排的技术研究具有很好的市场前景。
从产品质量角度来看，一般认为乙烯法PVC产品的综合质量略高于电石法PVC产品，但实际上两者各有千秋，并不存在完全的性能碾压。从聚合角度来看，乙烯法PVC产品的聚合程度更高，而电石法PVC产品的相对分子质量分布范围更广，这种特性让乙烯法PVC产品的再加工性能更好，在聚合物种类上，电石法PVC产品中的种类偏少一些，但是其中存在的有害物质种类偏多，所以在注重材料安全的角度下，更倾向于选择乙烯法产品。再有，从化学角度分析认为，分子聚合度较高的产品应当具有更好的力学伸缩率，但实际实验显示，两者的伸缩率差别并不大，所以在这方面并未明显体现出乙烯法PVC的优势，最后再从工业生产塑化角度来看，分子质量分布更广的电石法PVC中的小分子让整个产品的的塑化效果更好，所以综上来看，在产品上并不存在乙烯法PVC产品明显优于电石法产品的说法[1]。
2、电石法PVC树脂节能减排的相关技术研究探析
从上面分析得到，电石法PVC的节能减排研究并不过时，所以加强对该方向的研究具有很好的研究背景。在节能减排方面，主要考虑从原料控制，能源配置优化和工艺优化三个角度出发。
2.1电石法PVC树脂生产中的原料控制
基于实际的PVC生产工艺研究发现，电石法生产中的原料配置对能耗和污染排放有着直接的关系。根据原料加工流程认为要重点做好以下五个方向的控制：首先是要做好电石发气装置的温度控制，一般要求是85℃到90℃之间，该温度下既能降低发生气在杂质中的溶解度，减少损耗，也能保证不会因为温度过高引起能耗增加的问题；然后是要做好反应容器的反应时长控制，从发气量指标角度来看，必须保证发气量超过300L/Kg，从而实现原料的充分利用，同时对原料气进行过滤处理时要注意消除其中的灰分和锡铁杂质等成分；再有就是要做好排渣次数的控制，由于排渣中会涉及到一定的能源和材料损耗的问题，所以降低排渣次数是可行之举，具体可通过使用高品质电石和提升溢流管路的畅通性来实现；此外还有重要的一点就是做好整个机械的密封性检查，降低乙炔气的泄漏，检查过程中重点检查轴封处是否存在泄漏问题，在需要密封的地点优先使用机械密封方式；最后就是废液的综合利用，通过将废液中溶解的乙炔气重新回收，可降低电石损耗，同时直接回收的乙炔气也相对更加干净，可降低回收处理的成本[2]。
2.2电石法PVC树脂生产中的能源配置优化
电石法PVC生产中的电耗占据了能源成本的一般，而回收系统的电耗又占了30%，根据电耗去向分析发现，其中电耗回收装置中采用的保守的气柜回收方式的效率相对低下，具有很大的改进空间。从生产工艺角度来看，气柜不仅需要对减压后的VCM进行压缩，还需要对其他工序中返回的VCM进行压缩，最后再排放到冷凝器中，该压缩冷凝工艺中大量的压缩工作实际上不仅在压缩VCM气体，还在压缩大量的不凝气体，这会导致压缩冷凝的效率降低，从而导致电耗的大幅提升，同时额外的压缩冷凝还会导致出气的时长变长，影响后续生产的连续推行。
在该步的优化中，主要的优化思想是，通过控制气柜中的压力，将其压力达到略高于VCM冷凝需要的蒸气压，就可很好地以压力推动气相到固相的转变，从而降低该过程中的电耗问题。生产数据显示，在7℃环境下，0.23MPa的蒸气压就可让VCM冷凝，所以在冷凝系统中，可将压力控制在0.23MPa以上，比如0.4MPa的压力，再将前续的反应釜内压力控制在0.8MPa的水平上，就可让VCM自行以液态的方式进行回收冷凝，从而有效降低高压压缩机的工作时间，实现大量的能耗节省。在该理论的指导下，在实际的节能工艺中分析发现，该方法的确可让高压压缩机的电耗降低三分之一以上，极大地节约了电耗，达到了节能减排的目标。
2.3电石法PVC树脂生产工艺的再优化
对电石法PVC生产中的高能耗高污染流程进行再优化是技术研究的主要方向，在实际的研究中以下方向取得了较好的成就：
首先是湿法乙炔技术向干法的升级，该方法主要针对的是，传统湿法生产中会产生大量的存在污染的电石渣，而干法生产技术的突破之处在于，通过雾化水分处理电石粉的形式，极大地提升电石粉的水解率，并且同时可将电石渣粉末进行再回收和再利用，将其制成漂白剂或者运送到建筑企业作为建筑原料，该方式大大提升了对环境的友好程度。干法乙炔生产技术在当下不仅通过了理论的构想，在实际的生产中，也取得了较好的应用，相关企业可重点学习该技术。
然后是密闭循环工艺的研究，该研究中主要包含两方面的内容，其一是原料循环降低损耗，同时防止有害物质外排造成污染，达到减排的目标，其二就是能量的循环使用降低能耗，达到节能的目标。在原料循环中，主要是氯化氢和氯化汞的回收，其中氯化氢作为原料，在使用后的残余物难以再度作为产品外销，当下使用泡沫塔吸收处理氯化氢后并再度通过石墨换热器处理后返回使用的方式具有较好的效果。在氯化汞的控制上，考虑到氯化汞本身只是作为催化剂参与反应，其自身毒性较大，所以在处理时工艺重点落在对催化剂的活性的恢复上，在实际的生产中，要加强对反应容器的密封性控制，防止汞外流，在处理上，可通过使用水环真空泵将转化器列管中的催化剂重新抽送到催化剂储罐之中，在维护时直接从储罐底部进行释放，可大大降低氯化汞的外排[3]。
在热能循环方面的一种较为成功的优化方式是热水自压循环工艺，该优化方向是，通过转化器回水管路将汽水分离，然后减压释放蒸汽降低内热，最后放热的蒸汽再在重力作用下冷凝回收实现自压循环，放出的热量不仅可用于加热离子水，还能用于聚合釜的冲洗以及喷淋塔的冲水，这种热能循环模式值得借鉴参考。
【结束语】
综上分析发现，在电石法PVC生产工艺的节能减排研究上存在多个可行的理论突破口，接下来的工作重心主要是讲这些理论通过相关设备和流程的优化推广到实际的生产流程中，但这具有一定的风险因素，对此，企业要提升自身格局意识，从对社会环境负责的角度出发勇于尝试，同时国家政策要对这些环保改良项目给予一定的支持，以推动行业的顺利升级和转型。
【参考文献】
[1]叶发宝.电石法PVC生产工艺中的综合利用[J].化工管理，2017（27）.
[2]耿庆鲁.电石法PVC生产可持续发展的节能减排措施[J].中国氯碱，2017（11）：42-44.
[3]牛友德，张敏，任备战.电石法PVC含汞废水处理工艺的开发研究与应用[J].中国氯碱，2017（11）：34-36.