聚乙烯醇生产中甲醇含量偏高的原因分析及控制措施

侯英杰，李思俊，赵利启，易重庆，程米亮，罗道成

（1.湖南省湘维有限公司，湖南怀化 419323；2.湖南科技大学化学化工学院，湖南湘潭 411201）

聚乙烯醇生产中甲醇含量偏高的原因分析及控制措施

侯英杰1，李思俊1，赵利启1，易重庆1，程米亮1，罗道成2

（1.湖南省湘维有限公司，湖南怀化 419323；2.湖南科技大学化学化工学院，湖南湘潭 411201）

针对电石乙炔法生产工艺中存在聚乙烯醇（PVA）产品甲醇含量偏高的问题，分析和探讨了聚乙烯醇产品中甲醇含量偏高的原因，提出了相应的降低甲醇含量的控制措施，使聚乙烯醇产品的甲醇含量控制在一个较低的水平。

聚乙烯醇；甲醇含量偏高；原因分析；控制措施

聚乙烯醇是一种用途非常广泛的水溶性高分子聚合物[1]，具有良好的热稳定性、成膜性、绝缘性和耐冲压性，产品分为纤维用和非纤维用两大类[2]。目前国内生产聚乙烯醇的方法主要有乙炔法和乙烯法，其中乙炔法又分为电石乙炔法和天然气乙炔法[3-4]，其生产工艺大部分相同或相近，不同之处是三者在乙炔的发生和净化、合成反应工艺上存在一定的区别；这些生产工艺的主要特点是生产流程比较长，工艺较复杂。在聚乙烯醇生产过程中，甲醇虽然不参与反应，但贯穿于整个生产过程。在醋酸乙烯醇解过程中，半成品聚乙烯醇虽然通过粉碎、压榨、干燥等处理，但聚乙烯醇中还是含有少量的甲醇等有机杂质[5]。甲醇对人体有害，且容易引起燃烧爆炸事故。因此，有些用户要求PVA成品中甲醇含量不能太高[6]。

1 电石乙炔法生产聚乙烯醇工艺简介

湖南省湘维有限公司（简称“湘维”）是一家以有机化工产品为主的国有大型公司，主要产品有聚乙烯醇、醋酸甲酯、醋酸乙烯、乙醛等。公司聚乙烯醇的生产方法为电石乙炔法，其生产工艺包括乙炔气制备、醋酸乙烯合成、醋酸乙烯精馏精制、醋酸乙烯聚合、聚醋酸乙烯醇解以及醇解废液回收处理等六个工序。

乙炔气制备工序：外购电石进入冷破场地，经行车抓到破碎台，由鄂式破碎机进行粗破碎，然后电石经溜槽到斗提机进入电石贮仓。由复合式破碎机破碎，破碎合格的电石与水在干式发生器内反应，得到纯度≥99%的粗乙炔气，粗乙炔气经洗涤、冷却后经压缩机加压后送往合成工序。

醋酸乙烯合成工序：以乙炔气和醋酸为主要原料在沸腾床反应器中，通过醋酸锌/活性炭触媒的催化作用，使乙炔与醋酸蒸汽进行气相反应，生成醋酸乙烯酯。

醋酸乙烯精馏精制工序：合成反应器出来的气体在气体分离塔内将反应气体中的醋酸乙烯及未反应的醋酸冷凝，得到反应液，并分离出来未反应的乙炔气体循环使用。将反应液送往精馏工段精制，制得合格的精醋酸乙烯酯。

醋酸乙烯聚合工序：以醋酸乙烯酯为单体，以偶氮二异丁腈作引发剂，以甲醇作溶剂，采用连续溶液聚合法来生产聚醋酸乙烯酯。

聚醋酸乙烯醇解工序：公司醋酸乙烯酯醇解工艺有高碱法醇解工艺和低碱法醇解工艺两种。高碱法醇解工艺：将聚合送来的聚醋酸乙烯酯甲醇溶液，以及工段配制好的一定浓度的液碱通过混合器的充分混合后，在螺杆醇解机起反应，得到大块的香蕉状物，并通过粉碎、压榨、干燥，得到PVA成品。低碱法醇解工艺：将聚合送来的聚醋酸乙烯酯甲醇溶液经树脂调温器调温后，与碱甲醇溶液在混合机内混合，进入皮带醇解机醇解。醇解后的物料，经第一粉碎机和第二粉碎机粉碎，螺杆挤压机挤压除去废液，再进入干燥机干燥得到PVA成品。

醇解废液回收处理工序：从醇解废液中回收甲醇和醋酸，分别作聚合和合成工序原材料，用醇解废液生产溶剂用乙酸甲酯以及为工业用乙酸甲酯生产提供原料，同时也回收副产物乙醛送往精馏工序处理。

2 聚乙烯醇中甲醇含量偏高的原因分析

通过对电石乙炔法生产聚乙烯醇的工艺进行分析，发现甲醇在聚乙烯醇生产过程中经过的流程较长、工序较多，成品聚乙烯醇中携带甲醇物质则不可避免。成品聚乙烯醇中甲醇含量偏高的影响则主要在聚醋酸乙烯醇解工序。

1）醇解反应速度过快

醇解反应速度直接影响聚乙烯醇中甲醇含量。反应速度过快，物料成型的时间过短，聚醋酸乙烯反应时母液的析出太慢，物料中含湿量太大，导致成品聚乙烯醇中甲醇含量偏高。

2）挤压机压榨率过高

挤压机压榨率、挤压机出口物料含湿量，都对成品聚乙烯醇中甲醇含量影响较大。挤压机压榨率过高，出口物料的含湿量过大，成品聚乙烯醇中甲醇含量偏高。

3）干燥机干燥温度过低或太高

干燥机干燥温度过低，则物料的干燥程度较小，成品聚乙烯醇中甲醇含量偏高；但干燥温度过高，则导致聚乙烯醇表面致密化，使聚乙烯醇内部的挥发分液体很难从中逸出，甲醇含量偏高，同时干燥温度过高极易造成聚乙烯醇产品中出现黄、黑点料。

3 降低甲醇含量的控制措施

1）合理控制醇解反应速度

醇解反应速度过快，物料中含湿量大，成品聚乙烯醇中甲醇含量偏高。因此，醇解反应速度必须适宜。在聚乙烯醇生产过程中，操作人员可通过改变加料树脂温度和醇解反应温度来合理控制醇解反应速度。

2）降低挤压机压榨率

挤压机压榨率过高，出口物料的含湿量过大，成品聚乙烯醇中甲醇含量偏高。为了降低成品聚乙烯醇中甲醇的含量，操作人员可通过调整螺杆挤压机的调频数来改变压榨率，降低聚乙烯醇物料的含湿率，从而降低聚乙烯醇中甲醇的含量。

3）选择合适的干燥温度

提高干燥机的干燥温度，使物料的干燥程度增大，也能降低聚乙烯醇中甲醇的含量。在保证聚乙烯醇生产原料、螺杆挤压机压榨率相对稳定及稳定醇解其他控制工艺不变的前提下，分阶段逐渐提高干燥机干燥温度，控制合适的干燥温度为100℃左右。

4 结语

电石乙炔法生产聚乙烯醇的生产流程长，工艺比较复杂。通过对电石乙炔法生产聚乙烯醇的生产工艺进行分析和探讨，在聚乙烯醇生产过程中，甲醇虽然不参与反应，但贯穿于整个生产过程。成品聚乙烯醇中甲醇含量偏高的影响主要在聚醋酸乙烯醇解工序，对醇解工序中影响聚乙烯醇产品的甲醇含量偏高的原因进行了分析，提出了相应的降低甲醇含量的控制措施，使聚乙烯醇产品中的甲醇含量控制在一个较低的水平。

[1]胡丞.聚乙烯醇装置醋酸甲酯系统工艺优化探讨[J].现代化工，2011，31（12）：85-87.

[2]崔小明.聚乙烯醇生产技术进展及市场分析[J].化工科技市场，2010，33（4）：7-12.

[3]李柏春.醋酸乙烯及聚乙烯醇生产工艺的综合优化[J].维纶通讯，2011，31（2）：28-31.

[4]李玉芳，李明.聚乙烯醇的生产及国内外市场分析[J].化学工业，2010，28（4）：32-35.

[5]李柏春.聚乙烯醇生产流程优化[J].维纶通讯，2008，28（4）：19-22.

[6]朱小君.降低聚乙烯醇生产的甲醇消耗[J].天然气化工，2012，37（2）：61-64.

Causes Analysis and Control Measures of Methanol Content on the High Side in Polyvinyl Alcohol Production

Hou Ying-jie，Li Si-jun，Zhao Li-qi，Yi Chong-qing，Cheng Mi-liang，Luo Dao-cheng

Aimed at solving the problem of methanol content on the high side of polyvinyl alcohol（PVA）product in calcium carbide-acetylene method production process，causes of methanol content on the high side in polyvinyl alcohol product were analyzed and discussed.The appropriate control measures of reducing methanol content were proposed.The methanol content of polyvinyl alcohol product was successfully controlled in a low level.

polyvinyl alcohol；methanol content on the high side；cause analysis；control measures

TQ325.9

B

1003–6490（2016）04–0173–02

2016–04–10

侯英杰（1983—），男，河南许昌人，工程师，主要从事化工生产和管理工作。