聚結(jié)器在氯乙烯單體除水中的應(yīng)用

唐莉，楊靜濤

（河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司，河南濟(jì)源454662）

聚結(jié)器在氯乙烯單體除水中的應(yīng)用

唐莉，楊靜濤

（河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司，河南濟(jì)源454662）

介紹了河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司氯乙烯單體含水的除去方法，一期采用固堿干燥，二期采用高效聚結(jié)器，運(yùn)行后，樹脂粉的白度有了顯著提高，熱穩(wěn)定性等更加穩(wěn)定。

氯乙烯單體；固堿干燥；高效脫水聚結(jié)器

由于國內(nèi)PVC樹脂產(chǎn)能的急劇擴(kuò)張，市場競爭越來越激烈，產(chǎn)品質(zhì)量成為客戶選擇的一個(gè)重要因素。在PVC生產(chǎn)中，氯乙烯單體的質(zhì)量至關(guān)重要。比較國內(nèi)電石法氯乙烯單體同乙烯法氯乙烯單體的質(zhì)量，差別最大的是水含量。

少量的水在氯乙烯單體中呈分散相—大小不等的液滴存在。在水分離器中只能將≥10μm的水滴靜置、沉降、分層后排出，而≤10μm的微水滴在氯乙烯單體中形成了穩(wěn)定的油包水型乳狀液，無論靜置多長時(shí)間都不會(huì)沉降，無法將其從水分離器中分離出來。氯乙烯的高效脫水一直是業(yè)內(nèi)的棘手問題，能否有效脫除氯乙烯單體中的水分，直接關(guān)系到聚氯乙烯樹脂產(chǎn)品質(zhì)量，也直接影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司一直致力于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，先后采用固堿干燥工藝和聚結(jié)器除去單體中所含水分，提高氯乙烯單體質(zhì)量，進(jìn)而提升成品質(zhì)量。該公司聚氯乙烯分廠生產(chǎn)規(guī)模為20萬t/a，一期10萬t/a擴(kuò)建時(shí)采用固堿干燥工藝，二期工程采用西安漢華化工科技發(fā)展有限公司提供的“氯乙烯高效脫水聚結(jié)器”，取得了良好的效果。

1 固堿干燥工藝

氯乙烯單體中的水不是純水，其中含有鐵離子和酸性，對PVC的白度和熱穩(wěn)定性都有很大的影響。

固堿干燥的基本原理是利用固堿的強(qiáng)吸水性將氯乙烯單體所含的乳狀微水滴除去。

從理論上講，氯乙烯單體只要同固堿表面充分接觸，就可以完全除去其中的微水滴。但在實(shí)際過程中，固堿表面吸水后會(huì)形成膠狀的高濃堿，同其他固堿顆粒粘連在一起，堵塞堆積孔隙流道，隨著濃堿含水量的增加，變?yōu)橄A后具有流動(dòng)性，離開固堿沉降后分離。然而，上述過程在固堿床層中是不均勻的，由于固堿床層的堆積密度差和粘連效應(yīng)，其床層的阻力不均勻，該床層的局部很快被大量的液體所穿透，形成溝流使含水氯乙烯短路穿過，除水效率大幅降低。當(dāng)固堿干燥器中裝填小顆粒固堿（如片堿）時(shí)，上述現(xiàn)象非常突出；當(dāng)裝填大顆粒固堿（如棒堿）時(shí)，雖然上述現(xiàn)象有所減弱，由于堆積孔隙太大，含水氯乙烯不能與固堿表面充分接觸，除水效率亦不高。經(jīng)固堿干燥器除水后，氯乙烯中水含量仍然為500×10-6～600×10-6或更高。

2 聚結(jié)器的應(yīng)用

2.1 基本原理

聚結(jié)器的關(guān)鍵分離手段是液－液聚結(jié)器。而液－液聚結(jié)器的核心元件是聚結(jié)濾芯。聚結(jié)濾芯由不同表面活性性質(zhì)的微米級超細(xì)纖維在特殊條件下制成，孔徑逐層遞增。當(dāng)氯乙烯液體穿過濾床時(shí)，夾帶的乳化狀水滴微粒（分散相）依靠流體表面張力、相對密度、黏度等物理性質(zhì)的差異，在超細(xì)纖維層碰撞、攔截、熱運(yùn)動(dòng)等綜合效能的作用下，先被捕集，然后借助氯乙烯物料的推動(dòng)在逐層流動(dòng)中漸漸聚結(jié)變大，最終在濾芯的外表面因重力脫離介質(zhì)主體。該技術(shù)可廣泛用于液－液（水和烴類）的分離，極大地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)分離器分離效率低下的缺陷。聚結(jié)濾芯的微觀結(jié)構(gòu)見圖1，分離機(jī)理見圖2，原理圖見圖3。

脫水過程為：微小的水滴在通過過濾材料時(shí)被微孔材料攔截，攔截的小水滴吸附在聚結(jié)材料纖維上，水滴在吸附的聚結(jié)材料纖維上和其他小水滴碰撞長大成較大水滴，大的水滴在物料的推動(dòng)下向聚結(jié)材料層的下游運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)重復(fù)上述過程，直到形成大水滴；聚結(jié)器的最外層為排放層，當(dāng)水滴到達(dá)最外層時(shí)，已形成的大水滴通過排放層快速沉降，依靠自身的重力實(shí)現(xiàn)氯乙烯與水的分離。

2.2 工藝流程

含有乳化水、游離水及雜質(zhì)顆粒、自聚物的粗氯乙烯物料先經(jīng)聚結(jié)器前端外置的預(yù)過濾器除去氯乙烯物料中的固體雜質(zhì)，被預(yù)過濾后的干凈的含水氯乙烯進(jìn)入液-液聚結(jié)濾床，在氯乙烯物料中分散的乳狀小水滴在通過聚結(jié)濾床的過程中被聚結(jié)、變大，直到分散相水滴在濾芯外表面形成很大的液滴，依靠自身的重力沉降到臥式容器的沉降集水罐中。除沫消能器設(shè)置的目的一方面是穩(wěn)定氯乙烯介質(zhì)在臥式容器中的流動(dòng)狀態(tài)，使物料盡量穩(wěn)定、平衡，幫助已經(jīng)聚集的水滴更有效地沉降收集，同時(shí)它的多孔結(jié)構(gòu)亦能除沫、集液，促使水滴的進(jìn)一步聚結(jié)和沉降。分散在氯乙烯物料中的粒徑較小的水滴由于物料的流動(dòng)來不及沉降，被夾帶著流向物料出口，在裝置出口處設(shè)置了若干個(gè)用特殊極性材料制成的斥水濾芯，該濾芯依靠特殊材料對不同物料浸潤角的差異，具有良好的憎水性，只允許氯乙烯物料通過，不允許水通過，從而達(dá)到高效率、高精度、大流量、連續(xù)分離除水的目的。

3 效果評價(jià)及分析

該氯乙烯高效脫水聚結(jié)器于2009年2月投入運(yùn)行，開車以來對單體含水量進(jìn)行了分析，濾后氯乙烯中含水量≤80×10-6，雖未達(dá)到≤40×10-6期望值，但較以往的含水量有了大幅下降，樹脂粉的白度有了顯著提高，客戶反映加工性能如熱穩(wěn)定性等較以前更加穩(wěn)定。

Application of coalescer in water removing of vinyl chloridemonomer

TANG Li，YANG Jing-tao
(Henan Lianchuang ChemicalCo.,Ltd.,Jiyuan 454662,China)

The method of water removing of VCM was introduced.Compared with solid caustic soda, coalescer could improve thewhitenessand thermalstability of resin.

VCM;solid caustic soda drying;high efficiencywater removing coalescer

book=24,ebook=168

TQ325.3

B

1009－1785(2010)08－0024-02

2009-09-28