氯乙烯單體提純工藝的改進

張國玉，吳智兵，金萬江，王　　濤

（新疆天業(yè)（集團）天偉化工有限公司，新疆 832000）

氯乙烯單體提純工藝的改進

張國玉，吳智兵，金萬江，王濤

（新疆天業(yè)（集團）天偉化工有限公司，新疆 832000）

介紹了對氯乙烯單體提純的改進工藝，通過改進，有效提高了氯乙烯單體純度，降低了低沸物和高沸物的含量，提升了裝置的穩(wěn)定性，方便操作。在后期聚合過程中，有效降低了氯乙烯單體阻聚、緩聚的發(fā)生率，提高了聚氯乙烯的分子量，使各項指標不僅能夠適用于通用樹脂，而且滿足特種樹脂和糊樹脂的生產(chǎn)要求。

氯乙烯；單體提純；工藝改進

要生產(chǎn)高品質(zhì)樹脂或特種樹脂，氯乙烯單體品質(zhì)控制是關(guān)鍵。目前行業(yè)中普遍采用低沸塔和高沸塔串聯(lián)工藝脫除雜質(zhì)。傳統(tǒng)的精餾工藝，經(jīng)過高低塔串聯(lián)工藝后，低沸物雜質(zhì)可以減低到10×10-6，高沸物可以減低到100×10-6。但該系統(tǒng)存在很大的局限性，無法進一步將單體中高沸物、低沸物降低。但是若想進一步提高產(chǎn)品質(zhì)量，使其在市場中占據(jù)有利競爭地位，單體純度必須進一步提高。

1　　改良前氯乙烯提純工藝

氯乙烯精餾裝置將水堿洗過來的粗氯乙烯氣體，經(jīng)壓縮機壓縮后，在全凝器內(nèi)冷凝為液態(tài)，通過水分離器除掉夾帶的水分后，進入低沸塔，在低沸塔中沸點低的低沸物變成氣態(tài)從頂部蒸出，低沸物塔下部釜液進入高沸塔中，在高沸塔中沸點較低的氯乙烯從塔頂部蒸出，得到純度較高的單體。高沸物則從釜底到殘液罐中。

以往的氯乙烯精制提純工藝，單體進入精餾工序采用一次性處理，即全凝器-水分離器-低沸塔-高沸塔。采用這種工藝，氯乙烯提純后的低沸物和高沸物指標可以滿足通用樹脂使用，但不滿足生產(chǎn)專用樹脂和特種樹脂要求，改造前存在以下問題。

（1）現(xiàn)場手動操作閥門較多，崗位人員操作強度大。手動控制不精確，操作壓力波動、溫度波動，影響單體提純效果。

（2）單純使用全凝器冷卻效果不好。不能有效將氯乙烯單體里面的水汽冷凝下來，影響脫水效果。

（3）單獨水分離器容量小。由于含水的液化單體進入水分離器停留時間短，并沒有充分的時間將液態(tài)單體與水分開。

（4）螺桿壓縮機粗氯乙烯氣體中含油沒有進一步脫除。壓縮機組內(nèi)油分離器只能將氯乙烯氣體含油率控制在3×10-6左右，而氯乙烯單體含油會在聚合過程中進行分解，對聚氯乙烯樹脂的分散、透明度、色澤度、抗老化性均會造成一定的影響，制約了產(chǎn)品品質(zhì)的進一步提高。

（5）單體提純后，殘留物不能進一步去除。單體提純后殘留乙炔、氫氣，高沸物不能進一步去除，直接導致無法應用于特種聚氯乙烯或?qū)Ｓ酶咂焚|(zhì)樹脂的生產(chǎn)。

2　　改進后氯乙烯提純新工藝

（1）手動閥改氣動閥。將現(xiàn)場頻繁使用的手動閥門更換為氣動閥，由中控操作人員控制。現(xiàn)場人員只需負責監(jiān)護確認工作，降低勞動強度。

（2）增加1組蒸發(fā)式冷凝器。為使粗氯乙烯氣體中水汽全部冷凝，全凝器前增加一組蒸發(fā)式冷凝器預冷，然后進入全凝器，保證使粗氯乙烯氣體中的水汽全部冷凝。

（3）增加1臺立式油水分離器。單獨使用水分離器由于容量有限，不能使液態(tài)單體和水在分離器中停留較長時間，分離效果不好。增加1臺立式的油水分離器與現(xiàn)有水分離器串聯(lián)，使液態(tài)單體和水先進入油水分離器，隨著液位慢慢上漲，從溢流孔處將溢流進入水分離器，保證充足的停留時間，從而將水和液態(tài)單體分開。

（4）增加1臺氯乙烯除波器。針對壓縮機后氯乙烯氣體含油的問題，在進精餾裝置前增加氯乙烯除油器。該裝置可以有效降低氯乙烯氣體含油率。

（5）采用“雙塔工藝”。為解決精餾裝置的單體處理純度無法進一步提高的問題，采用“雙塔工藝”即在以往1組低沸塔和高沸塔的處理工藝上串聯(lián)1組低沸塔和高沸塔，通過2次精餾提純有效去除單體中乙炔、氫氣、二氯乙烯等雜質(zhì)，改造后工藝見圖1。

圖1　　改進后氯乙烯提純工藝

3　　改進后效果

通過一系列的工藝改造，現(xiàn)場自動化程度提高了，精餾現(xiàn)場只需要1人現(xiàn)場負責，其余操作均由中控遠程控制，各項控制做到了精細化，控制指標合格率顯著提高。

增加蒸發(fā)冷凝器作為預冷裝置后，降低了全凝器的負荷，預冷后氯乙烯液態(tài)和剩余水汽在全凝器中全部液化。經(jīng)過油水分離器和水分離器后，充分脫水的液態(tài)單體進入精餾系統(tǒng)。

從圖1中看出，氯乙烯提純工藝改良后設(shè)備包括油水分離器、分水槽、低沸塔、低塔分凝器、尾氣冷凝器、尾氣撲集器，低沸塔塔底出口處設(shè)置依次連接的高沸塔、高沸塔塔頂分凝器、成品冷凝器、氯乙烯貯槽等。從一級貯槽單體再次經(jīng)過低沸塔、高沸塔進行處理，最終進入成品貯槽供聚合使用。

在實際應用中，精餾提純后的VCM單體質(zhì)量可達到：C2H3Cl≥99.999%，C2H2≤0.8×10-6，高沸物≤0.7×10-6，水≤50×10-6，達到了理想的效果，滿足特種樹脂和糊樹脂的生產(chǎn)需要。通過對氯乙烯工藝技術(shù)的改進，氯乙烯單體質(zhì)量進一步提高，各項指標均滿足特種樹脂、糊樹脂生產(chǎn)要求。具體檢測指標見表1。

表1　　檢測指標統(tǒng)計表

從表1中可看出，氯乙烯單體純度、乙炔、高沸物等雜質(zhì)控制減少明顯，系統(tǒng)改良后運行也比較穩(wěn)定。

改進工藝后，樹脂產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高，產(chǎn)品優(yōu)等品率在99%以上，具體數(shù)據(jù)見表2。

表2　　改進后數(shù)脂產(chǎn)品質(zhì)量統(tǒng)計表

高純度的單體對PVC成品樹脂質(zhì)量影響明顯。改良后，成品顯著提高，在下游銷售中贏得客戶的一致好評。

4　　結(jié)論

氯乙烯提純工藝的運行效果影響氯乙烯單體的純度、乙炔含量、高沸物、含水率等，最終影響PVC成品的性能品質(zhì)。通過一系列的技術(shù)改進，解決了氯乙烯單體中含油問題、提高了自動化控制，最重要的是降低了氯乙烯單體中乙炔含量和高沸物含量，滿足了特種樹脂和專用樹脂生產(chǎn)需求。

Purification process improvement of vinyl chloride monomer

ZHANG Guo-yu，WU Zhi-bing，JIN Wan-jiang，WANG Tao
（Xinjiang Tianye（Group）Tianwei Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

This article describes a vinyl chloride monomer purification process improvements.Through improved process，effectively improve the purity of vinyl chloride monomer，reducing the content of lowboiling and high-boiling，while improving the stability and easy operation of the device.In the latter part of the polymerization process，effectively reducing the vinyl chloride during the polymerization inhibitor，the incidence of retarders，increased the molecular weight of vinyl chloride，so that the indicators can be applied not only to general-purpose resin，and satisfies the special resin and paste resin production requirements.

vinyl chloride monomer；purification；process improvement

TQ325.3

B

1009-1785（2015）12-0020-02

2014-12-31

張國玉（1983—），男，工程師，應用化學專業(yè)，多年從事聚氯乙烯和氯堿生產(chǎn)管理工作，具有豐富的專業(yè)技術(shù)和經(jīng)驗。