[发明专利]氯乙烯脱水方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及含水液态氯乙烯脱水的方法，更具体地说，涉及用物理方法分离含水液态氯乙烯中的游离水，本发明还涉及用于该方法的装置。

背景技术

目前，在石油化工领域聚氯乙烯生产行业，由氯乙烯合成聚氯乙烯的生产工艺中，氯乙烯原料必须先脱除水分，再通过精馏除杂。脱水步骤的设置，是由于水能够水解由氯乙烯与氧生成的过氧化物，产生氯化氢、甲酸、甲醛等酸性物质，从而使钢质设备腐蚀，产生Fe³⁺，后者使聚合后产品色泽变黄，或产生黑点杂质。铁离子在氯化氢和水存在下，又促进氯乙烯的氧化过程，产生更多的过氧化物。这种过氧化物会引发氯乙烯聚合，生成聚合度较低的聚氯乙烯，造成精馏塔塔盘构件堵塞，从而使装置被迫停车，影响连续生产。倘若说，系统中不可能完全脱除微量氧的话，那么，氯乙烯中的水分就必须降低到较低的水平，如300ppm(30℃氯乙烯中水的溶解度为300ppm)，否则将使氯乙烯单体中含有可观的盐酸和铁离子，并造成自聚堵塞精馏塔。由此可见，对含水液态氯乙烯进行有效脱水，对于提高聚氯乙烯的质量、防止精馏塔的堵塞和防止设备被过度腐蚀都至关重要。

对于含水液态氯乙烯脱水技术，目前大多采用的是沉降分离和干燥剂吸水两种。沉降分离以重力沉降罐为主，干燥剂吸水则一般采用固碱脱水。

重力沉降罐就是利用氯乙烯和水的密度差，通过沉降使氯乙烯和水有效分离。它的工作原理是：经全凝器出来后的含水液态氯乙烯从重力沉降罐的顶部进入，通过内部折流板强化重力沉降分离，水滴汇聚沉积到沉降罐的底部，通过控制阀间歇排放，而氯乙烯则从高于排水口的排放口排出。它的优点是投资少，运行费用低，操作简单，但是利用沉降的方法脱水，其脱水效果在很大程度上受其物理化学性质的影响。由于其分离原理是通过两体系密度差，水滴通过重力作用向下迁移，在迁移过程中又受到复杂的流体阻力，故其分离效果取决于沉降时间和水滴粒径。所以重力沉降罐体积庞大，且难于去除细小水滴，脱水效率低。

固碱脱水是利用颗粒状NaOH超强的吸水性，从而将氯乙烯中的水分脱除，获得较高纯度的氯乙烯。这种方法最大的优点的是脱水效果好，且能脱除氯乙烯中的溶解水。但它的缺点同样明显，例如：设备操作费用高，以一个10万吨/年的聚氯乙烯装置，每年需消耗固碱100吨，并且造成大量的碱水排放，同时，由于细小的NaOH粉末夹带在氯乙烯中，导致单体聚合质量降低，影响生产质量。

现今生产实践中常采用的方式是，首先通过固碱脱水对含水氯乙烯进行初步脱水，并同时除去其中含有的氯离子，然后再对初步脱水后的原料进行沉降分离，进一步脱出氯乙烯中的水分，但是，这种脱水工艺的脱水效果仍然不能使氯乙烯的含水量低于300ppm(30℃氯乙烯中水的溶解度为300ppm)，更没有消除其能耗高、生产不稳定及聚氯乙烯产品质量差等缺陷，经济效益较差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点而提供一种脱水效果好、能耗低、工艺简单、易于操作的含水液态氯乙烯的脱水方法，本发明的另一目的是提供一种实现该方法的装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种氯乙烯脱水方法，该方法包括如下步骤：

(1)重力沉降脱水：对含水液态氯乙烯进行重力沉降分离，分离出第一氯乙烯单体相和第一水相；所得到的第一氯乙烯单体相的含水量为0.05-1％(重量)，以第一氯乙烯单体相的总重量计；

(2)液-液旋流分离：对第一液态氯乙烯单体相进行液-液旋流分离，得到第二氯乙烯单体相和第二水相；所得到的第二氯乙烯单体相的含水量≤0.004％(重量)，以第二氯乙烯单体相的总重量计。

其中，重力沉降脱水可以是平流式重力沉降、斜板式重力沉降或平流或斜板组合式重力沉降方法，这些方法在用于含水液态氯乙烯脱水上是惯用的方法；

液-液旋流分离的原理如下：

含水聚氯乙烯单体脱水器的基本工作原理是依靠离心沉降进行分离。含水聚氯乙烯单体以一定的压力从旋流分离器圆筒段上部的切向进料口进入，从而在旋流器内形成强烈的旋转运动，由于轻相和重相存在密度差，所受到的离心力和流体曳力的大小不同，大部分的轻相通过旋流分离器的溢流口排出，而重相以及残留轻相由锥体锥顶处的底流口排出。由于离心力场的强度较重力场大得多，因此水力旋流器比重力分离设备的分离效率要大得多。