[发明专利]一种脱除电石法液态氯乙烯单体中微水的方法

说明书

技术领域

本发明属于电石法生产PVC技术领域，特别是涉及一种脱除电石法液体氯乙烯单体中微水的方法。

背景技术

在电石法氯乙烯单体的生产过程中，水不可避免地被带入到系统中。水的存在会导致氯乙烯过氧化物发生水解反应，生成氯化氢(遇水变为盐酸)、甲酸、甲醛等酸性物质，腐蚀钢质设备，生成的铁离子进一步影响PVC树脂的质量。铁离子的存在还促使系统中的氧与氯乙烯单体反应生成过氧化物。后者既能重复水解，又能引发氯乙烯单体聚合，生成低聚合度的PVC，使精馏系统发生自聚阻塞，严重影响正常生产。

常见的氯乙烯单体脱水的通用方法有两种：一种是固碱干燥器脱水，另一种是近几年出现的变温吸附脱水新工艺。固碱脱水装置的前期投资相对较少，并能够适应含水量较高的氯乙烯单体脱水，但是后期运行成本较高；变温吸附脱水装置的虽然比固体碱脱水效果好，但是前期投资较高。表1和表2分别列出了两种脱水方法的脱水效果（参见宋晓玲，氯乙烯单体脱水工艺的比较，聚氯乙烯，2010，38（7）：12-17）。由表中看出虽然两种都具有一定除水效果，然后处理后氯乙烯单体中的水分仍然大于50ppm。

表l固碱脱水装置前后氯乙烯单体中含量水

表2变温吸附塔前后氯乙烯单体中含水量

目前，大部分氯乙烯单体生产企业采用以上两种脱水方法。以下专利也公开了几种效果较好的脱水方法。

【200810044702.4】发明了一种氯乙烯脱水方法及实施该方法的装置，是采用重力沉降脱水和液－液旋流分离相结合的方法实现氯乙烯单体的脱水处理，该发明使含水液态氯乙烯的脱水效果更加理想，同时还可有效去除单体中的固体杂质，进而可提高聚氯乙烯产品的质量。

【201120075416.1】公开了一种对氯乙烯单体气相进行脱水的过滤装置，包括进料口、上下部罐槽、聚结滤芯、气体排出口等，聚结滤芯分为一级滤芯和二级滤芯。滤芯采用具有憎水性的金属过滤网、玻纤和腈纶混纺布构成的过滤材料、玻纤编织布、玻纤网以及无纺布等材料，可实现连续地、高效地对氯乙烯中的水分进行分离。

【201120513247.5】发明了一种氯乙烯脱水装置，装置中设有液滴倍增纤维填料组件和分离特殊板组式分离组件，分离罐内还设有用于稳定两相界面、防止水相夹带的物料分散相排放的小筒。分离罐内设有稳定的分离罐内流场、减少出料夹带、增强分离效果的涡流挡板。

然而以上专利所涉及的设备略为复杂，一次性成本较大，且脱水后氯乙烯单体含水量大于50ppm，考虑到水含量越低，危害越小。与其他类似脱水工艺相比，本发明的特点在于，氯乙烯单体脱水时的状态为液态，结合液态氯乙烯单体中微水的存在形式，经过简单的物理换热方式，实现氯乙烯单体中的大部分水结冰，通过固液分离，考虑到延长化学吸附剂的再生周期，物理换热尽量实现水脱除至200ppm以下，再通过精细化学吸附法将剩余的微水脱除至50ppm以下。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种脱除电石法液态氯乙烯单体中微水的方法，即将含有1500-700ppm左右微水的氯乙烯单体，经过低温冷冻与化学吸附串联脱水处理后，含水量小于50ppm。

本发明技术解决方案：一种脱除电石法液态氯乙烯单体中微水的方法，步骤为：将含水量在500～1500ppm的液态氯乙烯单体经过物理换热器，再经液固分离获得含水量在200ppm以下的氯乙烯单体，然后经过吸附剂脱水，获得液态氯乙烯单体中的微水含量小于50ppm；所述液态氯乙烯单体经过物理换热器的进口温度为0～50℃，经过物理换热器的出口温度为-30-0℃。

所述液态氯乙烯单体在经过物理换热器前的含水量为500～1000ppm，进一步优选为600～700ppm。这里主要考虑到气态氯乙烯碱液洗涤后，进入储罐前，加压变成液态含水量。

所述吸附剂包括：分子筛类吸附剂或无机物化学吸附剂。其中分子筛类吸附剂包括：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛或13X分子筛；无机物化学吸附剂包括无水氯化钙、无水硫酸镁、无水硫酸钠、固体碱、浓硫酸、氧化钙或五氧化二磷。吸水能力强，便于再生，且再生条件容易控制。

所述物理换热器采用冷冻换热方式。

所述液态氯乙烯单体经过物理换热器的进口温度为50～10℃，进一步优选为30～20℃；经过物理换热器出口温度为-30～0℃，进一步优选为-20～-10℃。选择这样的温度范围，既满足了冷冻脱水要求，又起到换热节能效果。