[发明专利]聚氯乙烯干燥尾气闭路循环与浆/乳料汽提相耦合的方法

说明书

一种PVC干燥尾气闭路循环与浆/乳料汽提相耦合的方法，属于PVC工业废气减排和废热回收与低位能利用技术领域。使用尾气膨胀‑压缩机组使干燥与汽提脱除VCM单体两工序相耦合，构成过热水蒸气为主的干燥介质闭路循环，巧妙利用循环消耗的动力提供干燥介质所需165~250℃气体热能，同时将干燥气化的水蒸汽转化为浆/乳料汽提所需的过热蒸气，实现聚氯乙烯干燥尾气封闭循环与废热循环利用，能耗下降至176W.h/t（通用型PVC）和740kW.h（糊用PPVC），汽提与干燥两工序节能50%以上，干燥尾气免排、减少PVC工业大气污染，免用蒸汽锅炉或燃料加热设备，节能、减排效果显著，并且以过热水蒸气为干燥介质可在更高的颗粒温度下使残余VCM含量更低、PVC产品性能更佳。

技术领域

本发明涉及工业废气减排、废热回收与低位能利用技术领域，特别是含氯乙烯单体的聚氯乙烯干燥尾气闭路循环与浆/乳料汽提相耦合的节能减排方法。

背景技术

由氯乙烯单体（VCM）生产通用型聚氯乙烯树脂PVC和糊用树脂PPVC的各种悬浮聚合法工艺，均以水为连续相（载体）、单体VCM和反应促进剂（包括乳化剂）分散于连续相，反应聚合生成PVC颗粒，形成均匀分散的浆状或乳状多相体系（统称浆/乳料）。反应终止时VCM转化率80~90%，浆/乳料中PVC颗粒固相质量分数30~45%。反应终止后首先分离回收浆/乳料中残余的VCM单体，然后使浆/乳料脱水、干燥得到PVC颗粒产品。工业上最常见的通用型PVC（GB/T 5761-2018 悬浮法通用型聚氯乙烯树脂）和糊用树脂PPVC（GB/T 15592-2008聚氯乙烯糊用树脂）两种产品颗粒粒径有显著区别，前者粒径范围63~250μm、后者则小于63μm；二者杂质指标基本相同，残留水分质量分数0.3%，残留VCM单体含量≤5mg/kg。分离回收浆/乳料中残余VCM和产品干燥两道工序是悬浮法聚氯乙烯工艺能耗与环保的两道关口。国家标准（GB 15581-2016）对聚氯乙烯工业污染物排放限值规定企业废水VCM浓度0.5g/m³，废气VCM浓度10mg/m³，而且单位产品非甲烷总烃排放量0.5kg/t。由VCM物性决定其在浆/乳料多相体系及固相颗粒中的平衡浓度及其随温度和气相VCM分压变化的热力学关系（陈国正等. PVC汽提工艺浅析，中国氯碱，2000,（3）：12~14），折流式导向筛板塔汽提脱除VCM可使通用型PVC浆料中残余VCM质量分数降低到1×10^-6（李群生. 聚氯乙烯分离过程新技术的研究与工业应用，中国氯碱，2015,（11）：11~18），槽式蒸汽喷吹可使糊用PPVC乳料中残余VCM质量分数降低到120×10^-6（曾伟. 4万t/a专用聚氯乙烯糊树脂生产技术开发，聚氯乙烯，2015, 43（6）：10~14）。脱除VCM后，浆/乳料脱水最后都要经过干燥工序。不同的是，通用型PVC浆料的颗粒粒径较大（63~250μm），含水质量分数60~70%、先通过液固分离使其降低至接近25~30%、然后用两级热风干燥使产品最终达到上述通用型PVC质量指标；糊用PPVC乳料的颗粒粒径较小（63μm），含水质量分数52~60%、一次性喷雾干燥即可获得达到糊用PPVC质量指标的产品。