CN105294389A - 含水氯乙烯单体的脱水装置及脱水方法 - Google Patents

Abstract

<b>本发明涉及脱水装置技术领域，是一种含水氯乙烯单体的脱水装置及脱水方法；该含水氯乙烯单体的脱水装置包括第一球罐和汽水分离器；在第一球罐的底部一体固定有与第一球罐的腔体相通的第一积水包，在第一积水包的底部有出水口端，在汽水分离器的顶部分别有氯乙烯回收口端和第一进水口端；第一积水包的出水口端和汽水分离器的第一进水口端通过第一出水管固定连接在一起，在汽水分离器的氯乙烯回收口端上固定安装有氯乙烯回收管。本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过第一球罐、第二球罐、汽水分离器和固碱干燥器的配合使用，实现含水氯乙烯单体脱水的目的，具有安全可靠和脱水效果好的特点，方便了操作，提高了工作效率，降低了生产成本。</b>

Description

含水氯乙烯单体的脱水装置及脱水方法

技术领域

本发明涉及脱水装置技术领域，是一种含水氯乙烯单体的脱水装置及脱水方法。

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,生成的铁离子直接影响PVC树脂质量。铁离子的存在又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。目前,国际上氯乙烯单体脱水的通用方法有2种：一种是汽水分离器脱水（液相）,另一种是近几年出现的变温吸附脱水新工艺（气相）。固碱脱水装置能够适应含水量较高氯乙烯单体脱水,但是后期运行成本较高；变温吸附脱水装置采用多塔干燥工艺,装置中水分离器、换热器、鼓风机等设备及仪表程控阀较多，自控要求高,前期投资较高。

发明内容

本发明提供了一种含水氯乙烯单体的脱水装置及脱水方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有脱水装置生产成本高的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种含水氯乙烯单体的脱水装置，包括第一球罐和汽水分离器；在第一球罐的底部一体固定有与第一球罐的腔体相通的第一积水包，在第一积水包的底部有出水口端，在汽水分离器的顶部分别有氯乙烯回收口端和第一进水口端；第一积水包的出水口端和汽水分离器的第一进水口端通过第一出水管固定连接在一起，在汽水分离器的氯乙烯回收口端上固定安装有氯乙烯回收管，在汽水分离器的上部有蒸汽进口端，在汽水分离器的蒸汽进口端上固定安装有蒸汽管，在汽水分离器的底部分别有冷凝水出口端和废水出口端，在汽水分离器的冷凝水出口端上固定安装有冷凝水管，在汽水分离器的废水出口端上固定安装有废水管；在第一出水管、氯乙烯回收管、蒸汽管、冷凝水管和废水管上分别固定安装有阀门。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述在第一球罐的外侧有固碱干燥器，在固碱干燥器的下部有进液口端，在固碱干燥器的上部有出液口端，在第一球罐的下部有出液口端，第一球罐的出液口端和固碱干燥器的进液口端通过第一出液管固定连接在一起，在固碱干燥器的出液口端上固定连接有氯乙烯单体管线，在第一出液管和氯乙烯单体管线上分别固定安装有阀门。

上述在固碱干燥器的顶部分别有泄压口端、压力检测口端、充氮口端、回收口端和放空口端；在固碱干燥器的泄压口端、压力检测口端、充氮口端、回收口端和放空口端上分别依次固定安装有泄压阀、压力表、充氮阀、回收阀和放空阀；在固碱干燥器的外侧有碱液回收罐，在碱液回收罐的上部有进碱口端，在固碱干燥器的底部有出碱口端，固碱干燥器的出碱口端和碱液回收罐的进碱口端通过碱液回收管固定连接在一起，在碱液回收管上固定安装有阀门。

上述在第一球罐的外侧有第二球罐，在第二球罐的底部一体固定有与第二球罐的腔体相通的第二积水包，在第二积水包的底部有出水口端，在汽水分离器的顶部有第二进水口端，第二积水包的出水口端和汽水分离器的第二进水口端通过第二出水管固定连接在一起，在第二球罐的下部有出液口端，在第二球罐的出液口端和第一出液管之间固定连接有第二出液管，在第二出水管和第二出液管上分别固定安装有阀门。

上述在第一出水管上固定连接有第一排尽管，在第二出水管上固定连接有第二排尽管，在第一排尽管和第二排尽管上分别固定安装有阀门；在汽水分离器的顶部有氮气进口端，在汽水分离器的氮气进口端上固定安装有氮气管，在氮气管上固定安装有阀门。

上述在第一球罐的外侧有PLC，在第一积水包上固定安装有第一液位变送器，在第一出水管上固定安装有第一电磁气动阀，第一液位变送器的信号输出端和PLC的第一信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第一信号输出端和第一电磁气动阀的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在第二积水包上固定安装有第二液位变送器，在第二出水管上固定安装有第二电磁气动阀，第二液位变送器的信号输出端和PLC的第二信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第二信号输出端和第二电磁气动阀的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在汽水分离器上固定安装有第三液位变送器，在废水管上固定安装有第三电磁气动阀，第三液位变送器的信号输出端和PLC的第三信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第三信号输出端和第三电磁气动阀的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在汽水分离器上分别固定安装有压力表、温度计、压力变送器和温度变送器。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种使用含水氯乙烯单体的脱水装置的脱水方法，按下述步骤进行：第一步，将含水氯乙烯单体在第一球罐或第二球罐中静置6h至8h，静置后含水氯乙烯单体分成上下两层，上层为含有少量水的氯乙烯单体，下层为含有少量氯乙烯单体的水，含有少量水的氯乙烯单体通过第一出液管或第二出液管进入固碱干燥器中进行干燥处理，干燥处理后通过氯乙烯单体管线送往聚合工序；第二步，待含有少量氯乙烯单体的水在第一积水包或第二积水包中的液位达到液位设定上限值时，打开第一出水管或第二出水管上的第一电磁气动阀或第二电磁气动阀，含有少量氯乙烯单体的水通过第一出水管或第二出水管进入汽水分离器中，待含有少量氯乙烯单体的水在第一积水包或第二积水包中的液位达到液位下限值时，关闭第一出水管或第二出水管上的第一电磁气动阀或第二电磁气动阀；第三步，含有少量氯乙烯单体的水进入汽水分离器中与汽水分离器外侧的蒸汽换热后分离成液相和汽相，汽相通过氯乙烯回收管再次精馏后返回第一球罐或第二球罐；第四步，待汽水分离器中的液位达到液位设定上限值时，打开废水管上的第三电磁气动阀，汽水分离器中的液相通过废水管排至氯乙烯气柜内作为补充用水，待汽水分离器中的液位达到液位设定下限值时，关闭废水管上的第三电磁气动阀，蒸汽换热冷凝后通过冷凝水管排出。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述第一积水包的液位设定上限值为60%，第一积水包的液位设定下限值为20%；第二积水包的液位设定上限值为60%，第二积水包的液位设定下限值为20%；汽水分离器的液位设定上限值为60%，汽水分离器的液位设定下限值为20%。

上述蒸汽温度为145℃至175℃，压力为0.6Mp至0.8Mp。

上述含水氯乙烯单体中水的含量为2000ppm至4000ppm。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，通过第一球罐、第二球罐、汽水分离器和固碱干燥器的配合使用，实现含水氯乙烯单体脱水的目的，具有安全可靠和脱水效果好的特点，方便了操作，提高了工作效率，降低了生产成本。

附图说明

附图1为本发明的工艺流程图。

附图中的编码分别为：1为第一球罐，2为汽水分离器，3为第一积水包，4为第一出水管，5为氯乙烯回收管，6为蒸汽管，7为冷凝水管，8为废水管，9为阀门，10为固碱干燥器，11为第一出液管，12为氯乙烯单体管线，13为泄压阀，14为压力表，15为充氮阀，16为回收阀，17为放空阀，18为碱液回收罐，19为碱液回收管，20为第二球罐，21为第二积水包，22为第二出水管，23为第二出液管，24为第一排尽管，25为第二排尽管，26为氮气管，27为第一液位变送器，28为第一电磁气动阀，29为第二液位变送器，30为第二电磁气动阀，31为第三液位变送器，32为第三电磁气动阀。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1，如附图1所示，该含水氯乙烯单体的脱水装置包括第一球罐1和汽水分离器2；在第一球罐1的底部一体固定有与第一球罐1的腔体相通的第一积水包3，在第一积水包3的底部有出水口端，在汽水分离器2的顶部分别有氯乙烯回收口端和第一进水口端；第一积水包3的出水口端和汽水分离器2的第一进水口端通过第一出水管4固定连接在一起，在汽水分离器2的氯乙烯回收口端上固定安装有氯乙烯回收管5，在汽水分离器2的上部有蒸汽进口端，在汽水分离器2的蒸汽进口端上固定安装有蒸汽管6，在汽水分离器2的底部分别有冷凝水出口端和废水出口端，在汽水分离器2的冷凝水出口端上固定安装有冷凝水管7，在汽水分离器2的废水出口端上固定安装有废水管8；在第一出水管4、氯乙烯回收管5、蒸汽管6、冷凝水管7和废水管8上分别固定安装有阀门9。这样，通过第一球罐1和汽水分离器2的配合使用，可将含水氯乙烯单体中的大部分水除去。第一出水管4、氯乙烯回收管5、冷凝水管7和废水管8冬季室外可采用蒸汽伴热，防止排水和回收过程中因压降使液态氯乙烯气化过快和管道结冻的现象，同时防止管线的冻裂堵塞。

可根据实际需要，对上述实施例1作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，在第一球罐1的外侧有固碱干燥器10，在固碱干燥器10的下部有进液口端，在固碱干燥器10的上部有出液口端，在第一球罐1的下部有出液口端，第一球罐1的出液口端和固碱干燥器10的进液口端通过第一出液管11固定连接在一起，在固碱干燥器10的出液口端上固定连接有氯乙烯单体管线12，在第一出液管11和氯乙烯单体管线12上分别固定安装有阀门9。这样，固碱干燥器10便于更好的将含有少量水的氯乙烯单体中的水除去。

如附图1所示，在固碱干燥器10的顶部分别有泄压口端、压力检测口端、充氮口端、回收口端和放空口端；在固碱干燥器10的泄压口端、压力检测口端、充氮口端、回收口端和放空口端上分别依次固定安装有泄压阀13、压力表14、充氮阀15、回收阀16和放空阀17；在固碱干燥器10的外侧有碱液回收罐18，在碱液回收罐18的上部有进碱口端，在固碱干燥器10的底部有出碱口端，固碱干燥器10的出碱口端和碱液回收罐18的进碱口端通过碱液回收管19固定连接在一起，在碱液回收管19上固定安装有阀门9。碱液回收罐18便于回收碱液。

如附图1所示，在第一球罐1的外侧有第二球罐20，在第二球罐20的底部一体固定有与第二球罐20的腔体相通的第二积水包21，在第二积水包21的底部有出水口端，在汽水分离器2的顶部有第二进水口端，第二积水包21的出水口端和汽水分离器2的第二进水口端通过第二出水管22固定连接在一起，在第二球罐20的下部有出液口端，在第二球罐20的出液口端和第一出液管11之间固定连接有第二出液管23，在第二出水管22和第二出液管23上分别固定安装有阀门9。这样，第一球罐1和第二球罐20可交替使用，保证生产的连续生产。第二出水管22冬季室外可采用蒸汽伴热。

如附图1所示，在第一出水管4上固定连接有第一排尽管24，在第二出水管22上固定连接有第二排尽管25，在第一排尽管24和第二排尽管25上分别固定安装有阀门9；在汽水分离器2的顶部有氮气进口端，在汽水分离器2的氮气进口端上固定安装有氮气管26，在氮气管26上固定安装有阀门9。这样，第一排尽管24便于清洗及维修第一球罐1时，废液可通过第一排尽管24排出；第二排尽管25便于清洗及维修第二球罐20时，废液可通过第二排尽管25排出；氮气管26便于对汽水分离器2中的空气进行置换。

根据需要，在第一球罐1的外侧有PLC，在第一积水包3上固定安装有第一液位变送器27，在第一出水管4上固定安装有第一电磁气动阀28，第一液位变送器27的信号输出端和PLC的第一信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第一信号输出端和第一电磁气动阀28的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在第二积水包21上固定安装有第二液位变送器29，在第二出水管22上固定安装有第二电磁气动阀30，第二液位变送器29的信号输出端和PLC的第二信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第二信号输出端和第二电磁气动阀30的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在汽水分离器2上固定安装有第三液位变送器31，在废水管8上固定安装有第三电磁气动阀32，第三液位变送器31的信号输出端和PLC的第三信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第三信号输出端和第三电磁气动阀32的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在汽水分离器2上分别固定安装有压力表14、温度计、压力变送器和温度变送器。这样，通过第一液位变送器27、第二液位变送器29、第三液位变送器31、第一电磁气动阀28、第二电磁气动阀30和第三电磁气动阀32，可按设定的液位值自动进行排水；压力变送器和温度变送器便于实时监测温度和压力的变化。

实施例2，如附图1所示，该使用含水氯乙烯单体的脱水装置的脱水方法，按下述步骤进行：第一步，将含水氯乙烯单体在第一球罐1或第二球罐20中静置6h至8h，静置后含水氯乙烯单体分成上下两层，上层为含有少量水的氯乙烯单体，下层为含有少量氯乙烯单体的水，含有少量水的氯乙烯单体通过第一出液管11或第二出液管23进入固碱干燥器10中进行干燥处理，干燥处理后通过氯乙烯单体管线12送往聚合工序；第二步，待含有少量氯乙烯单体的水在第一积水包3或第二积水包21中的液位达到液位设定上限值时，打开第一出水管4或第二出水管22上的第一电磁气动阀28或第二电磁气动阀30，含有少量氯乙烯单体的水通过第一出水管4或第二出水管22进入汽水分离器2中，待含有少量氯乙烯单体的水在第一积水包3或第二积水包21中的液位达到液位下限值时，关闭第一出水管4或第二出水管22上的第一电磁气动阀28或第二电磁气动阀30；第三步，含有少量氯乙烯单体的水进入汽水分离器2中与汽水分离器2外侧的蒸汽换热后分离成液相和汽相，汽相通过氯乙烯回收管5再次精馏后返回第一球罐1或第二球罐20；第四步，待汽水分离器2中的液位达到液位设定上限值时，打开废水管8上的第三电磁气动阀32，汽水分离器2中的液相通过废水管8排至氯乙烯气柜内作为补充用水，待汽水分离器2中的液位达到液位设定下限值时，关闭废水管8上的第三电磁气动阀32，蒸汽换热冷凝后通过冷凝水管7排出。水在氯乙烯单体中是呈分散相——大小不等的液滴存在的；实验证明≥2μm的水滴只要有足够的静置时间，就会因两种介质的密度不同而沉降下来，而＜2μm的微水滴在氯乙烯单体中形成了稳定的油包水型乳状液，无论静置多长时间都不会沉降，因而无法通过静置将其从氯乙烯中分离出来。通过第一液位变送器27、第二液位变送器29、第三液位变送器31、第一电磁气动阀28、第二电磁气动阀30和第三电磁气动阀32，可按设定的液位值自动进行排水，大大降低了操作人员的劳动强度。

可根据实际需要，对上述实施例2作进一步优化或/和改进：

根据需要，第一积水包3的液位设定上限值为60%，第一积水包3的液位设定下限值为20%；第二积水包21的液位设定上限值为60%，第二积水包21的液位设定下限值为20%；汽水分离器2的液位设定上限值为60%，汽水分离器2的液位设定下限值为20%。

根据需要，蒸汽温度为145℃至175℃，压力为0.6Mp至0.8Mp。

根据需要，含水氯乙烯单体中水的含量为2000ppm至4000ppm。

现有生产是直接把含水氯乙烯单体送入固碱干燥器10进行干燥，固碱平均消耗为1.3kg/吨氯乙烯，存在生产成本高；使用本发明后固碱平均消耗为0.7kg/吨氯乙烯，大大降低了生产成本；同时，含水氯乙烯单体经本发明处理后出固碱干燥器10的氯乙烯单体的含水量可降至100ppm至150ppm，脱水效果好。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种含水氯乙烯单体的脱水装置，其特征在于包括第一球罐和汽水分离器；在第一球罐的底部一体固定有与第一球罐的腔体相通的第一积水包，在第一积水包的底部有出水口端，在汽水分离器的顶部分别有氯乙烯回收口端和第一进水口端；第一积水包的出水口端和汽水分离器的第一进水口端通过第一出水管固定连接在一起，在汽水分离器的氯乙烯回收口端上固定安装有氯乙烯回收管，在汽水分离器的上部有蒸汽进口端，在汽水分离器的蒸汽进口端上固定安装有蒸汽管，在汽水分离器的底部分别有冷凝水出口端和废水出口端，在汽水分离器的冷凝水出口端上固定安装有冷凝水管，在汽水分离器的废水出口端上固定安装有废水管；在第一出水管、氯乙烯回收管、蒸汽管、冷凝水管和废水管上分别固定安装有阀门。

2.根据权利要求1所述的含水氯乙烯单体的脱水装置，其特征在于第一球罐的外侧有固碱干燥器，在固碱干燥器的下部有进液口端，在固碱干燥器的上部有出液口端，在第一球罐的下部有出液口端，第一球罐的出液口端和固碱干燥器的进液口端通过第一出液管固定连接在一起，在固碱干燥器的出液口端上固定连接有氯乙烯单体管线，在第一出液管和氯乙烯单体管线上分别固定安装有阀门。

3.根据权利要求2所述的含水氯乙烯单体的脱水装置，其特征在于固碱干燥器的顶部分别有泄压口端、压力检测口端、充氮口端、回收口端和放空口端；在固碱干燥器的泄压口端、压力检测口端、充氮口端、回收口端和放空口端上分别依次固定安装有泄压阀、压力表、充氮阀、回收阀和放空阀；在固碱干燥器的外侧有碱液回收罐，在碱液回收罐的上部有进碱口端，在固碱干燥器的底部有出碱口端，固碱干燥器的出碱口端和碱液回收罐的进碱口端通过碱液回收管固定连接在一起，在碱液回收管上固定安装有阀门。

4.根据权利要求2或3所述的含水氯乙烯单体的脱水装置，其特征在于第一球罐的外侧有第二球罐，在第二球罐的底部一体固定有与第二球罐的腔体相通的第二积水包，在第二积水包的底部有出水口端，在汽水分离器的顶部有第二进水口端，第二积水包的出水口端和汽水分离器的第二进水口端通过第二出水管固定连接在一起，在第二球罐的下部有出液口端，在第二球罐的出液口端和第一出液管之间固定连接有第二出液管，在第二出水管和第二出液管上分别固定安装有阀门。

5.根据权利要求4所述的含水氯乙烯单体的脱水装置，其特征在于第一出水管上固定连接有第一排尽管，在第二出水管上固定连接有第二排尽管，在第一排尽管和第二排尽管上分别固定安装有阀门；在汽水分离器的顶部有氮气进口端，在汽水分离器的氮气进口端上固定安装有氮气管，在氮气管上固定安装有阀门。

6.根据权利要求4或5所述的含水氯乙烯单体的脱水装置，其特征在于第一球罐的外侧有PLC，在第一积水包上固定安装有第一液位变送器，在第一出水管上固定安装有第一电磁气动阀，第一液位变送器的信号输出端和PLC的第一信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第一信号输出端和第一电磁气动阀的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在第二积水包上固定安装有第二液位变送器，在第二出水管上固定安装有第二电磁气动阀，第二液位变送器的信号输出端和PLC的第二信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第二信号输出端和第二电磁气动阀的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在汽水分离器上固定安装有第三液位变送器，在废水管上固定安装有第三电磁气动阀，第三液位变送器的信号输出端和PLC的第三信号输入端通过导线电连接在一起，PLC的第三信号输出端和第三电磁气动阀的信号输入端通过导线电连接在一起；或/和，在汽水分离器上分别固定安装有压力表、温度计、压力变送器和温度变送器。

7.一种使用根据权利要求6所述的含水氯乙烯单体的脱水装置的脱水方法，其特征在于按下述步骤进行：第一步，将含水氯乙烯单体在第一球罐或第二球罐中静置6h至8h，静置后含水氯乙烯单体分成上下两层，上层为含有少量水的氯乙烯单体，下层为含有少量氯乙烯单体的水，含有少量水的氯乙烯单体通过第一出液管或第二出液管进入固碱干燥器中进行干燥处理，干燥处理后通过氯乙烯单体管线送往聚合工序；第二步，待含有少量氯乙烯单体的水在第一积水包或第二积水包中的液位达到液位设定上限值时，打开第一出水管或第二出水管上的第一电磁气动阀或第二电磁气动阀，含有少量氯乙烯单体的水通过第一出水管或第二出水管进入汽水分离器中，待含有少量氯乙烯单体的水在第一积水包或第二积水包中的液位达到液位下限值时，关闭第一出水管或第二出水管上的第一电磁气动阀或第二电磁气动阀；第三步，含有少量氯乙烯单体的水进入汽水分离器中与汽水分离器外侧的蒸汽换热后分离成液相和汽相，汽相通过氯乙烯回收管再次精馏后返回第一球罐或第二球罐；第四步，待汽水分离器中的液位达到液位设定上限值时，打开废水管上的第三电磁气动阀，汽水分离器中的液相通过废水管排至氯乙烯气柜内作为补充用水，待汽水分离器中的液位达到液位设定下限值时，关闭废水管上的第三电磁气动阀，蒸汽换热冷凝后通过冷凝水管排出。

8.根据权利要求7所述的脱水方法，其特征在于第一积水包的液位设定上限值为60%，第一积水包的液位设定下限值为20%；第二积水包的液位设定上限值为60%，第二积水包的液位设定下限值为20%；汽水分离器的液位设定上限值为60%，汽水分离器的液位设定下限值为20%。

9.根据权利要求7或8所述的脱水方法，其特征在于蒸汽温度为145℃至175℃，压力为0.6Mp至0.8Mp。

10.根据权利要求7或8或9所述的脱水方法，其特征在于含水氯乙烯单体中水的含量为2000ppm至4000ppm。