CN205803358U - 一种氯乙烯的除杂装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种氯乙烯的除杂装置，包括初级冷凝机构、除水机构和终极冷凝机构，终极冷凝机构包括相连的尾气冷凝器和下液管路，下液管路包括第一管路和第二管路，第二管路的入口端与第一管路的第二端固定连接，第二管路的入口端高于第二管路的出口端设置，第二管路的出口端设置有排水导淋器，下液管路的外围设置有蒸汽伴热器。本实用新型能达到对氯乙烯较好的除杂效果，并且下液管路的设置方式使得下料更通畅，同时能防止下液管路因冷冻而堵塞，增设的排水点又能有效减少经终极冷凝机构处理后物料的含水量。使得最终输出的氯乙烯的含水量降低到150ppm以下，提高了后期氯乙烯单体聚合生成PVC树脂的白度和热稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及氯乙烯及其聚合物生产的技术领域，具体涉及一种氯乙烯的除杂装置。
背景技术
现今，氯乙烯的生产方法通常采用的是电石法和乙烯法，电石法最终制得的氯乙烯中乙炔含量极低，高沸物小于10ppm，就有机杂质来说，电石法所制得的氯乙烯的质量高于乙烯法所制得的氯乙烯的质量，但是，由于采用电石法生产的氯乙烯中含水量高于乙烯法制得的氯乙烯，在采用氯乙烯聚合生产聚氯乙烯的过程中，若氯乙烯中所含水分过多，则由于水分能够水解由氧与氯乙烯生成的低分子过氧化物，会产生氯化氢、甲酸、甲醛等酸性物质，故会导致钢设备腐蚀，并生成Fe3+，Fe3+存在于氯乙烯单体中，将使聚合后的聚氯乙烯树脂的色泽变黄或成为黑点杂质，并降低聚氯乙烯的热稳定性。Fe3+的存在还会使氧和氯乙烯生成过氧化物，生成的过氧化物既能重复上述水解过程，又能引发氯乙烯的聚合，从而生成聚合度较低的聚氯乙烯，造成塔盘部件的堵塞而被迫停车处理。
因此，在氯乙烯聚合的系统中，由于不能完全脱氧，故需尽量减少聚合系统中的水分，从而降低氯乙烯单体中的盐酸和铁离子，避免因氯乙烯自聚而堵塞精馏塔，影响聚合反应的发生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种氯乙烯的除杂装置，用于解决现有的氯乙烯中含有过量的水分会造成聚合系统堵塞或影响聚合反应的发生的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种氯乙烯的除杂装置，包括初级冷凝机构、除水机构和终极冷凝机构，所述初级冷凝机构和所述终极冷凝机构之间通过气相管路相连，所述除水机构通过液相管路分别与所述初级冷凝机构和所述终极冷凝机构相连，
所述终极冷凝机构包括尾气冷凝器和下液管路，所述下液管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路的第一端与所述尾气冷凝器的出口固定连接，所述第二管路的入口端与所述第一管路的第二端固定连接，所述第二管路的入口端高于所述第二管路的出口端设置，所述第二管路上设置有排水导淋器，所述下液管路的外围设置有蒸汽伴热器。
优选地，所述除水机构包括依次串联设置的缓冲罐、预过滤器、聚结器、干燥器、低沸塔和高沸塔，所述初级冷凝机构通过液相管路与缓冲罐连接，所述终极冷凝机构通过液相管路与所述低沸塔连接，所述低沸塔包括低沸塔本体、低沸塔冷凝器和低沸塔回流罐，所述低沸塔冷凝器的入口通过管路与所述低沸塔本体的气相出口相连，所述低沸塔冷凝器的液相出口与所述低沸塔回流罐的入口相连，所述低沸塔回流罐的出口与所述低沸塔本体的入口相连，所述低沸塔冷凝器的气相出口与所述尾气冷凝器的入口相连，所述尾气冷凝器的出口与所述低沸塔回流罐的入口相连。
优选地，所述干燥器为棒碱干燥器。
优选地，所述缓冲罐的排水管路、所述预过滤器的排水管路、所述聚结器的排水管路、所述干燥器的排液管路、所述尾气冷凝器的排水管路均与排水罐相连，所述排水罐的外部设置有加热夹套，所述排水罐上设置有气相管路，依次通过氯乙烯气柜、压缩机与所述初级冷凝机构相连。
优选地，所述第一管路呈竖直设置，所述第二管路与所述第一管路的夹角为120°。
优选地，所述第一管路上设置有排水阀。
相比于现有技术，本实用新型所述的氯乙烯的除杂装置具有以下优势：本实用新型氯乙烯的除杂装置通过设置有初级冷凝机构、除水机构和终极冷凝机构，从而达到对氯乙烯较好的除杂效果，且在本实用新型中的终极冷凝机构中，下液管路的外围采用蒸汽伴热的供热方式，且第二管路采用倾斜设置，使得本实用新型在终极冷凝机构中，经冷却液化后的物料的下料更加顺畅，在下液管路中增设有排水点，从而有效减少了经终极冷凝机构处理后的物料中的含水量。结合后期的除水机构达到了将最终输出的氯乙烯的含水量降低到150ppm以下，在后期氯乙烯单体聚合生成PVC的过程中，使最终形成的PVC的产品质量得到了较大的改善，聚合程度较高，同时，降低了聚合体系中铁离子的含量，提高了PVC树脂的白度和热稳定性。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。在附图中：
图1示出了本实用新型一种优选实施方式的氯乙烯的除杂装置的结构示意图；
图2示出了图1中终极冷凝机构的结构示意图。
附图说明：
1-初级冷凝机构， 2-除水机构，
21-缓冲罐， 22-预过滤器，
23-聚结器， 24-干燥器，
25-低沸塔， 251-低沸塔本体，
252-低沸塔冷凝器， 253-低沸塔回流罐，
26-高沸塔， 3-终极冷凝机构，
31-尾气冷凝器， 32-下液管路，
321-第一管路， 322-第二管路，
323-排水导淋器， 324-蒸汽伴热器，
4-排水罐， 5-氯乙烯气柜，
6-压缩机。
具体实施方式
本实用新型提供了许多可应用的创造性概念，该创造性概念可大量的体现于具体的上下文中。在下述本实用新型的实施方式中描述的具体的实施例仅作为本实用新型的具体实施方式的示例性说明，而不构成对本实用新型范围的限制。
下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型作进一步的描述。
如图1和图2所示，一种氯乙烯的除杂装置，包括初级冷凝机构1、除水机构2和终极冷凝机构3，所述初级冷凝机构1和所述终极冷凝机构3之间通过气相管路相连，所述除水机构2分别通过液相管路与所述初级冷凝机构1和所述终极冷凝机构3相连，所述终极冷凝机构3包括尾气冷凝器31和下液管路32，所述下液管路32包括第一管路321和第二管路322，所述第一管路321的第一端与所述尾气冷凝器31的出口固定连接，所述第二管路322的入口端与所述第一管路321的第二端固定连接，所述第二管路322的入口端高于所述第二管路322的出口端设置，所述第二管路322上设置有排水导淋器323，所述第二管路322的外围设置有蒸汽伴热器324。
氯乙烯又名乙烯基氯，是一种应用于高分子化工的重要单体，由乙烯或乙炔制得，沸点为-13.9℃。由氯乙烯压缩系统输出的原物料中会含有氯乙烯气体、水蒸汽以及少量的氮气、氢气和乙炔气或乙烯气。将上述原物料首先输入到初级冷凝机构1中，本实施例中的初级冷凝机构1包括串联设置的两个冷凝器，分别为一段冷凝器和二段冷凝器，一段冷凝器中输出的气相继续输送到二段冷凝器中进行冷却，初级冷凝机构1中均采用0-10℃的工业用水作为冷媒对原物料进行冷却，使得原物料中的部分氯乙烯气体及水蒸气冷凝成液体，未冷凝成液体的水和氯乙烯依然存在于气相中，随同少量的氮气、氢气和乙炔气通过气相管路输送到终极冷凝机构3中的尾气冷凝器31中。在初级冷凝机构1中经冷凝后的液体水和氯乙烯通过液相管路输送到除水机构2中。
输送到尾气冷凝器31中的气相物料在尾气冷凝器31中进行再冷却处理。冷凝器为制冷系统的机件，属于换热器的一种，能使气体通过一跟长长的管子，让热量散失到四周的空气中，从而把气体或蒸汽转变为液体。本实施例中尾气冷凝器31中的冷媒采用-40--30℃的冷冻盐水，使得气相物料中剩余的大量氯乙烯液化成液体，伴随着水蒸气也大量液化，液化后的氯乙烯和水则随着下液管路32输出，依然呈气相的氮气、氢气、乙炔气以及很少量的氯乙烯和水则由尾气冷凝器31的气相出口输出。在下液管路32中的液相氯乙烯和水依次经由第一管路321和第二管路322输出到除水机构2中。
在本实施例中，第二管路322采用入口端高于出口端的形式设置，使得在下液管路32中的物料的下料更加通畅。且由于在尾气冷凝器31中，冷媒的温度过低，故部分水会固化成冰从而造成下液管路3232的堵塞，本实施例在下液管路32的外围设置有蒸汽伴热器324从而为下液管路32供热，本实施例蒸汽伴热器324的设置方式为采用两根蒸汽管道紧贴下料管道的外壁设置的形式，通过蒸汽热使冰融化为水并随着下液管路32流动，进而能防止因为在下液管路32中水凝结为冰而堵塞下料管道，使得液化后的氯乙烯难以进入除水机构2，而是从尾气冷凝器31的的气相出口输出，造成跑料情况的发生。当然，上述伴热方式也可采用电伴热的方式，即紧贴下料管安装一条电伴热带，但由于电伴热控制箱一般为根据设定温度自动运行，故加热效果不理想，经实际生产鉴定依然经常会出现跑料情况的发生，故本实施例优选为采用蒸汽伴热的方式。在蒸汽伴热的过程中，冰会在下液管路32融化为水，本实施例还优选在第二管路322的末端设置有排水导淋器323，本实施例中，该排水导淋器323以在第二管路322上设置有短支路，并在该短支路上安装排水阀的形式设置，从而增加了下液管路32中的排水点，使得下液管路32中化冰结束后，通过排水导淋器323能将下液管路32中的水及时排出，从而减少了由于水分不能及时排出而造成尾气冷凝器31频繁切换次数的问题。当然，在排水的过程中，少量的氯乙烯会随水一同排出，可采用人工监测排水阀所对应的排水管路中液位的方式来减少混合在水中的氯乙烯的量，从而减少氯乙烯的排出量，提高氯乙烯的回收率。综上，本实施例中下液管路32的设计不仅使得物料的下料更顺畅，同时也避免了跑料情况的发生，并能减少氯乙烯单体中的水分含量，使得水分的控制更稳定，具有非常好的使用效果。
请参阅图1，上述除水机构2包括依次串联设置的缓冲罐21、预过滤器22、聚结器23、干燥器24、低沸塔25和高沸塔26，所述初级冷凝机构1通过液相管路与缓冲罐21连接，所述终极冷凝机构3通过液相管路与所述低沸塔25连接，所述低沸塔25包括低沸塔本体251、低沸塔冷凝器252和低沸塔回流罐253，所述低沸塔冷凝器252的入口通过管路与所述低沸塔本体251的气相出口相连，所述低沸塔冷凝器252的液相出口与所述低沸塔回流罐253的入口相连，所述低沸塔回流罐253的出口与所述低沸塔本体251的入口相连，所述低沸塔冷凝器252的气相出口与所述尾气冷凝器31的入口相连，所述尾气冷凝器31的出口与所述低沸塔回流罐253的入口相连。
缓冲罐21是一种能缓冲系统中的压力波动，使介质的运行更平稳的装置，它的介质可为液相，也可为气相或固相。由于部分游离水在氯乙烯中呈分散相，即呈大小不等的液滴而存在，故当其输入到缓冲罐21中，粒径大于2um的水滴在缓冲罐21中经由静置、沉降作用会在设备底部的沉降集水罐中分层而排出，该部分的除水仅为初级除水，粒径小于2um的水滴在氯乙烯中会形成稳定的油包水型乳状液，在缓冲罐21中无论其静置多长时间都不会形成沉降而除去。经由缓冲罐21中输出的一级物料再经由管道输送到预过滤器22中进行处理，上述输出的一级物料为含有乳化水、未除尽的游离水、杂质颗粒和自聚物的粗氯乙烯物料，预过滤器22是对物料进行初级过滤的装置，其不使用化学药剂，而只使用不锈钢滤芯等设备对物料实现过滤，在氯乙烯的预过滤器22中将一级物料中的固体杂质和自聚物除去。从预过滤器22中输出的二级物料再输入到聚结器23中进行处理，聚结器23又称聚结分离器，含有聚结滤芯和分离滤芯，物料输送到聚结滤芯后能将小水滴聚结成较大的水珠，从而使聚结后的水珠依靠自重实现分离，留下的物料含有粒径较小的水滴，由于物料的流动来不及沉降，被夹带着流向物料出口继续经过分离滤芯，由于分离滤芯具有良好的憎水性，其只允许氯乙烯物料通过，而不允许水通过，故能进一步高效率、高精度、大流量地分离出氯乙烯中的水分，在二级物料中分散的乳化状小水滴通过聚结器23实现聚结，从而进一步分离出二级物料中的水，之后从聚结器23中输出三级物料。将得到的三级物料继续输入到干燥器24中进行干燥处理，以达到进一步除水的目的，从而得到从干燥器24中输出的四级物料，输出的四级物料继续依次经由低沸塔25和高沸塔26进行处理，低沸塔25和高沸塔26均是实现精馏的装置，通过低沸塔25和高沸塔26能利用回流使得混合物得到高纯度的分离，从而去除氯乙烯中乙炔、乙醛和二氯乙烷等杂质，最终从高沸塔26中输出的即为干燥处理后的氯乙烯。
本实施例优选为在高沸塔26的输出管道上进一步增设有干燥器24，能对从高沸塔26输出的物料实现进一步的干燥处理。
本实施例中除水机构2包括多级除水装置，能对氯乙烯物料实现较好的除水效果，配合上述终极冷凝机构3中下液管路32的方案，实现了对于氯乙烯单体中水分的较好控制，在氯乙烯单体聚合生成PVC的过程中，使得PVC的产品质量得到了改善，同时由于氯乙烯单体水分的降低也降低了聚合系统中铁离子的含量，从而提高了PVC树脂的白度和热稳定性。
优选地，本实施例中干燥器24为棒碱干燥器24。
现对氯乙烯干燥处理的干燥器24一般为固碱干燥器24，固碱主要成分为氢氧化钠，氯乙烯单体只需同固碱表面充分接触，从而利用固碱干燥器24的强吸水性便能除去氯乙烯中的水分，但是当固碱表面吸水后，会形成胶状的高浓碱，会同其他固碱颗粒粘连在一起，从而堵塞固碱干燥器24的堆积空隙流道，这些胶状的高浓碱随着含水的增加会变为稀碱而具有流动性，由于碱液液滴密度远比氯乙烯大，故可下沉到干燥器24底部从而最终同其他固碱分离。同时，由于固碱床层的堆积密度差，并有粘连效应，故固碱床层的阻力不均匀，固碱干燥器24的局部很快会被介质含水的氯乙烯液体所穿透，形成的沟道会使含水氯乙烯能直接通过，从而大大降低了干燥器24的除水效率。本实施例采用棒碱干燥器24，棒碱呈圆柱状，棒碱的机械强度高，不易破裂，故不会被带入后继工序中，不会造成对设备管道的堵塞，且棒碱的堆填孔隙率较大，系统阻力小，不易出现固碱所存在的粘连效应，保证了其对氯乙烯的除水效果，棒碱在使用过程中单耗是片碱或块碱的30～40％，故单耗较低，可实现多次切换使用。在本实施例中通过控制低沸塔25出口水分来监测棒碱的使用效果，在低沸塔25出口水达到400ppm时及以上时，即表明棒碱需要更换，通过快速更换棒碱从而能保证本实施例中干燥器24的干燥效果。
值得一提的是，所述缓冲罐21的排水管路、所述预过滤器22的排水管路、所述聚结器23的排水管路、所述干燥器24的排液管路、所述尾气冷凝器31的排水管路均与排水罐4相连，所述排水罐4的外部设置有加热夹套，所述排水罐4上设置有气相管路，依次通过氯乙烯气柜5、压缩机6与所述初级冷凝机构1相连。
虽然从一般理论来讲，氯乙烯不溶于水，但在实际生产中氯乙烯在水中呈微溶状态，故在缓冲罐21、预过滤器22、聚结器23、尾气冷凝器31的排水管路中，介质水中会含有少量的氯乙烯，干燥器24的排碱液管路中也会存在少量的氯乙烯，本实施例将上述所排出的水及碱液采用排水罐4进行回收，排水罐4的外部设置有夹套，通过向夹套中通入带有热量的气体或液体从而为排水罐4供热，使排水罐4内部的氯乙烯气化并从液态介质中挥发出来，挥发出的氯乙烯再通过气相管路输入到氯乙烯气柜5中，由于氯乙烯气柜5的操作压力较小，与排水罐4有较大的压差，故氯乙烯气柜5有利于氯乙烯的气化和回收，再通过压缩机6对回收到氯乙烯气柜5中的氯乙烯进行压缩，之后将该压缩后的氯乙烯再次输入到初级冷凝机构1中。添设有排水罐4，实现了对于粗氯乙烯原料中氯乙烯的充分回收，且由于从排水罐4中回收的氯乙烯携带有水分等杂质，故将其输出到初级冷凝机构1中，并经由后续程序实现再次除杂处理。因此，本优选实施例对氯乙烯的回收率高、除杂效果好，能减低企业成本，经济效益较为显著。
请参阅图2，需要说明的是，所述第一管路321呈竖直设置，所述第二管路322与所述第一管路321的夹角为120°。
上述第一管路321和第二管路322优选为一体成型，第二管路322通过折弯处理与第一管路321形成120°的角度，上述设置方式，在节省设置空间的情况下，使下料达到了非常通畅的状态，并且也减少了第一管路321或第二管路322太过水平而会导致管路内部易结冰情况出现的几率，同时也消除了在第一管路321或第二管路322太过竖直时，氯乙烯流速太快，产生静电火花所造成的安全隐患。
当然，在上述终极冷凝机构3中，为了增强对物料的冷凝效果，可采用两个或两个以上的尾气冷凝器31，第二个尾气冷凝器31及之后的尾气冷凝器31只需分别采用管道使其排液口与第一个尾气冷凝器31的第一管路321相通，使得从尾气冷凝器31中输出的液体均经由第二倾斜设置的第二管路322排出即可，节省了管路材料和存放空间。
此外，为了进一步增加下液管路32中的排水点从而增强下液管路32的除水效果，在所述第一管路321上也设置有排水阀。
采用上述优选实施例，能将电石法制取氯乙烯单体中原含水量300ppm变为150ppm以下，除水效果非常显著，从而也提高了后续聚合生产工艺制作形成的聚氯乙烯产品的品质，提高了企业的经济效益。
应该注意的是，上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。
Claims (6)
1.一种氯乙烯的除杂装置，其特征在于，包括初级冷凝机构(1)、除水机构(2)和终极冷凝机构(3)，所述初级冷凝机构(1)和所述终极冷凝机构(3)之间通过气相管路相连，所述除水机构(2)通过液相管路分别与所述初级冷凝机构(1)和所述终极冷凝机构(3)相连，
所述终极冷凝机构(3)包括尾气冷凝器(31)和下液管路(32)，所述下液管路(32)包括第一管路(321)和第二管路(322)，所述第一管路(321)的第一端与所述尾气冷凝器(31)的出口固定连接，所述第二管路(322)的入口端与所述第一管路(321)的第二端固定连接，所述第二管路(322)的入口端高于所述第二管路(322)的出口端设置，所述第二管路(322)上设置有排水导淋器(323)，所述下液管路(32)的外围设置有蒸汽伴热器(324)。
2.根据权利要求1所述的氯乙烯的除杂装置，其特征在于，所述除水机构(2)包括依次串联设置的缓冲罐(21)、预过滤器(22)、聚结器(23)、干燥器(24)、低沸塔(25)和高沸塔(26)，所述初级冷凝机构(1)通过液相管路与缓冲罐(21)连接，所述终极冷凝机构(3)通过液相管路与所述低沸塔(25)连接，所述低沸塔(25)包括低沸塔本体(251)、低沸塔冷凝器(252)和低沸塔回流罐(253)，所述低沸塔冷凝器(252)的入口通过管路与所述低沸塔本体(251)的气相出口相连，所述低沸塔冷凝器(252)的液相出口与所述低沸塔回流罐(253)的入口相连，所述低沸塔回流罐(253)的出口与所述低沸塔本体(251)的入口相连，所述低沸塔冷凝器(252)的气相出口与所述尾气冷凝器(31)的入口相连，所述尾气冷凝器(31)的出口与所述低沸塔回流罐(253)的入口相连。
3.根据权利要求2所述的氯乙烯的除杂装置，其特征在于，所述干燥器(24)为棒碱干燥器(24)。
4.根据权利要求2所述的氯乙烯的除杂装置，其特征在于，所述缓冲罐(21)的排水管路、所述预过滤器(22)的排水管路、所述聚结器(23)的排水管路、所述干燥器(24)的排液管路、所述尾气冷凝器(31)的排水管路均与排水罐(4)相连，所述排水罐(4)的外部设置有加热夹套，所述排水罐(4)上设置有气相管路，依次通过氯乙烯气柜(5)、压缩机(6)与所述初级冷凝机构(1)相连。
5.根据权利要求1所述的氯乙烯的除杂装置，其特征在于，所述第一管路(321)呈竖直设置，所述第二管路(322)与所述第一管路(321)的夹角为120°。
6.根据权利要求1所述的氯乙烯的除杂装置，其特征在于，所述第一管路(321)上设置有排水阀。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201620749558.4U CN205803358U (zh) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | 一种氯乙烯的除杂装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111841061A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-10-30 | 山东朗晖石油化学股份有限公司 | 一种适用于冬天环境氯乙烯排水设备 |
| CN112717669A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-04-30 | 内蒙古亿利化学工业有限公司 | 一种氯乙烯生产中聚合尾气处理系统 |
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2016
- 2016-07-13 CN CN201620749558.4U patent/CN205803358U/zh active Active
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