CN219849591U - 氯乙烯单体的回收系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种氯乙烯单体的回收系统，包括：聚合釜、沉析槽、汽提塔、第一冷凝装置、第一水分离器及压缩气柜。聚合釜的出料口与沉析槽的进料口通过浆料管线连接，沉析槽的浆料出口与汽提塔的进料口连通，沉析槽的气相出口和汽提塔的气相出口均与第一冷凝装置的进气口连通，第一冷凝装置的冷凝液出口通过管路依次连通有第一水分离器和压缩气柜。浆料管线上沿浆料输出方向依次连接有浆料泵和射流器，射流器的喉管段和射流器的扩散段均通过沉析槽的进料口伸入且水平处于沉析槽的内部。本请实现了氯乙烯单体的高效回收，降低了能耗。
Description
技术领域
本申请涉及于聚氯乙烯生产技术领域，尤其涉及一种氯乙烯单体的回收系统。
背景技术
聚氯乙烯，英文简称PVC，是氯乙烯单体(VCM)在引发剂或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物。为无定形结构的白色粉末，由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及较容易加工等特点，是世界上产量最大的通用塑料，应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、人造革、管材、电力、包装密封材料等方面均有广泛应用。
根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。其中，悬浮法聚氯乙烯是产量最大的一个品种，约占PVC总产量的80％左右。悬浮法生产聚氯乙烯是将氯乙烯单体在含悬浮分散剂的水中，借机械搅拌分散，以自由基引发剂引发聚合反应而得。在聚合反应结束后，反应釜中还残留有未反应的氯乙烯单体，由于氯乙烯单体活泼，与空气混合能够形成爆炸性混合物，且当空气中的氯乙烯含量较多时，对人体有麻醉作用，甚至使人急性中毒，同时，氯乙烯单体的存在会影响聚氯乙烯的质量，因此，在聚氯乙烯生产过程中，需要将反应后残留的氯乙烯单体进行回收。
目前通过将聚氯乙烯浆料输至沉析槽加热使得氯乙烯单体初步析出；再将聚氯乙烯浆料通入汽提塔进行汽提，脱除残余氯乙烯单体，经过两步将游离在聚合釜空间的氯乙烯单体和聚氯乙烯吸收的氯乙烯单体进行回收。但此系统在运行过程中，尽管沉析槽加热的同时对浆料进行搅拌，但由于浆料具有粘度，导致浆料的湍流不够强烈，聚氯乙烯没有足够的空间析出，使得氯乙烯单体的脱除仅为一小部分，进而导致聚氯乙烯浆料中剩余的氯乙烯单体需要通过汽提塔脱除，且由于汽提塔体积较大，运行一次所消耗的电能、热能也较多，这样不仅导致后续汽提塔的工作时长较长，降低了氯乙烯单体的回收效率，也增大了系统能耗，浪费资源。
实用新型内容
本申请提供一种氯乙烯单体的回收系统，用以解决背景技术中提到的上述问题。
本申请提供一种氯乙烯单体的回收系统，包括：聚合釜、沉析槽、汽提塔、第一冷凝装置、第一水分离器及压缩气柜。
聚合釜的出料口与沉析槽的进料口通过浆料管线连接，沉析槽的浆料出口与汽提塔的进料口连通，沉析槽的气相出口和汽提塔的气相出口均与第一冷凝装置的进气口连通，第一冷凝装置的冷凝液出口通过管路依次连通有第一水分离器和压缩气柜。
浆料管线上沿浆料输出方向依次连接有浆料泵和射流器，射流器的喉管段和射流器的扩散段均通过沉析槽的进料口伸入且水平处于沉析槽的内部。
沉析槽的内壁设置有折流板。
可选的，射流器的进气口连接有蒸汽管线。
可选的，喉管段与沉析槽的内壁之间设置有支撑杆。
可选的，沉析槽的顶部设置有过滤网。
可选的，聚合釜的顶部与第一冷凝装置之间，通过单体回收管线连接，单体回收管线上设置有负压风机。
可选的，第一水分离器的水相出口与聚合釜的进料口通过回水管线连通。
可选的，沉析槽内部的搅拌装置包括同轴上下连接的螺旋搅拌桨和框式搅拌桨。
可选的，回收系统还设置有精馏装置，精馏装置包括依次连通的精馏塔、第二冷凝装置、第二水分离器及单体储罐。
精馏塔的进液口与压缩气柜之间通过提升泵连通。
本申请提供的氯乙烯单体的回收系统，实现了氯乙烯单体的高效回收，相比于现有技术，具有如下有益效果：
(1)通过在聚合釜和与沉析槽之间设置射流器，浆料在输送过程中，通过浆料泵给予浆料初速度流入射流器，浆料在射流器中经过加压加速流入喉管段，并经过扩散段以高速喷出至沉析槽内，且浆料在下落过程中呈散开状，有利于提高浆料的受热面积，进而氯乙烯单体能快速析出，提高氯乙烯单体的脱除效率。
(2)通过将射流器的进气口与蒸汽管线连通，使得浆料在流经射流器时，与负压吸入的水蒸气混合，水蒸气具有热量，使得浆料在进入沉析槽前进行加热，一部分氯乙烯单体在从射流器喷出时已经析出，进一步提高了氯乙烯单体的脱除效率。
(3)喷出的浆料与折流板碰撞，使得浆料下落时不断发生碰撞分散、流动汇合的运动，再与搅拌装置共同作用，能够进一步提高浆料的湍流程度，使得浆料的升温效果更好，提高氯乙烯单体的脱除效率。
(4)本申请中设置的射流器，成本低，效果好。且本申请结构简单，节省空间，便于大面积推广。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的氯乙烯单体的回收系统的结构示意图；
图2为本申请另一实施例提供的氯乙烯单体的回收系统的结构示意图；
图3为本申请再一实施例提供的氯乙烯单体的回收系统的结构示意图；
附图标记说明：
1：聚合釜、2：沉析槽、3：汽提塔、4：第一冷凝装置、5：第一水分离器、6：压缩气柜、7：射流器、110：浆料管线、120：浆料泵、210：折流板、220：过滤网、230：螺旋搅拌桨、240：框式搅拌桨、410：单体回收管线、420：负压风机、510：回水管线、710：喉管段、720：扩散段、730：蒸汽管线、740：支撑杆、810：精馏塔、820：第二冷凝装置、830：第二水分离器、840：单体储罐、850：提升泵。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，也属于本申请保护的范围。
图1为本申请一实施例提供的氯乙烯单体的回收系统的结构示意图，如图1所示，一种氯乙烯单体的回收系统，包括：聚合釜1、沉析槽2、汽提塔3、第一冷凝装置4、第一水分离器5及压缩气柜6。
聚合釜1的出料口与沉析槽2的进料口通过浆料管线110连接，沉析槽2的浆料出口与汽提塔3的进料口连通，沉析槽2的气相出口和汽提塔3的气相出口均与第一冷凝装置4的进气口连通，第一冷凝装置4的冷凝液出口通过管路依次连通有第一水分离器5和压缩气柜6。
浆料管线110上沿浆料输出方向依次连接有浆料泵120和射流器7，射流器7的喉管段710和射流器7的扩散段720均通过沉析槽2的进料口伸入且水平处于沉析槽2的内部。
沉析槽2的内壁设置有折流板210。
具体地，在聚氯乙烯生产中，生成的聚氯乙烯不溶于氯乙烯单体中，但聚氯乙烯可吸收氯乙烯单体约达27％(被单体所溶胀)，形成具有粘度的浆料，在聚合反应完成后，聚合釜空间中还存在少量游离的未反应的氯乙烯单体以及聚氯乙烯吸收的氯乙烯单体，本申请需要对这些氯乙烯单体进行回收。打开浆料泵120，将浆料通过浆料管线110输送至沉析槽2内进行加热搅拌，使得聚氯乙烯内吸收的氯乙烯单体析出。浆料在输送过程中，浆料泵120给予浆料一定的速度流动，并进入射流器7，浆料在射流器7中经过射流器7的负压室和渐缩段进行加压加速，使得浆料以更高的速度流入喉管段710，并经过扩散段720喷出至沉析槽2内。这样设置，使得浆料以高速从扩散段720喷出，且浆料受重力作用，在喷出时浆料在下落过程中呈散开状，有利于提高浆料的受热面积，氯乙烯单体更能快速析出，因此，射流器7的使用，不仅能够使得浆料一边转移一边脱除氯乙烯单体，还能够提高氯乙烯单体的脱除效率，降低后续汽提塔3的运行负荷和运行时间，且通过射流器7对浆料再次加速的过程无需通过连接其它供能装置，节能环保。
同时，从扩散段720喷出的浆料直接与沉析槽2内壁上的折流板210碰撞，或在下落过程中与折流板210碰撞，使得浆料下落时不断发生碰撞分散、流动汇合的情况，能够进一步提高浆料的湍流程度，使得浆料加热升温效果更好，因此提高了氯乙烯单体的脱除。下落至沉析槽2内的浆料通过搅拌装置进行搅拌，持续对氯乙烯单体进行脱除。将沉析槽2内的气相氯乙烯单体及夹杂的少量水蒸气通入第一冷凝装置4中进行冷凝，形成液相氯乙烯单体和少量水，并将冷凝后的液相氯乙烯单体和水输至第一水分离器5进行油水分离，并将液相氯乙烯单体输至压缩气柜6进行存储。
沉析槽2加热完成后，将浆料输至汽提塔3内进行汽提，浆料由汽提塔3上部进入汽提塔3内部并由上至下下落，水蒸气由汽提塔3下部进入并由下至上运动，浆料与水蒸气在汽提塔3内逆流接触，并进行传质传热，浆料中的氯乙烯单体受热析出，不断转移至水蒸气中，并随水蒸气由汽提塔3的顶部输出至第一冷凝装置4中进行冷凝，形成液相氯乙烯单体和水，同样，液相氯乙烯单体和水通过第一水分离器5进行油水分离，液相氯乙烯单体输至压缩气柜6进行存储，这样完成氯乙烯单体的回收。汽提结束后的浆料输至下一工序进行提纯，如干燥工序。
本申请通过上述方案，实现了氯乙烯单体的高效回收，通过在聚合釜与沉析槽之间设置浆料泵和射流器，浆料在输送过程中，通过浆料泵给予浆料初速度流入射流器，浆料在射流器中经过加压加速流入喉管段，并经过扩散段以高速喷出至沉析槽内，且浆料在下落过程中呈散开状，有利于提高浆料的受热面积，进而氯乙烯单体能快速析出，提高氯乙烯单体的脱除效率。同时，喷出的浆料与折流板碰撞，使得浆料下落时不断发生碰撞分散、流动汇合的运动，能够进一步提高浆料的湍流程度，使得浆料的升温效果更好，提高氯乙烯单体的脱除效率。且通过射流器对浆料再次加速，无需消耗电能或其它能源，成本低，效果好。同时，通过汽提塔对浆料中的氯乙烯单体再次脱除，进一步提高了氯乙烯单体的脱除效率。
图2为本申请另一实施例提供的氯乙烯单体的回收系统的结构示意图，如图2所示，可选的，射流器7的进气口连接有蒸汽管线730。
具体地，浆料在经过射流器7时，在射流器7内形成负压空间，会将气体吸入射流器7内，本申请中，射流器7的进气口与蒸汽管线730连通，使得浆料在流经射流器7时，与负压吸入的水蒸气混合，水蒸气具有热量，使得浆料在进入沉析槽2前进行加热，一部分氯乙烯单体在从射流器7喷出时已经析出，这样设置，进一步提高了氯乙烯单体的脱除效率。
可选的，喉管段710与沉析槽2的内壁之间设置有支撑杆740。
具体地，支撑杆740的设置为了使得喉管段710和扩散段720更加牢固，在沉析槽2中保持水平方向，有利于长周期系统稳定运行。
可选的，沉析槽2的顶部设置有过滤网220。
具体地，浆料在经过从射流器7喷出、与折流板210碰撞、以及沉析槽2中的搅拌这一系列运动中，会有少量小颗粒的聚氯乙烯随氯乙烯单体排出，此时，过滤网220能够将小颗粒的聚氯乙烯捕集，并在重力作用下回落至沉析槽2底部的浆料中，减少了氯乙烯单体中的聚氯乙烯量，提高了氯乙烯单体的品质。
可选的，聚合釜1的顶部与第一冷凝装置4之间，通过单体回收管线410连接，单体回收管线410上设置有负压风机420。
具体地，当将聚合釜1中的浆料输至沉析槽2完毕后，聚合釜1空间中还残留有游离的氯乙烯单体，将这些游离氯乙烯单体在负压风机420的抽吸下，通过单体回收管线410输至第一冷凝装置4进行冷凝，提高了氯乙烯单体的回收量和回收效率。
可选的，第一水分离器5的水相出口与聚合釜1的进料口通过回水管线510连通。
具体地，由于浆料具有一定粘度，因此，当将聚合釜1中的浆料输至沉析槽2完毕后，聚合釜1的内壁上还粘连有少量浆料，将第一水分离器5中的水通过回水管线510输至聚合釜1内，对聚合釜1的内壁进行冲洗，得到的冲洗液再经过浆料泵120输至沉析槽2进行氯乙烯单体的脱除，这样设置不仅无需再从输水管网添加水进行冲洗，节约了水资源，同时，提高了氯乙烯单体的回收量。
可选的，沉析槽2内部的搅拌装置包括同轴上下连接的螺旋搅拌桨230和框式搅拌桨240。
具体地，螺旋搅拌桨230和框式搅拌桨240共同搅拌，能够提高浆料的加热效率，进而提高氯乙烯单体的脱除效率。且沉析槽2的搅拌装置采用底入式搅拌装置，便于拆卸、检修。
更进一步地，框式搅拌桨240的宽度大于螺旋搅拌桨230的宽度，使得在搅拌时，形成两种不同宽度大小的湍流，避免搅拌死区出现，提高加热效率和氯乙烯单体的脱除效率。
图3为本申请再一实施例提供的氯乙烯单体的回收系统的结构示意图，如图3所示，可选的，本申请的回收系统还设置有精馏装置，精馏装置包括依次连通的精馏塔810、第二冷凝装置820、第二水分离器830及单体储罐840。
精馏塔810的进液口与压缩气柜6之间通过提升泵850连通。
具体地，经过沉析槽2和汽提塔3脱除的氯乙烯单体中还含有其它杂质，如乙炔、氯甲烷、氯乙烷、二氯乙烷等，这些杂质的存在，使得氯乙烯单体的纯度不适于再次用于聚合反应，因此，将压缩气柜6的氯乙烯单体通入精馏塔810进行精馏，在精馏塔810的塔顶除去中的低沸物乙炔、氯甲烷，在精馏塔810的塔釜除去氯乙烷、二氯乙烷等高沸物，在精馏塔810侧线得到气相精氯乙烯单体，将气相精氯乙烯单体经过第二冷凝装置820冷凝，得到液相精氯乙烯单体和少量水，再通过第二水分离器830进行油水分离，得到精氯乙烯单体。精馏装置的设置，提高了氯乙烯单体的质量，使得氯乙烯单体能够再次用于聚氯乙烯的合成，避免了氯乙烯单体的浪费，节约了资源。
下面以具体的实施例对本申请的技术方案进行详细举例说明。
本实施例中氯乙烯单体的回收系统，在具体工作时的运行流程如下：
打开浆料泵120，将浆料通过浆料管线110输送至沉析槽2内进行加热搅拌，使得聚氯乙烯内吸收的氯乙烯单体析出。浆料在输送过程中，浆料泵120给予浆料一定的速度流动，并进入射流器7，浆料在射流器7中经过射流器7的负压室和渐缩段进行加压加速，使得浆料以更高的速度流入喉管段710，并经过扩散段720喷出至沉析槽2内。在喷出时浆料在下落过程中呈散开状，提高了浆料的受热面积，氯乙烯单体能快速析出。同时，射流器7的进气口与蒸汽管线730连通，使得浆料在流经射流器7时，与负压吸入的水蒸气混合，水蒸气具有热量，使得浆料在进入沉析槽2前进行加热，一部分氯乙烯单体在从射流器7喷出时已经析出。
从扩散段720喷出的浆料直接与沉析槽2内壁上的折流板210碰撞，或在下落过程中与折流板210碰撞，使得浆料下落时不断发生碰撞分散、流动汇合的情况，能够进一步提高浆料的湍流程度，提高了氯乙烯单体的脱除。下落至沉析槽2内的浆料通过搅拌装置进行搅拌，沉析槽2内部的搅拌装置包括同轴上下连接的螺旋搅拌桨230和框式搅拌桨240，且框式搅拌桨240的宽度大于螺旋搅拌桨230的宽度，持续对氯乙烯单体进行脱除。
将沉析槽2内的气相氯乙烯单体及夹杂的少量水蒸气通入第一冷凝装置4中进行冷凝，形成液相氯乙烯单体和少量水，并将冷凝后的液相氯乙烯单体和水输至第一水分离器5进行油水分离，并将液相氯乙烯单体输至压缩气柜6进行存储。
当将聚合釜1中的浆料输至沉析槽2完毕后，在负压风机420的抽吸下，将聚合釜1中游离的氯乙烯单体通过单体回收管线410输至第一冷凝装置4进行冷凝后，经过第一水分离器5去除水层，将氯乙烯单体输至压缩气柜6进行存储。完成后，将第一水分离器5中的水通过回水管线510输至聚合釜1内，对聚合釜1的内壁进行冲洗，得到的冲洗液再经过浆料泵120输至沉析槽2进行氯乙烯单体的脱除。
沉析槽2加热完成后，将浆料输至汽提塔3内进行汽提，浆料由汽提塔3上部进入汽提塔3内部并由上至下下落，水蒸气由汽提塔3下部进入并由下至上运动，浆料与水蒸气在汽提塔3内逆流接触，并进行传质传热，浆料中的氯乙烯单体受热析出，不断转移至水蒸气中，并随水蒸气由汽提塔3的顶部输出至第一冷凝装置4中进行冷凝，形成液相氯乙烯单体和水，同样，液相氯乙烯单体和水通过第一水分离器5进行油水分离，液相氯乙烯单体输至压缩气柜6进行存储，这样完成氯乙烯单体的回收。汽提结束后的浆料输至下一工序进行提纯，如干燥工序。
最后，将压缩气柜6中的氯乙烯单体通过提升泵850通入精馏塔810进行精馏，在精馏塔810的塔顶除去中的低沸物乙炔、氯甲烷，在精馏塔810的塔釜除去氯乙烷、二氯乙烷等高沸物，在精馏塔810侧线得到气相精氯乙烯单体，将气相精氯乙烯单体经过第二冷凝装置820冷凝，得到液相精氯乙烯单体和少量水，再通过第二水分离器830进行油水分离，得到精氯乙烯单体。
最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (8)
1.一种氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，包括：聚合釜(1)、沉析槽(2)、汽提塔(3)、第一冷凝装置(4)、第一水分离器(5)及压缩气柜(6)；
所述聚合釜(1)的出料口与所述沉析槽(2)的进料口通过浆料管线(110)连接，所述沉析槽(2)的浆料出口与所述汽提塔(3)的进料口连通，所述沉析槽(2)的气相出口和所述汽提塔(3)的气相出口均与所述第一冷凝装置(4)的进气口连通，所述第一冷凝装置(4)的冷凝液出口通过管路依次连通有第一水分离器(5)和压缩气柜(6)；
所述浆料管线(110)上沿浆料输出方向依次连接有浆料泵(120)和射流器(7)，所述射流器(7)的喉管段(710)和所述射流器(7)的扩散段(720)均通过所述沉析槽(2)的进料口伸入且水平处于所述沉析槽(2)的内部；
所述沉析槽(2)的内壁设置有折流板(210)。
2.根据权利要求1所述的氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，所述射流器(7)的进气口连接有蒸汽管线(730)。
3.根据权利要求1所述的氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，所述喉管段(710)与所述沉析槽(2)的内壁之间设置有支撑杆(740)。
4.根据权利要求3所述的氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，所述沉析槽(2)的顶部设置有过滤网(220)。
5.根据权利要求1所述的氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，所述聚合釜(1)的顶部与所述第一冷凝装置(4)之间，通过单体回收管线(410)连接，所述单体回收管线(410)上设置有负压风机(420)。
6.根据权利要求1所述的氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，所述第一水分离器(5)的水相出口与所述聚合釜(1)的进料口通过回水管线(510)连通。
7.根据权利要求1所述的氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，所述沉析槽(2)内部的搅拌装置包括同轴上下连接的螺旋搅拌桨(230)和框式搅拌桨(240)。
8.根据权利要求1所述的氯乙烯单体的回收系统，其特征在于，所述回收系统还设置有精馏装置，所述精馏装置包括依次连通的精馏塔(810)、第二冷凝装置(820)、第二水分离器(830)及单体储罐(840)；
所述精馏塔(810)的进液口与所述压缩气柜(6)之间通过提升泵(850)连通。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320906665.3U CN219849591U (zh) | 2023-04-20 | 2023-04-20 | 氯乙烯单体的回收系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320906665.3U CN219849591U (zh) | 2023-04-20 | 2023-04-20 | 氯乙烯单体的回收系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219849591U true CN219849591U (zh) | 2023-10-20 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320906665.3U Active CN219849591U (zh) | 2023-04-20 | 2023-04-20 | 氯乙烯单体的回收系统 |
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2023
- 2023-04-20 CN CN202320906665.3U patent/CN219849591U/zh active Active
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