聚结器在氯乙烯单体除水中的应用

唐莉，杨静涛

（河南联创化工有限公司，河南济源454662）

聚结器在氯乙烯单体除水中的应用

唐莉，杨静涛

（河南联创化工有限公司，河南济源454662）

介绍了河南联创化工有限公司氯乙烯单体含水的除去方法，一期采用固碱干燥，二期采用高效聚结器，运行后，树脂粉的白度有了显著提高，热稳定性等更加稳定。

氯乙烯单体；固碱干燥；高效脱水聚结器

由于国内PVC树脂产能的急剧扩张，市场竞争越来越激烈，产品质量成为客户选择的一个重要因素。在PVC生产中，氯乙烯单体的质量至关重要。比较国内电石法氯乙烯单体同乙烯法氯乙烯单体的质量，差别最大的是水含量。

少量的水在氯乙烯单体中呈分散相—大小不等的液滴存在。在水分离器中只能将≥10μm的水滴静置、沉降、分层后排出，而≤10μm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，无法将其从水分离器中分离出来。氯乙烯的高效脱水一直是业内的棘手问题，能否有效脱除氯乙烯单体中的水分，直接关系到聚氯乙烯树脂产品质量，也直接影响企业的经济效益。

河南联创化工有限公司一直致力于产品质量的提高，先后采用固碱干燥工艺和聚结器除去单体中所含水分，提高氯乙烯单体质量，进而提升成品质量。该公司聚氯乙烯分厂生产规模为20万t/a，一期10万t/a扩建时采用固碱干燥工艺，二期工程采用西安汉华化工科技发展有限公司提供的“氯乙烯高效脱水聚结器”，取得了良好的效果。

1 固碱干燥工艺

氯乙烯单体中的水不是纯水，其中含有铁离子和酸性，对PVC的白度和热稳定性都有很大的影响。

固碱干燥的基本原理是利用固碱的强吸水性将氯乙烯单体所含的乳状微水滴除去。

从理论上讲，氯乙烯单体只要同固碱表面充分接触，就可以完全除去其中的微水滴。但在实际过程中，固碱表面吸水后会形成胶状的高浓碱，同其他固碱颗粒粘连在一起，堵塞堆积孔隙流道，随着浓碱含水量的增加，变为稀碱后具有流动性，离开固碱沉降后分离。然而，上述过程在固碱床层中是不均匀的，由于固碱床层的堆积密度差和粘连效应，其床层的阻力不均匀，该床层的局部很快被大量的液体所穿透，形成沟流使含水氯乙烯短路穿过，除水效率大幅降低。当固碱干燥器中装填小颗粒固碱（如片碱）时，上述现象非常突出；当装填大颗粒固碱（如棒碱）时，虽然上述现象有所减弱，由于堆积孔隙太大，含水氯乙烯不能与固碱表面充分接触，除水效率亦不高。经固碱干燥器除水后，氯乙烯中水含量仍然为500×10-6～600×10-6或更高。

2 聚结器的应用

2.1 基本原理

聚结器的关键分离手段是液－液聚结器。而液－液聚结器的核心元件是聚结滤芯。聚结滤芯由不同表面活性性质的微米级超细纤维在特殊条件下制成，孔径逐层递增。当氯乙烯液体穿过滤床时，夹带的乳化状水滴微粒（分散相）依靠流体表面张力、相对密度、黏度等物理性质的差异，在超细纤维层碰撞、拦截、热运动等综合效能的作用下，先被捕集，然后借助氯乙烯物料的推动在逐层流动中渐渐聚结变大，最终在滤芯的外表面因重力脱离介质主体。该技术可广泛用于液－液（水和烃类）的分离，极大地弥补了传统分离器分离效率低下的缺陷。聚结滤芯的微观结构见图1，分离机理见图2，原理图见图3。

脱水过程为：微小的水滴在通过过滤材料时被微孔材料拦截，拦截的小水滴吸附在聚结材料纤维上，水滴在吸附的聚结材料纤维上和其他小水滴碰撞长大成较大水滴，大的水滴在物料的推动下向聚结材料层的下游运动，继续重复上述过程，直到形成大水滴；聚结器的最外层为排放层，当水滴到达最外层时，已形成的大水滴通过排放层快速沉降，依靠自身的重力实现氯乙烯与水的分离。

2.2 工艺流程

含有乳化水、游离水及杂质颗粒、自聚物的粗氯乙烯物料先经聚结器前端外置的预过滤器除去氯乙烯物料中的固体杂质，被预过滤后的干净的含水氯乙烯进入液-液聚结滤床，在氯乙烯物料中分散的乳状小水滴在通过聚结滤床的过程中被聚结、变大，直到分散相水滴在滤芯外表面形成很大的液滴，依靠自身的重力沉降到卧式容器的沉降集水罐中。除沫消能器设置的目的一方面是稳定氯乙烯介质在卧式容器中的流动状态，使物料尽量稳定、平衡，帮助已经聚集的水滴更有效地沉降收集，同时它的多孔结构亦能除沫、集液，促使水滴的进一步聚结和沉降。分散在氯乙烯物料中的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，在装置出口处设置了若干个用特殊极性材料制成的斥水滤芯，该滤芯依靠特殊材料对不同物料浸润角的差异，具有良好的憎水性，只允许氯乙烯物料通过，不允许水通过，从而达到高效率、高精度、大流量、连续分离除水的目的。

3 效果评价及分析

该氯乙烯高效脱水聚结器于2009年2月投入运行，开车以来对单体含水量进行了分析，滤后氯乙烯中含水量≤80×10-6，虽未达到≤40×10-6期望值，但较以往的含水量有了大幅下降，树脂粉的白度有了显著提高，客户反映加工性能如热稳定性等较以前更加稳定。

Application of coalescer in water removing of vinyl chloridemonomer

TANG Li，YANG Jing-tao
(Henan Lianchuang ChemicalCo.,Ltd.,Jiyuan 454662,China)

The method of water removing of VCM was introduced.Compared with solid caustic soda, coalescer could improve thewhitenessand thermalstability of resin.

VCM;solid caustic soda drying;high efficiencywater removing coalescer

book=24,ebook=168

TQ325.3

B

1009－1785(2010)08－0024-02

2009-09-28