氯乙烯单体提纯工艺的改进

张国玉，吴智兵，金万江，王　　涛

（新疆天业（集团）天伟化工有限公司，新疆 832000）

氯乙烯单体提纯工艺的改进

张国玉，吴智兵，金万江，王涛

（新疆天业（集团）天伟化工有限公司，新疆 832000）

介绍了对氯乙烯单体提纯的改进工艺，通过改进，有效提高了氯乙烯单体纯度，降低了低沸物和高沸物的含量，提升了装置的稳定性，方便操作。在后期聚合过程中，有效降低了氯乙烯单体阻聚、缓聚的发生率，提高了聚氯乙烯的分子量，使各项指标不仅能够适用于通用树脂，而且满足特种树脂和糊树脂的生产要求。

氯乙烯；单体提纯；工艺改进

要生产高品质树脂或特种树脂，氯乙烯单体品质控制是关键。目前行业中普遍采用低沸塔和高沸塔串联工艺脱除杂质。传统的精馏工艺，经过高低塔串联工艺后，低沸物杂质可以减低到10×10-6，高沸物可以减低到100×10-6。但该系统存在很大的局限性，无法进一步将单体中高沸物、低沸物降低。但是若想进一步提高产品质量，使其在市场中占据有利竞争地位，单体纯度必须进一步提高。

1　　改良前氯乙烯提纯工艺

氯乙烯精馏装置将水碱洗过来的粗氯乙烯气体，经压缩机压缩后，在全凝器内冷凝为液态，通过水分离器除掉夹带的水分后，进入低沸塔，在低沸塔中沸点低的低沸物变成气态从顶部蒸出，低沸物塔下部釜液进入高沸塔中，在高沸塔中沸点较低的氯乙烯从塔顶部蒸出，得到纯度较高的单体。高沸物则从釜底到残液罐中。

以往的氯乙烯精制提纯工艺，单体进入精馏工序采用一次性处理，即全凝器-水分离器-低沸塔-高沸塔。采用这种工艺，氯乙烯提纯后的低沸物和高沸物指标可以满足通用树脂使用，但不满足生产专用树脂和特种树脂要求，改造前存在以下问题。

（1）现场手动操作阀门较多，岗位人员操作强度大。手动控制不精确，操作压力波动、温度波动，影响单体提纯效果。

（2）单纯使用全凝器冷却效果不好。不能有效将氯乙烯单体里面的水汽冷凝下来，影响脱水效果。

（3）单独水分离器容量小。由于含水的液化单体进入水分离器停留时间短，并没有充分的时间将液态单体与水分开。

（4）螺杆压缩机粗氯乙烯气体中含油没有进一步脱除。压缩机组内油分离器只能将氯乙烯气体含油率控制在3×10-6左右，而氯乙烯单体含油会在聚合过程中进行分解，对聚氯乙烯树脂的分散、透明度、色泽度、抗老化性均会造成一定的影响，制约了产品品质的进一步提高。

（5）单体提纯后，残留物不能进一步去除。单体提纯后残留乙炔、氢气，高沸物不能进一步去除，直接导致无法应用于特种聚氯乙烯或专用高品质树脂的生产。

2　　改进后氯乙烯提纯新工艺

（1）手动阀改气动阀。将现场频繁使用的手动阀门更换为气动阀，由中控操作人员控制。现场人员只需负责监护确认工作，降低劳动强度。

（2）增加1组蒸发式冷凝器。为使粗氯乙烯气体中水汽全部冷凝，全凝器前增加一组蒸发式冷凝器预冷，然后进入全凝器，保证使粗氯乙烯气体中的水汽全部冷凝。

（3）增加1台立式油水分离器。单独使用水分离器由于容量有限，不能使液态单体和水在分离器中停留较长时间，分离效果不好。增加1台立式的油水分离器与现有水分离器串联，使液态单体和水先进入油水分离器，随着液位慢慢上涨，从溢流孔处将溢流进入水分离器，保证充足的停留时间，从而将水和液态单体分开。

（4）增加1台氯乙烯除波器。针对压缩机后氯乙烯气体含油的问题，在进精馏装置前增加氯乙烯除油器。该装置可以有效降低氯乙烯气体含油率。

（5）采用“双塔工艺”。为解决精馏装置的单体处理纯度无法进一步提高的问题，采用“双塔工艺”即在以往1组低沸塔和高沸塔的处理工艺上串联1组低沸塔和高沸塔，通过2次精馏提纯有效去除单体中乙炔、氢气、二氯乙烯等杂质，改造后工艺见图1。

图1　　改进后氯乙烯提纯工艺

3　　改进后效果

通过一系列的工艺改造，现场自动化程度提高了，精馏现场只需要1人现场负责，其余操作均由中控远程控制，各项控制做到了精细化，控制指标合格率显著提高。

增加蒸发冷凝器作为预冷装置后，降低了全凝器的负荷，预冷后氯乙烯液态和剩余水汽在全凝器中全部液化。经过油水分离器和水分离器后，充分脱水的液态单体进入精馏系统。

从图1中看出，氯乙烯提纯工艺改良后设备包括油水分离器、分水槽、低沸塔、低塔分凝器、尾气冷凝器、尾气扑集器，低沸塔塔底出口处设置依次连接的高沸塔、高沸塔塔顶分凝器、成品冷凝器、氯乙烯贮槽等。从一级贮槽单体再次经过低沸塔、高沸塔进行处理，最终进入成品贮槽供聚合使用。

在实际应用中，精馏提纯后的VCM单体质量可达到：C2H3Cl≥99.999%，C2H2≤0.8×10-6，高沸物≤0.7×10-6，水≤50×10-6，达到了理想的效果，满足特种树脂和糊树脂的生产需要。通过对氯乙烯工艺技术的改进，氯乙烯单体质量进一步提高，各项指标均满足特种树脂、糊树脂生产要求。具体检测指标见表1。

表1　　检测指标统计表

从表1中可看出，氯乙烯单体纯度、乙炔、高沸物等杂质控制减少明显，系统改良后运行也比较稳定。

改进工艺后，树脂产品质量明显提高，产品优等品率在99%以上，具体数据见表2。

表2　　改进后数脂产品质量统计表

高纯度的单体对PVC成品树脂质量影响明显。改良后，成品显著提高，在下游销售中赢得客户的一致好评。

4　　结论

氯乙烯提纯工艺的运行效果影响氯乙烯单体的纯度、乙炔含量、高沸物、含水率等，最终影响PVC成品的性能品质。通过一系列的技术改进，解决了氯乙烯单体中含油问题、提高了自动化控制，最重要的是降低了氯乙烯单体中乙炔含量和高沸物含量，满足了特种树脂和专用树脂生产需求。

Purification process improvement of vinyl chloride monomer

ZHANG Guo-yu，WU Zhi-bing，JIN Wan-jiang，WANG Tao
（Xinjiang Tianye（Group）Tianwei Chemical Co.，Ltd.，Shihezi 832000，China）

This article describes a vinyl chloride monomer purification process improvements.Through improved process，effectively improve the purity of vinyl chloride monomer，reducing the content of lowboiling and high-boiling，while improving the stability and easy operation of the device.In the latter part of the polymerization process，effectively reducing the vinyl chloride during the polymerization inhibitor，the incidence of retarders，increased the molecular weight of vinyl chloride，so that the indicators can be applied not only to general-purpose resin，and satisfies the special resin and paste resin production requirements.

vinyl chloride monomer；purification；process improvement

TQ325.3

B

1009-1785（2015）12-0020-02

2014-12-31

张国玉（1983—），男，工程师，应用化学专业，多年从事聚氯乙烯和氯碱生产管理工作，具有丰富的专业技术和经验。