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氯乙烯單體脫水工藝的比較

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摘 要:在實際的電石法氯乙烯單體生產中,水體經常被帶入到系統中,這樣就導致氯乙烯過氧化物很容易發生水解反應,從而生成一些甲醛、氯化氧等酸性物質,並對鋼結構設備產生腐蝕。並且,其中存在的鐵離子也會對PVC樹脂質量造成不同程度的破壞,促使系統中的氯乙烯單體和氧氣之間發生氧化反應,產生氧化物,致使氯乙烯單體迅速聚合在一起,最終引發蒸餾系統的則賽,影響生產的順利進行。因此,筆者針對兩種不同的氯乙烯單體脫水工藝進行了比較分析,從而得出以下相關結論,以供參考交流。

氯乙烯單體脫水工藝的比較

關鍵詞:脫水工藝;氯乙烯單體;比較

當前,在電石法氯乙烯單體過程中,比較常用的脫水工藝有兩種,一種是固鹼乾燥器脫水方法,另一種則是變溫吸附脫水方法。其中,固鹼脫水裝置前期的投資成本較低,主要投入在後期執行過程中。相反的,變溫吸附脫水工藝則是在前期裝置階段的投資成本較高,後期執行成本較低,並且,相比於固鹼乾燥器脫水工藝來說,變溫吸附脫水工藝達到的脫水效果更爲理想。因此,本文重點對這兩種氯乙烯單體脫水工藝進行了深入的探究討論。

1 氯乙烯單體脫水的必要性

通常情況下,在對電石法生產氯乙烯單體進行生產時,由於水分子很容易被捲入到系統中,從而發生水解反應,生成大量酸性物質,並對鋼設備造成不同程度的腐蝕與損壞。同時生成的鐵離子還會直接影響到PVC的樹脂質量,促使氧與氯乙烯單體發生氧化反應,生成養氧化物,其不僅能夠一起氯乙烯單體的聚合,又可以再次進行水解反應,大大降低了PVC聚合度,嚴重影響了電石法氯乙烯單體工藝精餾系統的正常使用執行,使得原有系統中的乙烯單體字據情況越來越嚴重,從而出現自取阻塞的現象。而幾年隨着科學技術水平的不斷提高,相關研究人員透過對傳統氯乙烯單體脫水工藝進行了改進與完善之後,提出了新型的變溫吸附脫水工藝,並得到十分廣泛的應用,充分保障了氯乙烯單體的生產質量,促使生產裝置能夠安全、高效的執行。

2 氯乙烯單體脫水工藝

2.1 固鹼乾燥工藝

2.1.1 固鹼脫水機理。固鹼是白色透明的晶體(主要成分是NaOH,質量分數爲97.5%左右),具有很強的吸水性。固鹼與氯乙烯單體接觸能強烈吸收其中微量的水分,形成高濃度鹼液液滴。由於鹼液液滴的密度(氯乙烯單體密度爲910kg/m3,NaOH溶液密度爲1500g/m3左右)遠比氯乙烯單體大,故可下沉,從固鹼乾燥器下部分離出來,再利用氣態氯乙烯單體在NaOH溶液中溶解度隨溫度的升高而減少的原理,對NaOH進行加熱處理,減少因排出NaOH溶液而損失的氣態氯乙烯單體。頂部出來的氯乙烯單體經過固鹼乾燥可脫除其中絕大部分的水分,從而獲得含水量極低的高質量氯乙烯單體。

2.1.2工藝流程。來自單體儲槽的氯乙烯單體經過單體泵透過固鹼質量分數爲97.5%的固鹼乾燥器,使氯乙烯單體自下向上流過固鹼乾燥器,與固鹼充分接觸脫水後,送往聚合工段的單體儲槽,脫除的水分,與固鹼生成NaOH溶液,沉降到固鹼乾燥器的底部;NaOH溶液透過連通管流入集鹼槽;當集鹼槽達到一定液位時,開啟集鹼槽夾套熱水,加熱NaOH溶液,回收其中的氯乙烯單體,同時啓動循環泵,循環NaOH溶液,回收完畢後,此NaOH溶液輸送到相關崗位再利用,具體如圖1。

2.2 變溫吸附工藝

2.2.1 變溫吸附脫水機理。實際上,所謂的變溫吸附脫水機理主要是透過採用了專業脫水劑,以此來對系統中混合的水分子進行有效的分離與淨化,從而達到預期的使用效果。並且,當溫度降低的過程中,脫水劑江湖迅速吸收水氣體。其次,一旦脫水劑溫度加熱升溫之後,又可以循環再次使用,真正實現了節約環保的目的。另外,由於該裝置中是利用了新鮮、低碳可再生的脫水劑對混合氣體中的水分進行乾燥處理。所以,在淨化乾燥的過程中,應該將原料中的水分吸溜出來,並經過燥塔出口排出。如果吸附水分達到一定程度之後,將會進行下一道生產程序,此時我們可以將乾燥塔底部生成的'氣體進行再次回收利用。

2.2.2 工藝流程。在一定壓力作用下,壓縮機中含有飽和水量的氯乙烯氣體將會進入到氣液分離器中,此時我們需要將在乾燥器內放置乾淨的脫水劑,以此來對夾帶的液態水進行脫出,確保氣體中含有的水分能夠徹底排出,而剩餘的氣體將會經過乾燥器出口輸送到精餾部位,並在乾燥器吸附水分達到一定程度時,可以進行再生。最後,透過利用蒸汽對氯乙烯單體進行加熱,同時對乾燥器進行認真的清理吹掃,以免乾燥器的循壞再使用,具體如圖2所示。

3 工藝對比

3.1 這兩種脫水工藝都能夠對低氯乙烯單體水含量進行有效的控制。而相比之後,我們可以看到,變溫吸附裝置的脫水效果明顯優於固鹼乾燥器。

3.2 通常情況下,因爲固鹼乾燥器的鹼機械強度不高,一旦破碎,很容易阻塞設備管道,致使乾燥系統無法征程執行,再加之固鹼顆粒較小,如果被吸入之後,將會被迅速溶解,並被帶入到下一道生辰工序中,影響PVC樹脂的生辰質量。此時,再加之固鹼裝填密度大、從而加大了系統阻力,不利於生產。

3.3 相比於傳統的固鹼乾燥器該來,變溫吸附這種新型的脫水工藝具備生辰連續性較好、吸附劑使用壽命高的優點。但是,由於吸附劑在實際的脫水過程中,需要相對穩定的壓力。所以,相關使用企業必須加強對吸附塔的原料壓力的嚴格控制,真正掌握好各加工工序的溫度,以免溫度不適宜引起單體出現液化的現象。

結束語

隨着PVC工業的發展,已經有越來越多的PVC生產企業意識到氯乙烯單體中水含量對生產設備和產品質量的影響程度及脫水的重要性。選擇一種經濟有效的氯乙烯單體脫水方法對生產的連續穩定執行起着至關重要的作用,同時也可爲生產優質的PVC樹脂奠定良好的基礎,保證了產品的質量,爲產品在激烈的市場競爭中佔有優勢提供了穩定、有力的保證。

參考文獻:

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