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氯乙烯精馏系统操作影响因素


氯乙烯精馏系统操作影响因素 【摘要】氯乙烯是生产聚氯乙烯的主要原料,氯乙烯单体的质量 好与坏直接影响聚氯乙烯树脂的质量。本文通过对氯乙烯精馏系统 操作影响因素的分析,提出了提高氯乙烯质量的方法。 【关键词】氯乙烯 精馏 回流比 惰性气体 脱水 1 前言 聚氯乙烯(polyvinyl chloride,简称 pvc)是我国第一、世界第 二大通用型合成树脂材料。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、电绝缘性及比较容易加工等 特点, 目前, 聚氯乙烯已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一, 在工业、建筑、农业、包装、电力、日常生活、公用事业等领域均 有广泛应用,与聚乙烯(pe) 、聚丙烯(pp) 、聚苯乙烯(ps)和 abs 统称为五大通用树脂。 氯乙烯又名乙烯基氯(vinyl chloride)是一种应用于高分子化 工的重要的单体,是生产聚氯乙烯的主要原料,氯乙烯单体的质量 好与坏直接影响树脂的质量。 2 精馏系统操作影响因素 高质量的氯乙烯是生产高质量聚氯乙烯的基础。随着用户对产品 质量的要求不断提高以及市场竞争的激烈化,近年对氯乙烯质量也 提出来新的要求。由于氯乙烯中的有机及无机杂质对精馏过程、聚 合反应和聚氯乙烯产品的热稳定性有不利的影响,必须尽可能地去 除干净。目前,电石法氯乙烯精馏已可制得乙炔含量极低(普通气 相色谱检不出) 、高沸物小于 10x10-6 的精氯乙烯,就有机杂质来 说其质量已高于乙烯法的氯乙烯质量,但就总体来讲,由于氯乙烯 中的含水高于乙烯法氯乙烯,因此,生产出来工聚氯乙烯质量还有 一定的差距。目前在国内,电石法氯乙烯用传统的脱水方法要生产 出含水≤200x10-6 的精氯乙烯是很困难的, 而进口的乙烯法氯乙烯 的商业指标是含水≤100x10-6,国外糊用聚氯乙烯对氯乙烯的要求 是含水≤40x10-6。要进一步提高电石法聚氯乙烯的质量,就要生 产出和乙烯法相同的氯乙烯质量。要生产出高质量的氯乙烯,精馏 工序的工艺技术和装备是关键。 2.1 回流比的选择 回流比是指精馏段内液体回流量与塔顶馏出液量之比,也是表征 精馏塔效率的主要参数之一。在氯乙烯精馏过程中,由于大部分采 用塔顶冷凝器的内回流形式,不能直接按最佳回流量和回流比来操 作控制,但实际操作中,发现质量差而增加塔顶冷凝量时,实际上 就是提高回流比和降低塔顶温度、增加理论板数的过程。但若使冷 凝量和回流比增加太多,势必使塔釜温度下降而影响塔底混合物组 成,因此又必须相应地增加塔釜加热蒸发量,使塔顶和塔底温度维 持原有水平,所不同的是向下流的液体和上升的蒸汽量增加了,能 量消耗也相应增加。虽然氯乙烯精馏用的热量是利用转化反应余 热,但所需冷量却是要成本的。因此在一般情况下,不宜采用过大 的回流比。对于内回来式系统,也可以通过冷盐水的通入量和温差 测定,获得总热量,再由气体冷凝热估算冷凝回流量。一般低沸塔 的回流比实际是基本全回流, 仅约有 5%左右的含有大量乙炔的氯乙 烯气体排出;高沸塔在 0.2~0.6 范围,当单体质量相同时,回流 比小则说明塔的效率高。 2.2 惰性气体的影响 由于氯乙烯合成反应的原料氯化氢气体是由氢气和氯气合成制得 的,纯度一般只有 90%~96%范围,余下组分为氢气、乙炔等不凝气 体。这些不凝气体含量虽低,却能在精馏系统的冷凝设备中产生不 良的后果。它犹如空气存在水蒸气冷凝系统一样,使冷凝壁面上存 在一层不凝气体气膜,导致给热系数α 显著下降。 表 1 给出了两个工厂不同的粗氯乙烯纯度,a 工厂为 84%,b

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