一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，氯乙烯精餾工段可以采用三塔、四塔、五塔精餾流程，采用三塔精餾，三個塔分別為低沸塔、高沸塔和機動塔，四塔精餾，四個塔分別為低沸塔、高沸塔、低沸塔和高沸塔，五塔精餾，五個塔分別為低沸塔、高沸塔、低沸塔、高沸塔和機動塔，低沸塔、高沸塔和機動塔的順序可以根據(jù)實際生產(chǎn)狀況進行調(diào)整；在氯乙烯精餾過程中采用熱泵精餾、余熱回收利用等能量利用方案；未聚合的氯乙烯單體，設(shè)置一套由低沸塔、高沸塔組成的精餾系統(tǒng)，單獨進行分離提純，在聚氯乙烯生產(chǎn)過程中利用這些新技術(shù)、新方法，或者對原有生產(chǎn)過程進行技術(shù)改進，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省能耗、提高系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。
【專利說明】一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，屬于化工分離提純【技術(shù)領(lǐng)域】，在聚氯乙烯生產(chǎn)過程中利用這些新技術(shù)、新方法，或者對原有生產(chǎn)過程進行技術(shù)改進，可以提聞廣品質(zhì)量、節(jié)省能耗、提聞系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。

【背景技術(shù)】
[0002]聚氯乙烯(PVC)是當(dāng)今五大通用塑料之一，具有電絕緣、耐腐蝕、阻燃性好和機械強度高等優(yōu)異性能，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、日用品、包裝以及電力等方面有著廣泛的應(yīng)用價值。近年來，隨著消費市場對PVC產(chǎn)品的巨大需求，PVC越來越成為具有競爭力的塑料品種，同時也推動著PVC生產(chǎn)工業(yè)不斷地向前發(fā)展。
[0003]從國內(nèi)外各大聚氯乙烯公司的單體生產(chǎn)技術(shù)來看，PVC的生產(chǎn)工藝主要可以分為兩種，一是電石乙炔法，主要生產(chǎn)原料為電石、煤炭和原鹽；二是乙烯氧氯化法，主要原料為乙烯和石油。由于我國富煤貧油的嚴峻國情，直接決定了電石法PVC工藝路線在我國占據(jù)主導(dǎo)地位。
[0004]電石法PVC的生產(chǎn)工藝主要可分為以下五個工序，即C2H2發(fā)生清凈工序、HCl制備工序、VC制備及壓縮工序、VC精餾工序及VCM聚合工序。每個工序中均存在著一些問題，如氯乙烯單體精餾的產(chǎn)品純度問題，反應(yīng)中熱量移除的問題、整個工藝的能耗問題、氯乙烯單體聚合工段未聚合單體的回收利用問題，這些問題已經(jīng)嚴重阻礙了我國PVC行業(yè)地進一步發(fā)展。我國PVC行業(yè)要想從PVC生產(chǎn)大國逐步走向PVC生產(chǎn)強國，需要從根本上解決這些問題，同時還需要在PVC產(chǎn)業(yè)的布局、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)上進行進一步的調(diào)整，積極推進PVC生產(chǎn)技術(shù)的進步，與相關(guān)的行業(yè)共同發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決聚氯乙烯生產(chǎn)過程存在的這些問題，本發(fā)明公布了一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，利用這些技術(shù)，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省能耗、提高系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下。
[0007]—種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征是氯乙烯精餾工段可以采用三塔、四塔、五塔精餾流程，主要包括低沸塔、高沸塔和機動塔，低沸塔用于脫除低沸物、高沸塔用于脫除高沸物，機動塔既可以當(dāng)做低沸塔脫除低沸物，也可以當(dāng)做高沸塔脫除高沸物，氯乙烯單體聚合工段之后增加聚合回收精餾塔，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和系統(tǒng)操作穩(wěn)定性。
[0008]所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，氯乙烯精餾采用三塔精餾，三個塔分別為低沸塔、高沸塔和機動塔；采用四塔精餾，四個塔分別為低沸塔、高沸塔、低沸塔和高沸塔；采用五塔精餾，五個塔分別為低沸塔、高沸塔、低沸塔、高沸塔和機動塔，且采用三塔、四塔、五塔精餾，低沸塔、高沸塔和機動塔的順序可以根據(jù)實際生產(chǎn)狀況進行調(diào)整。
[0009]所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，低沸塔塔板層數(shù)> 50層，高沸塔塔板層數(shù)> 52層，機動塔塔板層數(shù)> 50層。
[0010]所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，對于其中的每一個精餾塔，都可以適當(dāng)提高精餾塔的操作壓力，使塔內(nèi)的操作溫度適當(dāng)提高，塔頂氣相可以使用循環(huán)冷卻水來冷凝，而不用冷凍介質(zhì)，降低電耗和能耗。
[0011]所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，對于其中的每一個精餾塔，都可以采用熱泵精餾，即將精餾塔頂氣相壓縮，加壓加溫，給塔釜再沸器提供熱源，節(jié)省能量。
[0012]所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，對于其中的每一個精餾塔，精餾塔釜采用低階熱源，利用循環(huán)水帶出由合成反應(yīng)器氯乙烯反應(yīng)工段放出的熱量，得到適合塔釜使用的低階熱源，避免單獨采用新鮮水蒸氣加熱。
[0013]所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，每個精餾塔添加一定量的阻聚劑，防止自聚。
[0014]所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，氯乙烯單體聚合工段之后增加聚合回收精餾塔，由于氯乙烯單體聚合后還有一部分未聚合的氯乙烯單體，設(shè)置一套由低沸塔、高沸塔組成的精餾系統(tǒng)，對未聚合的氯乙烯單體單獨進行分離提純，而不與合成反應(yīng)器出來的氯乙烯混合，提高整個系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。
[0015]本發(fā)明所采用的技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)特點:
[0016]聚氯乙烯生產(chǎn)過程的氯乙烯精餾工序，從合成反應(yīng)器出來的氯乙烯單體混合物需要通過精餾得到高純度的氯乙烯單體，才能進入聚合釜進行聚合反應(yīng)。目前一般氯乙烯單體精餾均采用兩塔精餾，第一個塔為低沸塔，塔頂出來的是乙炔等低沸物，塔釜出來的物料進入第二個塔即高沸塔，高沸物由塔釜排出，塔頂?shù)玫降氖翘峒兒蟮穆纫蚁﹩误w。而在實際生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)條件等波動因素的影響，采用低沸塔、高沸塔精餾提純氯乙烯單體，經(jīng)常會很難得到理想中的高純度氯乙烯，而氯乙烯單體的純度對下游的聚合工段有很大的影響。本發(fā)明采用多塔精餾，如三塔精餾、四塔精餾、五塔精餾，可以提高氯乙烯單體的質(zhì)量，在原有的低沸塔、高沸塔精餾系統(tǒng)中增加機動塔，目的是可以根據(jù)生產(chǎn)的要求以及生產(chǎn)過程中的即時檢測系統(tǒng)，確定需要正常工作的塔的數(shù)量，以保證氯乙烯單體的純度符合生產(chǎn)要求。且本發(fā)明的低沸塔塔板層數(shù)> 50層，高沸塔塔板層數(shù)> 52層；機動塔塔板層數(shù)> 50層，可以使氯乙烯單體純度達到99.999%以上。
[0017]一般而言，精餾過程的需要大量的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩催M行換熱，氯乙烯精餾的能耗是巨大的，因此，如果能從自身的生產(chǎn)過程中挖掘可利用的資源進行利用，則可以大大的降低能耗。對精餾過程進行分析，可以發(fā)現(xiàn)如下特點:(I)如果適當(dāng)改變精餾塔的操作壓力，使塔內(nèi)的操作溫度也會相應(yīng)改變，這樣原本塔頂需要高品位的冷卻介質(zhì)如低溫冷凍鹽水來換熱，此時可以使用循環(huán)冷卻水來冷凝即可；(2)對于聚氯乙烯生產(chǎn)過程，有些工序是放熱的，如合成反應(yīng)，有大量的熱需要移除，如果將這部分的熱量加以利用，則可以節(jié)省大量的熱源；(3)對于精餾過程，塔頂高溫物料需要低溫介質(zhì)進行換熱而冷凝，塔釜低溫物料需要高溫介質(zhì)進行換熱而再沸，也就是塔頂需要降溫，塔釜需要加溫，如果直接利用塔頂?shù)臒崃縼砑訜崴瑒t可以節(jié)省大量的能量，同時對于氯乙烯精餾，塔頂和塔釜的物料組成很相似，因此，對于精餾過程，采用如下的能量利用方案:(I)適當(dāng)提高精餾塔的操作壓力，使塔內(nèi)的操作溫度適當(dāng)提高，塔頂氣相可以使用循環(huán)冷卻水來冷凝，而不用冷凍介質(zhì)，降低電耗和能耗；(2)采用熱泵精餾，即將精餾塔頂氣相壓縮，加壓加溫，給塔釜再沸器提供熱源，節(jié)省能量；(3)精餾塔釜采用低階熱源，利用循環(huán)水帶出由合成反應(yīng)器氯乙烯反應(yīng)工段放出的熱量，得到適合塔釜使用的低階熱源，避免單獨采用新鮮水蒸氣加熱。采用該能量利用方案，可以充分利用聚氯乙烯生產(chǎn)過程的富余熱量，節(jié)省能耗，降低聚氯乙烯的生產(chǎn)成本。
[0018]由于聚氯乙烯生產(chǎn)過程中，氯乙烯容易自聚，造成堵塔，因此在每個精餾塔添加一定量的阻聚劑，如TDA等，防止自聚。
[0019]在聚乙烯通過懸浮聚合法生產(chǎn)聚氯乙烯工藝中，氯乙烯單體轉(zhuǎn)化率一般控制在80%?85%，這些未反應(yīng)的氯乙烯單體泄壓汽化后需較大容器存放，由于自壓出料，常常在出料后期壓力持平不降，造成聚合釜中的料出不凈，存在嚴重的安全隱患。目前采用的方案是將這部分未聚合的氯乙烯單體直接與合成反應(yīng)器出來的氯乙烯單體混合物混合，進入氯乙烯精餾工序進行精餾提純，但是由于由合成反應(yīng)器出來的氯乙烯單體和未聚合的氯乙烯單體組成狀態(tài)不一樣，高沸物含量較多，直接混合精餾對精餾過程不利，并且由于未聚合的氯乙烯單體中含有一定量的引發(fā)劑，容易導(dǎo)致氯乙烯自聚。本發(fā)明在氯乙烯單體聚合工段之后增加聚合回收精餾塔，即設(shè)置一套由低沸塔、高沸塔組成的精餾系統(tǒng)，對未聚合的氯乙烯單體單獨進行分離提純，而不與合成反應(yīng)器出來的氯乙烯混合，克服了傳統(tǒng)回收方式中精餾系統(tǒng)生產(chǎn)波動、氯乙烯易自聚、生產(chǎn)負荷大的難題，提高了整個系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1是聚氯乙烯生產(chǎn)過程氯乙烯單體四塔精餾工藝流程簡圖；
[0021]附圖2是聚氯乙烯生產(chǎn)過程氯乙烯單體三塔精餾工藝流程簡圖；
[0022]附圖3是聚氯乙烯生產(chǎn)過程氯乙烯單體物塔精餾工藝流程簡圖；
[0023]附圖4是聚氯乙烯生產(chǎn)過程未聚合氯乙烯單體回收精餾工藝流程簡圖。

【具體實施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明做進一步的說明。
[0025]本發(fā)明主要涉及聚氯乙烯生產(chǎn)過程的氯乙烯單體精餾工序和聚合回收精餾工序，如附圖1所示，氯乙烯單體采用四塔精餾，來自合成反應(yīng)器的氯乙烯單體經(jīng)過儲罐進入Tl塔，Tl塔為低沸塔，由Tl塔塔頂出來的主要是氯乙烯和乙炔、氯化氫、一氯乙烷等低沸物，Tl塔塔釜物料進入T2塔進行精餾，T2塔塔釜排出高沸物，T2塔塔頂?shù)玫骄频穆纫蚁鶕?jù)生產(chǎn)要求的氯乙烯純度需要，氯乙烯單體繼續(xù)進入T3塔，T3塔為低沸塔，由T3塔塔頂出來的是少量的低沸物，T3塔塔釜物料進入T4塔進行精餾，T4塔塔釜排出高沸物，T4塔塔頂?shù)玫郊兌葹?9.999%以上的氯乙烯單體。各塔的壓力比傳統(tǒng)的操作壓力稍高，可以采用低溫介質(zhì)進行換熱，采用熱泵精餾，將精餾塔頂氣相壓縮，加壓加溫，給塔釜再沸器提供熱源，節(jié)省能量，同時利用循環(huán)水帶出由合成反應(yīng)器氯乙烯反應(yīng)工段放出的熱量，得到適合塔釜使用的低階熱源，避免單獨采用新鮮水蒸氣加熱。高純度的氯乙烯單體進入聚合釜進行聚合反應(yīng)，未聚合的氯乙烯單體進入聚合回收系統(tǒng)，如圖4所示，聚合回收系統(tǒng)由低沸塔、高沸塔組成，對未聚合的氯乙烯單體單獨進行分離提純，而不與合成反應(yīng)器出來的氯乙烯混合，提高整個系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。
[0026]氯乙烯單體精餾采用三塔精餾，如圖2所示，來自合成反應(yīng)器的氯乙烯單體經(jīng)過儲罐進入Tl塔，Tl塔為低沸塔，由Tl塔塔頂出來的主要是氯乙烯和乙炔、氯化氫、一氯乙烷等低沸物，Tl塔塔釜物料進入T2塔進行精餾，T2塔塔釜排出高沸物，T2塔塔頂?shù)玫骄频穆纫蚁?，根?jù)生產(chǎn)要求的氯乙烯純度需要，氯乙烯單體繼續(xù)進入T3塔，T3塔為機動塔，可以當(dāng)做低沸塔或高沸塔，其他節(jié)能方案和聚合回收精餾與四塔精餾一致。
[0027]氯乙烯單體精餾采用五塔精餾，如圖3所示，來自合成反應(yīng)器的氯乙烯單體經(jīng)過儲罐進入Tl塔，Tl塔為低沸塔，由Tl塔塔頂出來的主要是氯乙烯和乙炔、氯化氫、一氯乙烷等低沸物，Tl塔塔釜物料進入T2塔進行精餾，T2塔塔釜排出高沸物，T2塔塔頂?shù)玫骄频穆纫蚁?，氯乙烯單體繼續(xù)進入T3塔，T3塔為低沸塔，由T3塔塔頂出來的是少量的低沸物，T3塔塔釜物料進入T4塔進行精餾，T4塔塔釜排出高沸物，T4塔塔頂?shù)玫礁呒兌嚷纫蚁﹩误w,根據(jù)生產(chǎn)要求的氯乙烯純度需要,T4塔塔頂?shù)穆纫蚁﹩误w進入T5塔，T5塔為機動塔，可以當(dāng)做低沸塔或高沸塔，其他節(jié)能方案和聚合回收精餾與四塔精餾一致。
【權(quán)利要求】
1.一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征是氯乙烯精餾工段可以采用三塔、四塔、五塔精餾流程，氯乙烯單體聚合工段之后增加聚合回收精餾塔，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和系統(tǒng)操作穩(wěn)定性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，氯乙烯精餾采用三塔精餾，三個塔分別為低沸塔、高沸塔和機動塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，氯乙烯精餾采用四塔精餾，四個塔分別為低沸塔、高沸塔、低沸塔和高沸塔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，氯乙烯精餾采用五塔精餾，五個塔分別為低沸塔、高沸塔、低沸塔、高沸塔和機動塔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，氯乙烯精餾采用三塔、四塔、五塔精餾，低沸塔、高沸塔和機動塔的順序可以根據(jù)實際生產(chǎn)狀況進行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，低沸塔塔板層數(shù)> 50層，高沸塔塔板層數(shù)> 52層，機動塔塔板層數(shù)> 50層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，對于其中的每一個精餾塔，都可以適當(dāng)提高精餾塔的操作壓力，使塔內(nèi)的操作溫度適當(dāng)提高，塔頂氣相可以使用循環(huán)冷卻水來冷凝，而不用冷凍介質(zhì)，降低電耗和能耗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，對于其中的每一個精餾塔，都可以采用熱泵精餾，即將精餾塔頂氣相壓縮，加壓加溫，給塔釜再沸器提供熱源，節(jié)省能量。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，對于其中的每一個精餾塔，精餾塔釜采用低階熱源，如利用循環(huán)水帶出由合成反應(yīng)器氯乙烯反應(yīng)工段放出的熱量，得到適合塔釜使用的低階熱源，避免單獨采用新鮮水蒸氣加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，每個精餾塔添加一定量的阻聚劑，防止自聚。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯乙烯生產(chǎn)過程的精餾分離提純技術(shù)，其特征在于，氯乙烯單體聚合工段之后增加聚合回收精餾塔，由于氯乙烯單體聚合后還有一部分未聚合的氯乙烯單體，設(shè)置一套由低沸塔、高沸塔組成的精餾系統(tǒng)，對未聚合的氯乙烯單體單獨進行分離提純，而不與合成反應(yīng)器出來的氯乙烯混合，提高整個系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性。
【文檔編號】C07C17/383GK104262082SQ201410022485
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】王寶華 申請人:河北化大科技有限公司