聚結(jié)器在氯乙烯單體除水中的應(yīng)用

唐莉，楊靜濤

（河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司，河南濟源454662）

聚結(jié)器在氯乙烯單體除水中的應(yīng)用

唐莉，楊靜濤

（河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司，河南濟源454662）

介紹了河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司氯乙烯單體含水的除去方法，一期采用固堿干燥，二期采用高效聚結(jié)器，運行后，樹脂粉的白度有了顯著提高，熱穩(wěn)定性等更加穩(wěn)定。

氯乙烯單體；固堿干燥；高效脫水聚結(jié)器

由于國內(nèi)PVC樹脂產(chǎn)能的急劇擴張，市場競爭越來越激烈，產(chǎn)品質(zhì)量成為客戶選擇的一個重要因素。在PVC生產(chǎn)中，氯乙烯單體的質(zhì)量至關(guān)重要。比較國內(nèi)電石法氯乙烯單體同乙烯法氯乙烯單體的質(zhì)量，差別最大的是水含量。

少量的水在氯乙烯單體中呈分散相—大小不等的液滴存在。在水分離器中只能將≥10μm的水滴靜置、沉降、分層后排出，而≤10μm的微水滴在氯乙烯單體中形成了穩(wěn)定的油包水型乳狀液，無論靜置多長時間都不會沉降，無法將其從水分離器中分離出來。氯乙烯的高效脫水一直是業(yè)內(nèi)的棘手問題，能否有效脫除氯乙烯單體中的水分，直接關(guān)系到聚氯乙烯樹脂產(chǎn)品質(zhì)量，也直接影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。

河南聯(lián)創(chuàng)化工有限公司一直致力于產(chǎn)品質(zhì)量的提高，先后采用固堿干燥工藝和聚結(jié)器除去單體中所含水分，提高氯乙烯單體質(zhì)量，進而提升成品質(zhì)量。該公司聚氯乙烯分廠生產(chǎn)規(guī)模為20萬t/a，一期10萬t/a擴建時采用固堿干燥工藝，二期工程采用西安漢華化工科技發(fā)展有限公司提供的“氯乙烯高效脫水聚結(jié)器”，取得了良好的效果。

1 固堿干燥工藝

氯乙烯單體中的水不是純水，其中含有鐵離子和酸性，對PVC的白度和熱穩(wěn)定性都有很大的影響。

固堿干燥的基本原理是利用固堿的強吸水性將氯乙烯單體所含的乳狀微水滴除去。

從理論上講，氯乙烯單體只要同固堿表面充分接觸，就可以完全除去其中的微水滴。但在實際過程中，固堿表面吸水后會形成膠狀的高濃堿，同其他固堿顆粒粘連在一起，堵塞堆積孔隙流道，隨著濃堿含水量的增加，變?yōu)橄A后具有流動性，離開固堿沉降后分離。然而，上述過程在固堿床層中是不均勻的，由于固堿床層的堆積密度差和粘連效應(yīng)，其床層的阻力不均勻，該床層的局部很快被大量的液體所穿透，形成溝流使含水氯乙烯短路穿過，除水效率大幅降低。當(dāng)固堿干燥器中裝填小顆粒固堿（如片堿）時，上述現(xiàn)象非常突出；當(dāng)裝填大顆粒固堿（如棒堿）時，雖然上述現(xiàn)象有所減弱，由于堆積孔隙太大，含水氯乙烯不能與固堿表面充分接觸，除水效率亦不高。經(jīng)固堿干燥器除水后，氯乙烯中水含量仍然為500×10-6～600×10-6或更高。

2 聚結(jié)器的應(yīng)用

2.1 基本原理

聚結(jié)器的關(guān)鍵分離手段是液－液聚結(jié)器。而液－液聚結(jié)器的核心元件是聚結(jié)濾芯。聚結(jié)濾芯由不同表面活性性質(zhì)的微米級超細纖維在特殊條件下制成，孔徑逐層遞增。當(dāng)氯乙烯液體穿過濾床時，夾帶的乳化狀水滴微粒（分散相）依靠流體表面張力、相對密度、黏度等物理性質(zhì)的差異，在超細纖維層碰撞、攔截、熱運動等綜合效能的作用下，先被捕集，然后借助氯乙烯物料的推動在逐層流動中漸漸聚結(jié)變大，最終在濾芯的外表面因重力脫離介質(zhì)主體。該技術(shù)可廣泛用于液－液（水和烴類）的分離，極大地彌補了傳統(tǒng)分離器分離效率低下的缺陷。聚結(jié)濾芯的微觀結(jié)構(gòu)見圖1，分離機理見圖2，原理圖見圖3。

脫水過程為：微小的水滴在通過過濾材料時被微孔材料攔截，攔截的小水滴吸附在聚結(jié)材料纖維上，水滴在吸附的聚結(jié)材料纖維上和其他小水滴碰撞長大成較大水滴，大的水滴在物料的推動下向聚結(jié)材料層的下游運動，繼續(xù)重復(fù)上述過程，直到形成大水滴；聚結(jié)器的最外層為排放層，當(dāng)水滴到達最外層時，已形成的大水滴通過排放層快速沉降，依靠自身的重力實現(xiàn)氯乙烯與水的分離。

2.2 工藝流程

含有乳化水、游離水及雜質(zhì)顆粒、自聚物的粗氯乙烯物料先經(jīng)聚結(jié)器前端外置的預(yù)過濾器除去氯乙烯物料中的固體雜質(zhì)，被預(yù)過濾后的干凈的含水氯乙烯進入液-液聚結(jié)濾床，在氯乙烯物料中分散的乳狀小水滴在通過聚結(jié)濾床的過程中被聚結(jié)、變大，直到分散相水滴在濾芯外表面形成很大的液滴，依靠自身的重力沉降到臥式容器的沉降集水罐中。除沫消能器設(shè)置的目的一方面是穩(wěn)定氯乙烯介質(zhì)在臥式容器中的流動狀態(tài)，使物料盡量穩(wěn)定、平衡，幫助已經(jīng)聚集的水滴更有效地沉降收集，同時它的多孔結(jié)構(gòu)亦能除沫、集液，促使水滴的進一步聚結(jié)和沉降。分散在氯乙烯物料中的粒徑較小的水滴由于物料的流動來不及沉降，被夾帶著流向物料出口，在裝置出口處設(shè)置了若干個用特殊極性材料制成的斥水濾芯，該濾芯依靠特殊材料對不同物料浸潤角的差異，具有良好的憎水性，只允許氯乙烯物料通過，不允許水通過，從而達到高效率、高精度、大流量、連續(xù)分離除水的目的。

3 效果評價及分析

該氯乙烯高效脫水聚結(jié)器于2009年2月投入運行，開車以來對單體含水量進行了分析，濾后氯乙烯中含水量≤80×10-6，雖未達到≤40×10-6期望值，但較以往的含水量有了大幅下降，樹脂粉的白度有了顯著提高，客戶反映加工性能如熱穩(wěn)定性等較以前更加穩(wěn)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