四氯乙烯pH提升探討

(廣東乳源東陽光電化廠，廣東 韶關(guān) 512721)

1 四氯乙烯的生產(chǎn)工藝情況及分析

1.1 工藝情況

目前國內(nèi)四氯乙烯工藝pH工藝流程如下：經(jīng)過合成的四氯乙烯經(jīng)過脫輕塔把四氯化碳去除，然后得到四氯乙烯和高沸物輸送至精餾塔，在這里經(jīng)過精餾塔頂?shù)玫郊兌群细竦乃穆纫蚁窃撐锪现羞€含有少量的HCL。把該物料送至堿洗和干燥系統(tǒng)，堿洗系統(tǒng)通過在堿洗泵進(jìn)口加入10%的堿，在這里把物料和堿充分?jǐn)嚢柚泻鸵赃_(dá)到pH合格的目的，經(jīng)過中和后的物料進(jìn)行相分離，把廢堿排出去，然后把底部的有機(jī)物輸送至干燥系統(tǒng)，最終得到合格的四氯乙烯，進(jìn)入檢測槽，在檢測槽中添加穩(wěn)劑，即可作為成品對外銷售。

1.2 物料性質(zhì)分析

四氯乙烯屬于不穩(wěn)定的物質(zhì)，化學(xué)鍵來看，它屬于極性物質(zhì)，因此注定該物質(zhì)不穩(wěn)定這是四氯乙烯在生產(chǎn)、使用、貯存中遇到的嚴(yán)重問題。四氯乙烯的不穩(wěn)定性與其分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。分子中的C=C雙鍵在一定條件能被打開是其內(nèi)因，而環(huán)境因素空氣(氧)、光、熱、水分、金屬，鹵代烷烴類等是促其分解的外因。四氯乙烯的奮進(jìn)原理和復(fù)雜，大體上分為兩種。第一種是氧化分解反應(yīng)，是指在空氣、熱、光、濕氣特別是氧存在下，具有雙鍵的四氯乙烯通過中間的過氧化物分解反應(yīng)。第二種分解即為縮聚分解，一般認(rèn)為C-C上有2個(gè)以上的氯原子的飽和鹵代烴易與金屬反應(yīng)。四氯乙烯的分解以第一種為主。總之它受到很多因素的影響而分解。

1.3 工業(yè)化裝置碰到的問題

生產(chǎn)過程中往往容易發(fā)生以下幾個(gè)問題而造成pH偏低：①精餾出來的四氯乙烯中和不充分，物料里面含有HCL，這樣的情況往往造成的pH偏低的一個(gè)原因。②中和過程溫度超標(biāo)出現(xiàn)過熱狀態(tài)，如溫度上升到30 ℃～40 ℃，這時(shí)候里面有四氯乙烯的分解速度加快，中和效果變差，同時(shí)也會(huì)造成四氯乙烯中的飽和水上升。③水分分離不徹底，相分離技術(shù)水平的因素，造成物料中帶了水分進(jìn)入干燥系統(tǒng)，而加大了干燥的難度，這時(shí)候也造成了在后續(xù)過程四氯乙烯分解。④物料在精餾塔內(nèi)停留時(shí)間過長，在高溫在精餾塔內(nèi)已經(jīng)部分四氯乙烯已經(jīng)分解掉。⑤生產(chǎn)過程無氮?dú)獗Ｗo(hù)，過程中有水和氧的條件下加速其分解。

2 部分實(shí)驗(yàn)

1)中和實(shí)驗(yàn)(見表1)。從表1中可以看出中和過程并不難。

2)四氯乙烯穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)對比(見表2)。從表2數(shù)據(jù)可以看出進(jìn)入相分離器前滴加穩(wěn)定劑pH能穩(wěn)定在5以上；不滴加穩(wěn)定劑則無法達(dá)到該要求。

3 pH改善辦法

1)在裝置設(shè)計(jì)階段，應(yīng)該盡可能的考慮流程短，而且純四氯乙烯的產(chǎn)品停留時(shí)間短的原則。四氯乙烯在生產(chǎn)過程中，一直在分解，特別是在精餾塔內(nèi)部，由于高溫，塔釜溫度達(dá)到140 ℃，塔頂120 ℃。由于在精餾塔內(nèi)部氣液進(jìn)行交換，但是流動(dòng)速度很低，也就是說在高溫條件下物料停留時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致pH下降。檢查不同塔板數(shù)，塔頂采出的四氯乙烯pH有很大的卻別。經(jīng)過實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)，28塔板的精餾塔，塔頂采出四氯乙烯pH在4.5～5.5。而42塊塔板的精餾塔，塔頂采出四氯乙烯pH在3～4.5。

2)四氯乙烯氯乙烯精餾塔雖然是常壓操作，但是仍然需要用氮?dú)膺M(jìn)行保護(hù)，以杜絕氧氣進(jìn)入精餾系統(tǒng)，而加速四氯乙烯的分解。四氯乙烯的特性表明在氧和水的條件下，又是高溫，則會(huì)加速其分解速度，為此應(yīng)該杜絕該條件的產(chǎn)生。

表1 中和實(shí)驗(yàn)

表2 四氯乙烯穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)對比

3)在生產(chǎn)過程中應(yīng)該盡可能減少烷烴類的有機(jī)雜質(zhì)。這類雜質(zhì)能夠加速四氯乙烯的分解速度。這就需要提高精餾塔的精餾效果，盡可能減少塔釜的高沸物即六氯乙烷等高沸點(diǎn)烷烴類的物質(zhì)進(jìn)入高塔頂。這樣目的提高四氯乙烯產(chǎn)品品質(zhì)，同時(shí)降低它的分解速度，有助于pH值的提升。

4)在堿性中和過程考慮充分?jǐn)嚢?，同時(shí)采用相分離回來的堿進(jìn)入堿洗泵進(jìn)口，保證其在這過程中能夠充分的混合均勻。即有大量的堿性物質(zhì)為中和HCL保駕護(hù)航。并且有降溫措施盡可能把溫度控制到20 ℃以內(nèi)。相分離過程注意不能把水分帶到后系統(tǒng)，有必要采用高效相分離器。

5)金屬離子在該過程中會(huì)對分解起到催化作用，因此盡可能采用抗腐蝕的材質(zhì)。在堿洗過程的管道和相分離器等一系列的均采用304材質(zhì)，同時(shí)采用新鮮的堿能夠立桿見影的作用，即采用新鮮的堿來進(jìn)行中和，發(fā)現(xiàn)特別容易達(dá)到需要的pH。

6)在過程為了水分合格，有可能在控制溫度的情況下再增加高效相分離器，由于物料在沒有堿的條件下在高效相分離器停留時(shí)間很長，因此在高效相分離器比前面粗相分離器(有堿存在)的pH要低很多，能夠相差2以上。因此如果過程中發(fā)現(xiàn)pH有下降的現(xiàn)象，可以考慮在過程中，如粗相分離后在進(jìn)入高效相分離器前，滴加穩(wěn)定劑以保證其pH值在6～9。

4 結(jié)語

四氯乙烯在生產(chǎn)過程和貯存都不穩(wěn)定，需要在這過程中盡可能避免氧、水、光等，并且盡可能縮短工藝流程，充分地?cái)嚢柚泻?，并保證排出廢堿大于3%，必要時(shí)在過程環(huán)節(jié)滴加穩(wěn)定劑，就能保證四氯乙烯的pH在5～9，而不降低。