纯化氯乙烯单体的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及纯化氯乙烯单体的方法及系统。所述方法包括：在‑25℃～0℃及密闭环境下，使粗氯乙烯单体与水的凝固点降低剂接触后，将氯乙烯单体分离出来；所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂的体积比为1:99～99:1。所述方法采用密闭连续操作，通过显著降低水的凝固点，在低温下实现高效脱水的同时中和掉氯乙烯单体中的微量氯化氢，使氯乙烯单体中的含水量显著降低，且不产生其他污染物。

Method and system of purifying vinyl chloride monomer

【技术实现步骤摘要】
纯化氯乙烯单体的方法及系统
本专利技术涉及有机化合物纯化领域，具体而言，涉及纯化氯乙烯单体的方法及系统。
技术介绍
聚氯乙烯(PVC)性能优异，价格低廉，是世界上产量最大的通用塑料之一，应用非常广泛，在建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成的。目前世界范围内氯乙烯生产方法一种是乙炔法，另一种是乙烯法。乙炔法生产氯乙烯的过程一般包括：乙炔与经过石墨冷凝器的氯化氢气体在一定温度和催化剂的作用下反应生成粗氯乙烯(VCM)；粗氯乙烯气体经冷却后进入水洗组合塔以除去未反应的氯化氢；组合塔顶排出的气体再经碱洗塔洗涤，进一步彻底除去残余的氯化氢；碱洗后粗氯乙烯经分离器分离除去油和水后送入精馏系统，回收未反应的乙炔，除去二氯乙烷、乙醛等杂质，得到纯VCM供聚合之用。碱洗后粗氯乙烯仍含有微量的HCl以及一定量的水，冬季约0.1wt.％(1000ppm)，夏季约0.2wt.％(2000ppm)。乙烯法生产氯乙烯的过程一般包括直接氯化法或乙烯氧氯化法。直接氯化法一般以干燥氯气氯化干燥的乙烯，在一定温度和催化剂存在下，反应生成二氯乙烷(EDC)，粗EDC经提纯得到精EDC；乙烯氧氯化法一般是将原料乙烯、氯化氢和氧按一定比例在流化床反应器中混合，在催化剂作用下，在一定温度下反应生成EDC，粗EDC经提纯得到精EDC。将EDC送入裂解炉，经加热蒸发、过热和裂解，生成氯乙烯和氯化氢，裂解气(HCl、VC和EDC)经热交换、冷凝和收集后，送至氯乙烯精制单元。精制后，氯乙烯仍含有微量的HCl以及一定量的水，冬季约0.1wt.％(1000ppm)，夏季约0.2wt.％(2000ppm)。通常，氯乙烯脱水方法主要为固碱干燥法以及近年渐渐使用的分子筛干燥法等。固碱干燥法必须设置两台以上的干燥器以备切换使用，即间断运行；在该方法中，打开干燥器更换新固碱时会释放出氯乙烯有毒物质，对操作人员身体健康及周边环境造成损害及污染；其次，碱造成干燥器设备腐蚀也较严重，甚至影响单体质量；另外，固碱与氯乙烯中的水分接触使固碱变成液态，控制不好易造成氯乙烯液流短路，影响脱水效果。再有，所用固碱都是棒碱，含有少量杂质(如白糖)，排放出的液碱难于别用，增加了新的污染源。此外，固碱脱水效果并不理想，VCM含水量仍在500ppm(重量)左右。采用分子筛去除氯乙烯中水分的方法中，因大多数分子筛都不耐酸，在酸性介质中会粉碎或失去效果，因此，只能选择ZGS型二氧化硅类耐酸分子筛，这导致可供选择的分子筛范围狭窄，增加了成本不确定性。在分子筛脱水过程中，一般要采用三塔流程，两个塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生工段，然后切换操作。为了保证连续生产，需要设计合理的干燥塔吸附脱水时间和再生时间，并使两者具有一致性。因此，流程及操作都很繁琐。另外，更为主要的是，分子筛法对于含水在1000ppm以上水分的单体脱水效果并不是很理想，含水量越高，频繁倒换分子筛塔越频繁，消耗中压蒸汽、电、冷冻盐水、氮气就越多，成本就越高。再有，在180℃以上高温下进行解析时，若处理不好，容易引发安全事故，而且高温下解析，会造成残留的VCM分解产生自聚，堵塞设备，降低生产效率和PVC树脂质量。此外，分子筛法无法实现脱除HCl的功能。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供纯化氯乙烯单体的方法，所述方法采用密闭操作，通过显著降低水的凝固点，在低温下实现高效脱水的同时中和掉氯乙烯单体中的微量氯化氢，使氯乙烯单体中的含水量显著降低，且不产生其他污染物。本专利技术的第二目的在于提供基于上述方法的纯化氯乙烯单体的系统。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：纯化氯乙烯单体的方法，其包括：在-25℃～0℃及密闭环境下，使粗氯乙烯单体与水的凝固点降低剂接触后，将氯乙烯单体分离出来；所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂的体积比为1:99～99:1。可选地，在-15℃～-8℃及密闭环境下，使粗氯乙烯单体与水的凝固点降低剂连续接触后，将氯乙烯单体分离出来。可选地，在所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂接触之前，对所述粗氯乙烯单体进行过滤处理。可选地，所述水的凝固点降低剂选自碱金属氢氧化物、碱金属氯化物或碱土金属氯化物中的至少一种。可选地，所述水的凝固点降低剂选自碱金属氢氧化物。可选地，所述碱金属氢氧化物以溶液形式添加，碱金属氢氧化物溶液的浓度为2wt.％～32wt.％。可选地，所述碱金属氢氧化物溶液的浓度为10wt.％～25wt.％。可选地，所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钾、氢氧化钠中的至少一种。可选地，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠。可选地，所述碱金属氯化物选自氯化钠或氯化钾；所述碱土金属氯化物选自氯化镁或氯化钙。通过加入水的凝固点降低剂就会显著降低水的凝固点，使其在零下十几度甚至零下二十几度都不会结冰。在本专利技术的技术方案中，使氯乙烯与这种物质充分接触，然后将氯乙烯单体与这种物质分离开，以使氯乙烯单体中的含水量降到100ppm(重量)以下。在仅仅需要将待纯化的粗氯乙烯单体中的含水量降到100ppm(重量)以下，而无需考虑氯乙烯单体中的氯化氢杂质的情况下，水的凝固点降低剂可以选择碱金属氯化物(如氯化钠或氯化钾)或碱土金属氯化物(如氯化镁或氯化钙)。在既需要将待纯化的粗氯乙烯单体中的含水量降到100ppm(重量)以下，又需要去除氯乙烯单体中的氯化氢杂质的情况下，水的凝固点降低剂可以选择碱金属氢氧化物，这类物质在显著降低水的凝固点并除水的同时还能中和掉氯乙烯单体中的微量氯化氢，从而大大提高氯乙烯单体的纯度。这种氯乙烯单体的提纯方法密闭连续操作，不产生任何污染物。可选地，氢氧化钠水溶液吸收氯乙烯单体中的水，浓度降低到2wt.％～25wt.％时，就需要排出一部分稀碱液，并补充一定量的高浓度(10wt.％～32wt.％)氢氧化钠水溶液，使氢氧化钠水溶液的浓度始终保持在规定的范围内。任选地，排出的稀碱液可以用于乙炔法氯乙烯生产的碱洗塔的补充碱液或乙烯法氯乙烯生产中和粗氯乙烯中微量氯化氢的碱液。可选地，所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂接触包括：使所述粗氯乙烯单体在所述水的凝固点降低剂中分散成粒径为2μm～1000μm的氯乙烯液滴。可选地，所述氯乙烯液滴的粒径为2μm～200μm。本专利技术中，粗氯乙烯单体与水的凝固点降低剂连续接触的场所或设备及接触方式并无严格限制，例如，可以采用密闭搅拌槽、静态混合器或北京杰瑞德公司专有产品水油接触器。可选地，所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂连续接触包括：使粗氯乙烯单体与碱金属氢氧化物溶液连续接触，碱金属氢氧化物溶液与粗氯乙烯单体于北京杰瑞德公司专有产品-油水接触器中混合、分散，以形成粒径为2μm～1000μm的有机相液滴。本专利技术中，所形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.纯化氯乙烯单体的方法，其特征在于，所述方法包括：/n在-25℃～0℃及密闭环境下，使粗氯乙烯单体与水的凝固点降低剂接触后，将氯乙烯单体分离出来；/n所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂的体积比为1:99～99:1。/n

【技术特征摘要】
1.纯化氯乙烯单体的方法，其特征在于，所述方法包括：
在-25℃～0℃及密闭环境下，使粗氯乙烯单体与水的凝固点降低剂接触后，将氯乙烯单体分离出来；
所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂的体积比为1:99～99:1。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水的凝固点降低剂选自碱金属氢氧化物、碱金属氯化物或碱土金属氯化物中的至少一种；
优选地，所述水的凝固点降低剂选自碱金属氢氧化物；
更优选地，所述碱金属氢氧化物以溶液形式添加，碱金属氢氧化物溶液的浓度为2wt.％～32wt.％，更进一步优选为10wt.％～25wt.％。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物选自氢氧化钾、氢氧化钠中的至少一种；
优选地，所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠；
优选地，所述碱金属氯化物选自氯化钠或氯化钾；所述碱土金属氯化物选自氯化镁或氯化钙。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粗氯乙烯单体与所述水的凝固点降低剂接触包括：
使所述粗氯乙烯单体在所述水的凝固点降低剂中分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛之化，许柏文，
申请(专利权)人：许柏文，
类型：发明
国别省市：北京;11