本實(shí)用新型涉及氯乙烯及其聚合物生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氯乙烯的除雜裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今，氯乙烯的生產(chǎn)方法通常采用的是電石法和乙烯法，電石法最終制得的氯乙烯中乙炔含量極低，高沸物小于10ppm，就有機(jī)雜質(zhì)來說，電石法所制得的氯乙烯的質(zhì)量高于乙烯法所制得的氯乙烯的質(zhì)量，但是，由于采用電石法生產(chǎn)的氯乙烯中含水量高于乙烯法制得的氯乙烯，在采用氯乙烯聚合生產(chǎn)聚氯乙烯的過程中，若氯乙烯中所含水分過多，則由于水分能夠水解由氧與氯乙烯生成的低分子過氧化物，會產(chǎn)生氯化氫、甲酸、甲醛等酸性物質(zhì)，故會導(dǎo)致鋼設(shè)備腐蝕，并生成Fe³⁺，F(xiàn)e³⁺存在于氯乙烯單體中，將使聚合后的聚氯乙烯樹脂的色澤變黃或成為黑點(diǎn)雜質(zhì)，并降低聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性。Fe³⁺的存在還會使氧和氯乙烯生成過氧化物，生成的過氧化物既能重復(fù)上述水解過程，又能引發(fā)氯乙烯的聚合，從而生成聚合度較低的聚氯乙烯，造成塔盤部件的堵塞而被迫停車處理。

因此，在氯乙烯聚合的系統(tǒng)中，由于不能完全脫氧，故需盡量減少聚合系統(tǒng)中的水分，從而降低氯乙烯單體中的鹽酸和鐵離子，避免因氯乙烯自聚而堵塞精餾塔，影響聚合反應(yīng)的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種氯乙烯的除雜裝置，用于解決現(xiàn)有的氯乙烯中含有過量的水分會造成聚合系統(tǒng)堵塞或影響聚合反應(yīng)的發(fā)生的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：一種氯乙烯的除雜裝置，包括初級冷凝機(jī)構(gòu)、除水機(jī)構(gòu)和終極冷凝機(jī)構(gòu)，所述初級冷凝機(jī)構(gòu)和所述終極冷凝機(jī)構(gòu)之間通過氣相管路相連，所述除水機(jī)構(gòu)通過液相管路分別與所述初級冷凝機(jī)構(gòu)和所述終極冷凝機(jī)構(gòu)相連，

所述終極冷凝機(jī)構(gòu)包括尾氣冷凝器和下液管路，所述下液管路包括第一管路和第二管路，所述第一管路的第一端與所述尾氣冷凝器的出口固定連接，所述第二管路的入口端與所述第一管路的第二端固定連接，所述第二管路的入口端高于所述第二管路的出口端設(shè)置，所述第二管路上設(shè)置有排水導(dǎo)淋器，所述下液管路的外圍設(shè)置有蒸汽伴熱器。

優(yōu)選地，所述除水機(jī)構(gòu)包括依次串聯(lián)設(shè)置的緩沖罐、預(yù)過濾器、聚結(jié)器、干燥器、低沸塔和高沸塔，所述初級冷凝機(jī)構(gòu)通過液相管路與緩沖罐連接，所述終極冷凝機(jī)構(gòu)通過液相管路與所述低沸塔連接，所述低沸塔包括低沸塔本體、低沸塔冷凝器和低沸塔回流罐，所述低沸塔冷凝器的入口通過管路與所述低沸塔本體的氣相出口相連，所述低沸塔冷凝器的液相出口與所述低沸塔回流罐的入口相連，所述低沸塔回流罐的出口與所述低沸塔本體的入口相連，所述低沸塔冷凝器的氣相出口與所述尾氣冷凝器的入口相連，所述尾氣冷凝器的出口與所述低沸塔回流罐的入口相連。

優(yōu)選地，所述干燥器為棒堿干燥器。

優(yōu)選地，所述緩沖罐的排水管路、所述預(yù)過濾器的排水管路、所述聚結(jié)器的排水管路、所述干燥器的排液管路、所述尾氣冷凝器的排水管路均與排水罐相連，所述排水罐的外部設(shè)置有加熱夾套，所述排水罐上設(shè)置有氣相管路，依次通過氯乙烯氣柜、壓縮機(jī)與所述初級冷凝機(jī)構(gòu)相連。

優(yōu)選地，所述第一管路呈豎直設(shè)置，所述第二管路與所述第一管路的夾角為120°。

優(yōu)選地，所述第一管路上設(shè)置有排水閥。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述的氯乙烯的除雜裝置具有以下優(yōu)勢：本實(shí)用新型氯乙烯的除雜裝置通過設(shè)置有初級冷凝機(jī)構(gòu)、除水機(jī)構(gòu)和終極冷凝機(jī)構(gòu)，從而達(dá)到對氯乙烯較好的除雜效果，且在本實(shí)用新型中的終極冷凝機(jī)構(gòu)中，下液管路的外圍采用蒸汽伴熱的供熱方式，且第二管路采用傾斜設(shè)置，使得本實(shí)用新型在終極冷凝機(jī)構(gòu)中，經(jīng)冷卻液化后的物料的下料更加順暢，在下液管路中增設(shè)有排水點(diǎn)，從而有效減少了經(jīng)終極冷凝機(jī)構(gòu)處理后的物料中的含水量。結(jié)合后期的除水機(jī)構(gòu)達(dá)到了將最終輸出的氯乙烯的含水量降低到150ppm以下，在后期氯乙烯單體聚合生成PVC的過程中，使最終形成的PVC的產(chǎn)品質(zhì)量得到了較大的改善，聚合程度較高，同時(shí)，降低了聚合體系中鐵離子的含量，提高了PVC樹脂的白度和熱穩(wěn)定性。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1示出了本實(shí)用新型一種優(yōu)選實(shí)施方式的氯乙烯的除雜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出了圖1中終極冷凝機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖說明：

1-初級冷凝機(jī)構(gòu)， 2-除水機(jī)構(gòu)，

21-緩沖罐， 22-預(yù)過濾器，

23-聚結(jié)器， 24-干燥器，

25-低沸塔， 251-低沸塔本體，

252-低沸塔冷凝器， 253-低沸塔回流罐，

26-高沸塔， 3-終極冷凝機(jī)構(gòu)，

31-尾氣冷凝器， 32-下液管路，

321-第一管路， 322-第二管路，

323-排水導(dǎo)淋器， 324-蒸汽伴熱器，

4-排水罐， 5-氯乙烯氣柜，

6-壓縮機(jī)。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，該創(chuàng)造性概念可大量的體現(xiàn)于具體的上下文中。在下述本實(shí)用新型的實(shí)施方式中描述的具體的實(shí)施例僅作為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式的示例性說明，而不構(gòu)成對本實(shí)用新型范圍的限制。

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

如圖1和圖2所示，一種氯乙烯的除雜裝置，包括初級冷凝機(jī)構(gòu)1、除水機(jī)構(gòu)2和終極冷凝機(jī)構(gòu)3，所述初級冷凝機(jī)構(gòu)1和所述終極冷凝機(jī)構(gòu)3之間通過氣相管路相連，所述除水機(jī)構(gòu)2分別通過液相管路與所述初級冷凝機(jī)構(gòu)1和所述終極冷凝機(jī)構(gòu)3相連，所述終極冷凝機(jī)構(gòu)3包括尾氣冷凝器31和下液管路32，所述下液管路32包括第一管路321和第二管路322，所述第一管路321的第一端與所述尾氣冷凝器31的出口固定連接，所述第二管路322的入口端與所述第一管路321的第二端固定連接，所述第二管路322的入口端高于所述第二管路322的出口端設(shè)置，所述第二管路322上設(shè)置有排水導(dǎo)淋器323，所述第二管路322的外圍設(shè)置有蒸汽伴熱器324。

氯乙烯又名乙烯基氯，是一種應(yīng)用于高分子化工的重要單體，由乙烯或乙炔制得，沸點(diǎn)為-13.9℃。由氯乙烯壓縮系統(tǒng)輸出的原物料中會含有氯乙烯氣體、水蒸汽以及少量的氮?dú)?、氫氣和乙炔氣或乙烯氣。將上述原物料首先輸入到初級冷凝機(jī)構(gòu)1中，本實(shí)施例中的初級冷凝機(jī)構(gòu)1包括串聯(lián)設(shè)置的兩個冷凝器，分別為一段冷凝器和二段冷凝器，一段冷凝器中輸出的氣相繼續(xù)輸送到二段冷凝器中進(jìn)行冷卻，初級冷凝機(jī)構(gòu)1中均采用0-10℃的工業(yè)用水作為冷媒對原物料進(jìn)行冷卻，使得原物料中的部分氯乙烯氣體及水蒸氣冷凝成液體，未冷凝成液體的水和氯乙烯依然存在于氣相中，隨同少量的氮?dú)?、氫氣和乙炔氣通過氣相管路輸送到終極冷凝機(jī)構(gòu)3中的尾氣冷凝器31中。在初級冷凝機(jī)構(gòu)1中經(jīng)冷凝后的液體水和氯乙烯通過液相管路輸送到除水機(jī)構(gòu)2中。

輸送到尾氣冷凝器31中的氣相物料在尾氣冷凝器31中進(jìn)行再冷卻處理。冷凝器為制冷系統(tǒng)的機(jī)件，屬于換熱器的一種，能使氣體通過一跟長長的管子，讓熱量散失到四周的空氣中，從而把氣體或蒸汽轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w。本實(shí)施例中尾氣冷凝器31中的冷媒采用-40--30℃的冷凍鹽水，使得氣相物料中剩余的大量氯乙烯液化成液體，伴隨著水蒸氣也大量液化，液化后的氯乙烯和水則隨著下液管路32輸出，依然呈氣相的氮?dú)?、氫氣、乙炔氣以及很少量的氯乙烯和水則由尾氣冷凝器31的氣相出口輸出。在下液管路32中的液相氯乙烯和水依次經(jīng)由第一管路321和第二管路322輸出到除水機(jī)構(gòu)2中。

在本實(shí)施例中，第二管路322采用入口端高于出口端的形式設(shè)置，使得在下液管路32中的物料的下料更加通暢。且由于在尾氣冷凝器31中，冷媒的溫度過低，故部分水會固化成冰從而造成下液管路3232的堵塞，本實(shí)施例在下液管路32的外圍設(shè)置有蒸汽伴熱器324從而為下液管路32供熱，本實(shí)施例蒸汽伴熱器324的設(shè)置方式為采用兩根蒸汽管道緊貼下料管道的外壁設(shè)置的形式，通過蒸汽熱使冰融化為水并隨著下液管路32流動，進(jìn)而能防止因?yàn)樵谙乱汗苈?2中水凝結(jié)為冰而堵塞下料管道，使得液化后的氯乙烯難以進(jìn)入除水機(jī)構(gòu)2，而是從尾氣冷凝器31的的氣相出口輸出，造成跑料情況的發(fā)生。當(dāng)然，上述伴熱方式也可采用電伴熱的方式，即緊貼下料管安裝一條電伴熱帶，但由于電伴熱控制箱一般為根據(jù)設(shè)定溫度自動運(yùn)行，故加熱效果不理想，經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)鑒定依然經(jīng)常會出現(xiàn)跑料情況的發(fā)生，故本實(shí)施例優(yōu)選為采用蒸汽伴熱的方式。在蒸汽伴熱的過程中，冰會在下液管路32融化為水，本實(shí)施例還優(yōu)選在第二管路322的末端設(shè)置有排水導(dǎo)淋器323，本實(shí)施例中，該排水導(dǎo)淋器323以在第二管路322上設(shè)置有短支路，并在該短支路上安裝排水閥的形式設(shè)置，從而增加了下液管路32中的排水點(diǎn)，使得下液管路32中化冰結(jié)束后，通過排水導(dǎo)淋器323能將下液管路32中的水及時(shí)排出，從而減少了由于水分不能及時(shí)排出而造成尾氣冷凝器31頻繁切換次數(shù)的問題。當(dāng)然，在排水的過程中，少量的氯乙烯會隨水一同排出，可采用人工監(jiān)測排水閥所對應(yīng)的排水管路中液位的方式來減少混合在水中的氯乙烯的量，從而減少氯乙烯的排出量，提高氯乙烯的回收率。綜上，本實(shí)施例中下液管路32的設(shè)計(jì)不僅使得物料的下料更順暢，同時(shí)也避免了跑料情況的發(fā)生，并能減少氯乙烯單體中的水分含量，使得水分的控制更穩(wěn)定，具有非常好的使用效果。

請參閱圖1，上述除水機(jī)構(gòu)2包括依次串聯(lián)設(shè)置的緩沖罐21、預(yù)過濾器22、聚結(jié)器23、干燥器24、低沸塔25和高沸塔26，所述初級冷凝機(jī)構(gòu)1通過液相管路與緩沖罐21連接，所述終極冷凝機(jī)構(gòu)3通過液相管路與所述低沸塔25連接，所述低沸塔25包括低沸塔本體251、低沸塔冷凝器252和低沸塔回流罐253，所述低沸塔冷凝器252的入口通過管路與所述低沸塔本體251的氣相出口相連，所述低沸塔冷凝器252的液相出口與所述低沸塔回流罐253的入口相連，所述低沸塔回流罐253的出口與所述低沸塔本體251的入口相連，所述低沸塔冷凝器252的氣相出口與所述尾氣冷凝器31的入口相連，所述尾氣冷凝器31的出口與所述低沸塔回流罐253的入口相連。

緩沖罐21是一種能緩沖系統(tǒng)中的壓力波動，使介質(zhì)的運(yùn)行更平穩(wěn)的裝置，它的介質(zhì)可為液相，也可為氣相或固相。由于部分游離水在氯乙烯中呈分散相，即呈大小不等的液滴而存在，故當(dāng)其輸入到緩沖罐21中，粒徑大于2um的水滴在緩沖罐21中經(jīng)由靜置、沉降作用會在設(shè)備底部的沉降集水罐中分層而排出，該部分的除水僅為初級除水，粒徑小于2um的水滴在氯乙烯中會形成穩(wěn)定的油包水型乳狀液，在緩沖罐21中無論其靜置多長時(shí)間都不會形成沉降而除去。經(jīng)由緩沖罐21中輸出的一級物料再經(jīng)由管道輸送到預(yù)過濾器22中進(jìn)行處理，上述輸出的一級物料為含有乳化水、未除盡的游離水、雜質(zhì)顆粒和自聚物的粗氯乙烯物料，預(yù)過濾器22是對物料進(jìn)行初級過濾的裝置，其不使用化學(xué)藥劑，而只使用不銹鋼濾芯等設(shè)備對物料實(shí)現(xiàn)過濾，在氯乙烯的預(yù)過濾器22中將一級物料中的固體雜質(zhì)和自聚物除去。從預(yù)過濾器22中輸出的二級物料再輸入到聚結(jié)器23中進(jìn)行處理，聚結(jié)器23又稱聚結(jié)分離器，含有聚結(jié)濾芯和分離濾芯，物料輸送到聚結(jié)濾芯后能將小水滴聚結(jié)成較大的水珠，從而使聚結(jié)后的水珠依靠自重實(shí)現(xiàn)分離，留下的物料含有粒徑較小的水滴，由于物料的流動來不及沉降，被夾帶著流向物料出口繼續(xù)經(jīng)過分離濾芯，由于分離濾芯具有良好的憎水性，其只允許氯乙烯物料通過，而不允許水通過，故能進(jìn)一步高效率、高精度、大流量地分離出氯乙烯中的水分，在二級物料中分散的乳化狀小水滴通過聚結(jié)器23實(shí)現(xiàn)聚結(jié)，從而進(jìn)一步分離出二級物料中的水，之后從聚結(jié)器23中輸出三級物料。將得到的三級物料繼續(xù)輸入到干燥器24中進(jìn)行干燥處理，以達(dá)到進(jìn)一步除水的目的，從而得到從干燥器24中輸出的四級物料，輸出的四級物料繼續(xù)依次經(jīng)由低沸塔25和高沸塔26進(jìn)行處理，低沸塔25和高沸塔26均是實(shí)現(xiàn)精餾的裝置，通過低沸塔25和高沸塔26能利用回流使得混合物得到高純度的分離，從而去除氯乙烯中乙炔、乙醛和二氯乙烷等雜質(zhì)，最終從高沸塔26中輸出的即為干燥處理后的氯乙烯。

本實(shí)施例優(yōu)選為在高沸塔26的輸出管道上進(jìn)一步增設(shè)有干燥器24，能對從高沸塔26輸出的物料實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的干燥處理。

本實(shí)施例中除水機(jī)構(gòu)2包括多級除水裝置，能對氯乙烯物料實(shí)現(xiàn)較好的除水效果，配合上述終極冷凝機(jī)構(gòu)3中下液管路32的方案，實(shí)現(xiàn)了對于氯乙烯單體中水分的較好控制，在氯乙烯單體聚合生成PVC的過程中，使得PVC的產(chǎn)品質(zhì)量得到了改善，同時(shí)由于氯乙烯單體水分的降低也降低了聚合系統(tǒng)中鐵離子的含量，從而提高了PVC樹脂的白度和熱穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，本實(shí)施例中干燥器24為棒堿干燥器24。

現(xiàn)對氯乙烯干燥處理的干燥器24一般為固堿干燥器24，固堿主要成分為氫氧化鈉，氯乙烯單體只需同固堿表面充分接觸，從而利用固堿干燥器24的強(qiáng)吸水性便能除去氯乙烯中的水分，但是當(dāng)固堿表面吸水后，會形成膠狀的高濃堿，會同其他固堿顆粒粘連在一起，從而堵塞固堿干燥器24的堆積空隙流道，這些膠狀的高濃堿隨著含水的增加會變?yōu)橄A而具有流動性，由于堿液液滴密度遠(yuǎn)比氯乙烯大，故可下沉到干燥器24底部從而最終同其他固堿分離。同時(shí)，由于固堿床層的堆積密度差，并有粘連效應(yīng)，故固堿床層的阻力不均勻，固堿干燥器24的局部很快會被介質(zhì)含水的氯乙烯液體所穿透，形成的溝道會使含水氯乙烯能直接通過，從而大大降低了干燥器24的除水效率。本實(shí)施例采用棒堿干燥器24，棒堿呈圓柱狀，棒堿的機(jī)械強(qiáng)度高，不易破裂，故不會被帶入后繼工序中，不會造成對設(shè)備管道的堵塞，且棒堿的堆填孔隙率較大，系統(tǒng)阻力小，不易出現(xiàn)固堿所存在的粘連效應(yīng)，保證了其對氯乙烯的除水效果，棒堿在使用過程中單耗是片堿或塊堿的30～40％，故單耗較低，可實(shí)現(xiàn)多次切換使用。在本實(shí)施例中通過控制低沸塔25出口水分來監(jiān)測棒堿的使用效果，在低沸塔25出口水達(dá)到400ppm時(shí)及以上時(shí)，即表明棒堿需要更換，通過快速更換棒堿從而能保證本實(shí)施例中干燥器24的干燥效果。

值得一提的是，所述緩沖罐21的排水管路、所述預(yù)過濾器22的排水管路、所述聚結(jié)器23的排水管路、所述干燥器24的排液管路、所述尾氣冷凝器31的排水管路均與排水罐4相連，所述排水罐4的外部設(shè)置有加熱夾套，所述排水罐4上設(shè)置有氣相管路，依次通過氯乙烯氣柜5、壓縮機(jī)6與所述初級冷凝機(jī)構(gòu)1相連。

雖然從一般理論來講，氯乙烯不溶于水，但在實(shí)際生產(chǎn)中氯乙烯在水中呈微溶狀態(tài)，故在緩沖罐21、預(yù)過濾器22、聚結(jié)器23、尾氣冷凝器31的排水管路中，介質(zhì)水中會含有少量的氯乙烯，干燥器24的排堿液管路中也會存在少量的氯乙烯，本實(shí)施例將上述所排出的水及堿液采用排水罐4進(jìn)行回收，排水罐4的外部設(shè)置有夾套，通過向夾套中通入帶有熱量的氣體或液體從而為排水罐4供熱，使排水罐4內(nèi)部的氯乙烯氣化并從液態(tài)介質(zhì)中揮發(fā)出來，揮發(fā)出的氯乙烯再通過氣相管路輸入到氯乙烯氣柜5中，由于氯乙烯氣柜5的操作壓力較小，與排水罐4有較大的壓差，故氯乙烯氣柜5有利于氯乙烯的氣化和回收，再通過壓縮機(jī)6對回收到氯乙烯氣柜5中的氯乙烯進(jìn)行壓縮，之后將該壓縮后的氯乙烯再次輸入到初級冷凝機(jī)構(gòu)1中。添設(shè)有排水罐4，實(shí)現(xiàn)了對于粗氯乙烯原料中氯乙烯的充分回收，且由于從排水罐4中回收的氯乙烯攜帶有水分等雜質(zhì)，故將其輸出到初級冷凝機(jī)構(gòu)1中，并經(jīng)由后續(xù)程序?qū)崿F(xiàn)再次除雜處理。因此，本優(yōu)選實(shí)施例對氯乙烯的回收率高、除雜效果好，能減低企業(yè)成本，經(jīng)濟(jì)效益較為顯著。

請參閱圖2，需要說明的是，所述第一管路321呈豎直設(shè)置，所述第二管路322與所述第一管路321的夾角為120°。

上述第一管路321和第二管路322優(yōu)選為一體成型，第二管路322通過折彎處理與第一管路321形成120°的角度，上述設(shè)置方式，在節(jié)省設(shè)置空間的情況下，使下料達(dá)到了非常通暢的狀態(tài)，并且也減少了第一管路321或第二管路322太過水平而會導(dǎo)致管路內(nèi)部易結(jié)冰情況出現(xiàn)的幾率，同時(shí)也消除了在第一管路321或第二管路322太過豎直時(shí)，氯乙烯流速太快，產(chǎn)生靜電火花所造成的安全隱患。

當(dāng)然，在上述終極冷凝機(jī)構(gòu)3中，為了增強(qiáng)對物料的冷凝效果，可采用兩個或兩個以上的尾氣冷凝器31，第二個尾氣冷凝器31及之后的尾氣冷凝器31只需分別采用管道使其排液口與第一個尾氣冷凝器31的第一管路321相通，使得從尾氣冷凝器31中輸出的液體均經(jīng)由第二傾斜設(shè)置的第二管路322排出即可，節(jié)省了管路材料和存放空間。

此外，為了進(jìn)一步增加下液管路32中的排水點(diǎn)從而增強(qiáng)下液管路32的除水效果，在所述第一管路321上也設(shè)置有排水閥。

采用上述優(yōu)選實(shí)施例，能將電石法制取氯乙烯單體中原含水量300ppm變?yōu)?50ppm以下，除水效果非常顯著，從而也提高了后續(xù)聚合生產(chǎn)工藝制作形成的聚氯乙烯產(chǎn)品的品質(zhì)，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

應(yīng)該注意的是，上述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行說明而不是對本實(shí)用新型進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。