一种氯乙烯高沸物处理方法与流程

1.本发明涉及化工设备技术领域，特别是涉及一种氯乙烯高沸物处理方法。


背景技术：

2.聚氯乙烯生产过程中，会产生氯乙烯高沸物，这部分高沸物的组成主要是氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷等物质。这部分高沸物大多被简单蒸馏后作为危废品处理掉。原工艺在处理这部分高沸物时有氯乙烯分离不彻底，二氯乙烷产品中二氯乙烷质量分率低的弊端。在原工艺处理后，二氯乙烷中仍会有未被回收的氯乙烯15
‑
25％左右，这些无法彻底回收的氯乙烯会造成氯乙烯原料的浪费。而因为二氯乙烷中混有大量的氯乙烯，也使得二氯乙烷产品不纯，使二氯乙烷产品无法真正有效利用。原工艺有生产周期短，塔内经常自聚堵塔，无法长期稳定运行等缺点。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术中存在的氯乙烯高沸物中二氯乙烷分离效果差的问题，而提供一种氯乙烯高沸物处理方法。
4.为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
5.一种氯乙烯高沸物处理方法，于低温真空负压条件下在精馏塔中回收氯乙烯，所述精馏塔的操作压力为表压为
‑
90kpa至常压，优选为
‑
40到
‑
60kpa；精馏塔的塔顶温度为
‑
10至10℃，优选为
‑5‑
0℃；精馏塔的塔釜温度为25
‑
40℃。
6.在上述技术方案中，所述氯乙烯高沸物采用间歇精馏，将需处理的物料一次加入精馏塔中，按照负压为
‑
90kpa到常压，优选为，
‑
40到
‑
60kpa和塔顶温度
‑
10至10℃条件进行操作，氯乙烯为未冷凝的气态形式，回收至氯乙烯气柜中，随着高沸物中氯乙烯的逐渐减少，塔顶和塔釜的温度会逐步上升，当塔顶温度升至20℃以上时，停止加热，将剩余塔釜液排放至回收物料储罐中，待有需要处理的氯乙烯高沸物物料时再进行间歇性操作。
7.在上述技术方案中，所述间歇精馏在单塔精馏系统中进行，所述单塔精馏系统包括一个精馏塔，其中所述精馏塔的顶部连接有分凝器，所述分凝器的下部设有冷冻盐水进口，所述分凝器的上部设有冷冻盐水出口，所述分凝器的顶部连接真空负压系统，所述真空负压系统通过管路连接氯乙烯气柜；
8.高沸物储罐通过管路连接于所述精馏塔的中部；
9.所述精馏塔的底部均通过循环管路连接有再沸器，所述精馏塔的底部通过管路连接泵，泵的出口连接回收物料储罐。
10.在上述技术方案中，所述氯乙烯高沸物采用两塔连续精馏，包括氯乙烯回收步骤和二氯乙烷分离步骤，其中：
11.所述氯乙烯回收步骤中，将氯乙烯高沸物通入氯乙烯回收塔，氯乙烯回收塔的操作压力为表压为
‑
90kpa至常压，优选为
‑
40到
‑
60kpa，塔顶温度为
‑
10至10℃，优选为
‑5‑
0℃；塔釜温度为25
‑
40℃将高沸物中的氯乙烯气体回收到气柜中储存；
12.去除氯乙烯气体的高沸物输送至二氯乙烷分离塔进行常压分离，将高沸物中的二氯乙烷通过常压精馏从高沸物中分离出来，以回收利用，所述二氯乙烷分离塔的塔底温度为60至80℃，塔顶温度为40至60℃。
13.在上述技术方案中，所述连续精馏在两塔连续精馏系统中进行，所述两塔连续精馏系统包括依次连接的第一精馏塔和第二精馏塔，所述第一精馏塔为氯乙烯回收塔，第二精馏塔为二氯乙烷分离塔，其中：
14.所述氯乙烯回收塔的底部设有通过循环管路与其相连通的再沸器，存储有氯乙烯高沸物的高沸物储罐通过管路连接于所述氯乙烯回收塔的中部，所述氯乙烯回收塔的顶部设有分凝器；
15.所述氯乙烯回收塔的塔底通过第一泵与所述二氯乙烷分离塔的中下部相连接；将氯乙烯分离后的物料通过第一泵输送至二氯乙烷分离塔的中下部；
16.所述二氯乙烷分离塔的底部设有通过循环管路与其相连通的再沸器，所述二氯乙烷分离塔的顶部设有第二分凝器，所述第二分凝器顶部通过管路与全凝器相连通，所述全凝器通过管路与回流罐相连通，所述回流罐的底部分别通过管路连接至二氯乙烷储罐和二氯乙烷分离塔的上部，所述二氯乙烷分离塔的底部通过泵将物料返回，所述泵的出口还连接有回收物料储罐，回收物料储罐作为三氯储罐。
17.在上述技术方案中，所述精馏塔、第一精馏塔、第二精馏塔均为复合塔，所述复合塔内至少包括填料段和塔板段。
18.在上述技术方案中，所述复合塔包括塔体，所述塔体内从下到上依次设有塔板和填料层。
19.在上述技术方案中，所述塔体为圆筒状结构，所述塔体的塔顶设有出气口，所述出气口为气相组分的出口，塔体的塔底设有液体出口，所述液体出口为塔釜液相物料的出口，所述塔体的中部侧壁上设有进料口，所述进料口为物料进入塔体的入口，所述塔体的下部侧壁上设有气体进口，所述气体进口为再沸器加热后的气体进口，所述塔体的顶部侧壁上设有回流口，所述回流口为冷凝器冷凝后的液相物料回流进口；所述进料口设置在塔板的上方，每一层填料层的顶部设有液体分布器。所述塔板设有2
‑
10层。相邻的两层塔板之间设有降液板，所述降液板与所述塔板相垂直，降液板为上层液体提供下降的通道，每层塔板上面会形成一定的液层，这些液体在正常工作的条件下，由于塔内压力的关系，不会从塔板上的升气孔处落下，而会从塔板一侧缓慢流向另一侧的降液板；降液板高出塔板的部分形成溢流堰，作用是在塔板上维持一定的液层。
20.在上述技术方案中，所述塔板为立体传质塔板，每层塔板上开有规则的升气孔，每一个升气孔对应处装配喷射罩，所述喷射罩上开有喷射孔，所述喷射罩和塔板之间有底隙，喷射罩上方通过支撑架装配有1
‑
10层呈立体结构排布的分离板，所述升气孔是供塔板下部的气体向上上升的通道。
21.在上述技术方案中，最下部塔板的下方设有液封槽，所述液封槽和最后一层的降液板配合以进行液封。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1.由于氯乙烯回收塔采用负压真空条件，且塔顶冷冻盐水冷却，可以使塔内氯乙烯气体不被冷凝。以气体形式得到回收，而二氯乙烷以液态形式回到塔内。塔内温度低，使
再沸器可以在较低的温度下工作，减少再沸器结焦结垢，延长再沸器使用周期。塔内温度低可以减少整体设备的能量消耗，减少运行费用。
24.2.通过负压真空操作、低温冷冻盐水和复合塔的应用可以降低整个系统的操作温度及操作压力，温度及压力的降低可以有效的避免氯乙烯的自聚，提高氯乙烯的回收率，增大二氯乙烷的纯度。
25.3.高沸物中99％的氯乙烯都可以被回收利用，另外还提高了二氯乙烷提纯的纯度，其纯度可达到90
‑
99％，得到的二氯乙烷产品可以作为二氯乙烷溶剂进行销售。避免原本可利用的氯乙烯和二氯乙烷被混在高沸物中作为危废品处理。提高了氯乙烯回收率，通过回收处理工艺，95％的高沸物都可以有效得到回收和利用，极大的减低了pvc生产厂家处理危废品的压力，并且可以取得良好的经济效益。
附图说明
26.图1是单塔间隙精馏系统的结构示意图。
27.图2是两塔连续精馏系统的结构示意图。
28.图3是精馏塔的结构示意图。
29.图4是立体传质塔板的结构示意图。
30.图5是立体传质塔板在塔内的排布图。
31.图中：1
‑
精馏塔，2
‑
第一精馏塔，3
‑
第二精馏塔，4
‑
分凝器，5
‑
冷冻盐水进口，6
‑
冷冻盐水出口，7
‑
真空负压系统，8
‑
氯乙烯气柜，9
‑
高沸物储罐，10
‑
再沸器，11
‑
回收物料储罐，12
‑
泵，13
‑
第一泵，14
‑
再沸器，15
‑
第二分凝器，16
‑
二氯乙烷储罐，17
‑
回流罐，18
‑
塔体，19
‑
出气口，20
‑
液体出口，21
‑
进料口，22
‑
气体进口，23
‑
回流口，24
‑
塔板，25
‑
填料层，26
‑
液体分布器，27
‑
升气孔，28
‑
喷射罩，29
‑
喷射孔，30
‑
分离板，31
‑
降液板，32
‑
液封槽，33
‑
低温冷冻盐水系统，34
‑
全凝器。
具体实施方式
32.以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
33.实施例1
34.一种氯乙烯高沸物处理方法，利用精馏塔回收氯乙烯，所述精馏塔的操作压力为表压为
‑
90kpa至常压，优选为
‑
40到
‑
60kpa；塔顶温度为
‑
10至10℃，优选为
‑5‑
0℃；塔釜温度为25
‑
40℃。
35.1.1单塔间隙精馏
36.高沸物中三氯乙烷等杂质含量很少或者仅有少量的高沸物需要处理时，则可以采用间歇精馏的方式。采用间歇精馏时，先将一次性进料。将需处理的物料一次性的加入精馏塔1中，按照负压和塔顶温度
‑
10至10℃的指标进行操作。负压为
‑
90kpa到常压，优选为，
‑
40到
‑
60kpa这时氯乙烯为未冷凝的气态形式，此时将这部分未冷凝的氯乙烯回收至氯乙烯气柜8中，随着高沸物中氯乙烯的逐渐减少，塔顶和塔釜的温度会逐步上升，当塔顶温度升至20℃以上时，可以停止加热。将剩余塔釜液排放至回收物料储罐11中。然后等待有需要处理的高沸物物料时再进行间歇性的操作。
37.间歇精馏在单塔精馏系统中完成，所述单塔精馏系统包括一个精馏塔1，所述精馏塔1的顶部连接有分凝器4，所述分凝器4的下部设有冷冻盐水进口5，所述分凝器4的上部设有冷冻盐水出口6，所述分凝器4的顶部连接真空负压系统7，所述真空负压系统7通过管路连接氯乙烯气柜8；
38.存储有氯乙烯高沸物的高沸物储罐9通过管路连接于所述精馏塔1的中部；
39.所述精馏塔1的底部均通过循环管路连接有再沸器10，所述精馏塔1的底部通过管路连接泵12，泵12的出口连接回收物料储罐11。
40.该氯乙烯高沸物处理系统采用间歇精馏的方式，该精馏塔1的塔顶压力为表压
‑
90kpa到常压之间，塔顶温度为
‑
10
‑
60℃，塔釜温度为25
‑
80℃。
41.真空负压系统7用于提供真空负压蒸馏环境，冷冻盐水进口5、冷冻盐水出口6分别通过管路连接至低温冷冻盐水系统33，用于提供较低的塔顶温度。
42.1.2两塔连续精馏系统
43.氯乙烯高沸物处理方法，包括氯乙烯回收步骤和二氯乙烷分离步骤，其中：
44.所述氯乙烯回收步骤中，将氯乙烯高沸物通入氯乙烯回收塔，氯乙烯回收塔的操作压力为表压为
‑
90kpa至常压，优选为
‑
40到
‑
60kpa，塔顶温度为
‑
10至10℃，优选为
‑5‑
0℃；塔釜温度为25
‑
40℃将高沸物中的氯乙烯气体回收到气柜中储存；
45.去除氯乙烯气体的高沸物输送至二氯乙烷分离塔进行常压分离，将高沸物中的二氯乙烷通过常压精馏从高沸物中分离出来，以回收利用，所述二氯乙烷分离塔的塔底温度为60至80℃，塔顶温度为40至60℃。
46.氯乙烯高沸物以液体形态，通过高沸物储罐9进入本发明的处理系统，真空负压系统提供负压
‑
90kpa至常压的条件。配合塔顶使用的特定温度的低温冷冻盐水进行冷却，冷冻盐水的温度为
‑
40℃至
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5℃，使高沸物中的氯乙烯高效的分离，可以得到纯度99％以上的氯乙烯气体，可以把高沸物中含有的几乎全部氯乙烯回收到气柜系统中，供后续工序再利用。并且，在该工艺参数条件下，氯乙烯不容易聚合结垢。
47.二氯乙烷分离塔的塔顶的蒸汽首先进入第二分凝器15进行冷凝，全凝器34将第二分凝器15未冷凝的气体全部冷凝为液体，全凝器34内的温度为25℃，被冷凝的液体收集至回流罐17中，回流罐17被安放在分凝器4下方位置，用来储存回流液，回流罐17中的物料供回流使用或作为产品外送，二氯乙烷副产品存储于二氯乙烷储罐16内，将二氯乙烷分离后的剩余的三氯混合液进入回收物料储罐11。
48.连续精馏系统包括依次连接第一精馏塔2和第二精馏塔3，第一精馏塔2为氯乙烯回收塔，第二精馏塔3为二氯乙烷分离塔，其中：
49.所述氯乙烯回收塔的底部设有通过循环管路与其相连通的再沸器10，存储有氯乙烯高沸物的高沸物储罐9通过管路连接于所述氯乙烯回收塔的中部，所述氯乙烯回收塔的顶部设有分凝器4，所述分凝器4的下部设有冷冻盐水进口5，所述分凝器4的上部设有冷冻盐水出口6，所述分凝器4的顶部通过管路连接真空负压系统7，所述真空负压系统7通过管路连接氯乙烯气柜8；
50.所述氯乙烯回收塔的塔底通过第一泵13与所述二氯乙烷分离塔的中下部相连接；将氯乙烯分离后的物料通过第一泵13输送至二氯乙烷分离塔的中下部。
51.所述二氯乙烷分离塔的底部设有通过循环管路与其相连通的再沸器14，所述二氯
乙烷分离塔的顶部设有第二分凝器15，所述第二分凝器15顶部通过管路与全凝器34相连通，所述全凝器34通过管路与回流罐17相连通，所述回流罐17的底部分别通过管路连接至二氯乙烷储罐16和二氯乙烷分离塔的上部，所述二氯乙烷分离塔的底部通过泵12将物料返回，所述泵12的出口还连接有回收物料储罐11，回收物料储罐11作为三氯储罐。
52.实施例2
53.本实施例在实施例1的基础上，对精馏塔、氯乙烯回收塔和二氯乙烷分离塔的结构进行进一步说明。
54.所述精馏塔、氯乙烯回收塔和二氯乙烷分离塔均为复合塔，所述复合塔内至少包括填料段和塔板段。复合塔的应用可协同负压真空操作、低温冷冻盐水共同降低整个系统的操作温度及操作压力，温度及压力的降低可以有效的避免氯乙烯的自聚，提高氯乙烯的回收率，增大二氯乙烷的纯度。
55.更进一步的，所述复合塔包括塔体18，所述塔体18为圆筒状结构，用于为其内部的气体和液体创造接触空间，所述塔体18的塔顶设有出气口19，所述出气口19为气相组分的出口，塔体18的塔底设有液体出口20，所述液体出口20为塔釜液相物料的出口，所述塔体18的中部侧壁上设有进料口21，所述进料口21为物料进入塔体18的入口，所述塔体18的下部侧壁上设有气体进口22，所述气体进口22为再沸器10加热后的气体进口22，所述塔体18的顶部侧壁上设有回流口23，所述回流口23为冷凝器冷凝后的液相物料回流进口；
56.所述塔体18内从下到上依次设有塔板24和填料层25，所述进料口21设置在塔板24的上方，每一层填料层25的顶部设有液体分布器26，填料层25为气体和液体的接触提供物理空间，使气体液体能够在填料表面进行传质、传热等物理化学过程，液体分布器26，帮助液体分布，能够更好的分散液体，优化液体同气体接触的效率。
57.作为优选的，所述塔板24为ctst立体传质塔板，所述塔板24设有2
‑
10层，固定于所述塔体18内部，每层塔板24上开有规则的升气孔27，每一个升气孔27对应处装配喷射罩28，所述喷射罩28上开有喷射孔29，所述喷射罩28和塔板24之间有底隙37，喷射罩28上方通过支撑架38装配有1
‑
10层呈立体结构排布的分离板30；
58.所述升气孔27是供塔板24下部的气体向上上升的通道，相邻的两层塔板24之间设有降液板31，所述降液板31与所述塔板24相垂直，降液板31为上层液体提供下降的通道，每层塔板24上面会形成一定的液层，这些液体在正常工作的条件下，由于塔内压力的关系，不会从塔板24上的升气孔27处落下，而会从塔板24一侧缓慢流向另一侧的降液板31；降液板31高出塔板24的部分形成溢流堰，降液板31固定在塔板24上液体出口一侧，作用是在塔板24上维持一定的液层。更进一步的，最下部塔板24的下方设有液封槽32，所述液封槽32和最后一层的降液板31配合起到液封作用，使得由下方进气口进入的气体只通过塔板24上的开孔上升，而不窜入降液板31内。
59.本实施例使用下塔板上填料的方式，可以延长开车时间，避免杂质结垢堵塞，而下填料的方式则由于处理的物料杂质较多，容易结垢堵塞。，立体传质塔板协同真空负压系统，可起到提高回收效率，降低生产成本的作用。
60.实施例3
61.利用实施例1.2的方法进行处理。
62.3.1
63.陕西的某生产厂家，原本每年生产过程中产生1500吨高沸物，这部分高沸物中含有35％的氯乙烯气体，60％的二氯乙烷，5％左右的三氯物质等杂质。
64.原本这1500吨高沸物全被当做危废品进行处理。
65.当其利用本发明的处理系统进行处理时，高沸物回收处理工艺分为两个部分。
66.首先回收氯乙烯气体，氯乙烯的高沸物进入氯乙烯气体回收工序，氯乙烯气体回收工序使用负压真空装置并且塔顶使用特殊的冷媒将塔内控制在特定的压力和特定温度条件下，可以将高沸物中的氯乙烯气体回收到气柜中储存。
67.其次分离高沸物中的二氯乙烷。去除氯乙烯气体的高沸物，通过输送泵12送入常压分离系统。将高沸物中的二氯乙烷通过常压精馏分离技术从高沸物中分离出来。二氯乙烷的产品质量纯度可以达到90
‑
99％。
68.经过氯乙烯高沸物回收处理工艺的处理后，该厂每年可回收525吨氯乙烯气体，价值约200万元。900吨二氯乙烷，价值约40万元。需处理的危废物由原来每年1500吨下降到75吨。
69.3.2
70.河南某氯乙烯生产厂家，每年在生产过程中产生1200吨高沸物，这些高沸物中含氯乙烯气体30％，二氯乙烷65％，5％三氯物质等杂质。
71.当其利用本发明的处理系统进行处理时，高沸物回收处理工艺分为两个部分。
72.首先，氯乙烯气体在负压精馏操作的条件和使用低温冷冻盐水作为塔顶冷媒提供冷量的条件下从高沸物中分离回收。通过氯乙烯不被冷凝而其他组分全部被冷凝为液体，保证了氯乙烯气体回收的纯度。
73.其次，去除氯乙烯的高沸物，通过常压精馏技术进行二氯乙烷的分离。得到纯度90
‑
99％的二氯乙烷产品和少量的三氯产品。
74.通过本高沸物处理工艺后，该厂当年实现经济效益200余万元，当年回收投资成本。
75.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
76.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
77.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。