技术领域
[0001] 本
发明涉及含水液态氯乙烯脱水的方法，更具体地说，涉及用物理方法分离含水液态氯乙烯中的游离水，本发明还涉及用于该方法的装置。
背景技术
[0002] 目前，在石油化工领域聚氯乙烯生产行业，由氯乙烯合成聚氯乙烯的生产工艺中，氯乙烯原料必须先脱除水分，再通过精馏除杂。脱水步骤的设置，是由于水能够
水解由氯乙烯与
氧生成的过氧化物，产生氯化氢、
甲酸、甲
醛等酸性物质，从而使
钢质设备
腐蚀，产生3+
Fe ，后者使聚合后产品色泽变黄，或产生黑点杂质。
铁离子在氯化氢和水存在下，又促进氯乙烯的氧化过程，产生更多的过氧化物。这种过氧化物会引发氯乙烯聚合，生成聚合度较低的聚氯乙烯，造成精馏塔塔盘构件堵塞，从而使装置被迫停车，影响连续生产。倘若说，系统中不可能完全脱除微量氧的话，那么，氯乙烯中的水分就必须降低到较低的水平，如
300ppm(30℃氯乙烯中水的
溶解度为300ppm)，否则将使氯乙烯
单体中含有可观的
盐酸和铁离子，并造成自聚堵塞精馏塔。由此可见，对含水液态氯乙烯进行有效脱水，对于提高聚氯乙烯的
质量、防止精馏塔的堵塞和防止设备被过度腐蚀都至关重要。
[0003] 对于含水液态氯乙烯脱水技术，目前大多采用的是沉降分离和干燥剂吸水两种。沉降分离以重
力沉降罐为主，干燥剂吸水则一般采用固
碱脱水。
[0004] 重力沉降罐就是利用氯乙烯和水的
密度差，通过沉降使氯乙烯和水有效分离。它的工作原理是：经全凝器出来后的含水液态氯乙烯从重力沉降罐的顶部进入，通过内部折流板强化重力沉降分离，水滴汇聚沉积到沉降罐的底部，通过控制
阀间歇排放，而氯乙烯则从高于排水口的排放口排出。它的优点是投资少，运行
费用低，操作简单，但是利用沉降的方法脱水，其脱水效果在很大程度上受其物理化学性质的影响。由于其分离原理是通过两体系密度差，水滴通过重力作用向下迁移，在迁移过程中又受到复杂的
流体阻力，故其分离效果取决于沉降时间和水滴粒径。所以重力沉降罐体积庞大，且难于去除细小水滴，脱水效率低。
[0005] 固碱脱水是利用颗粒状NaOH超强的吸水性，从而将氯乙烯中的水分脱除，获得较高纯度的氯乙烯。这种方法最大的优点的是脱水效果好，且能脱除氯乙烯中的溶解水。但它的缺点同样明显，例如：设备操作费用高，以一个10万吨/年的聚氯乙烯装置，每年需消耗固碱100吨，并且造成大量的碱水排放，同时，由于细小的NaOH粉末夹带在氯乙烯中，导致单体聚合质量降低，影响生产质量。
[0006] 现今生产实践中常采用的方式是，首先通过固碱脱水对含水氯乙烯进行初步脱水，并同时除去其中含有的氯离子，然后再对初步脱水后的原料进行沉降分离，进一步脱出氯乙烯中的水分，但是，这种脱水工艺的脱水效果仍然不能使氯乙烯的
含水量低于300ppm(30℃氯乙烯中水的溶解度为300ppm)，更没有消除其能耗高、生产不稳定及聚氯乙烯产品质量差等
缺陷，经济效益较差。
发明内容
[0007] 本发明的目的在于克服上述
现有技术的缺点而提供一种脱水效果好、能耗低、工艺简单、易于操作的含水液态氯乙烯的脱水方法，本发明的另一目的是提供一种实现该方法的装置。
[0008] 本发明的目的是这样实现的：
[0009] 一种氯乙烯脱水方法，该方法包括如下步骤：
[0010] (1)重力沉降脱水：对含水液态氯乙烯进行重力沉降分离，分离出第一氯乙烯单体相和第一水相；所得到的第一氯乙烯单体相的含水量为0.05-1％(重量)，以第一氯乙烯单体相的总重量计；
[0011] (2)液-液旋流分离：对第一液态氯乙烯单体相进行液-液旋流分离，得到第二氯乙烯单体相和第二水相；所得到的第二氯乙烯单体相的含水量≤0.004％(重量)，以第二氯乙烯单体相的总重量计。
[0012] 其中，重力沉降脱水可以是平流式重力沉降、斜板式重力沉降或平流或斜板组合式重力沉降方法，这些方法在用于含水液态氯乙烯脱水上是惯用的方法；
[0013] 液-液旋流分离的原理如下：
[0014] 含水聚氯乙烯单体脱水器的基本工作原理是依靠离心沉降进行分离。含水聚氯乙烯单体以一定的压力从
旋流分离器圆筒段上部的切向进料口进入，从而在旋流器内形成强烈的旋转运动，由于轻相和重相存在密度差，所受到的
离心力和流体曳力的大小不同，大部分的轻相通过旋流分离器的溢流口排出，而重相以及残留轻相由锥体锥顶处的底流口排出。由于离心力场的强度较重力场大得多，因此
水力旋流器比
重力分离设备的分离效率要大得多。
[0015] 国内未采用旋流脱水器进行氯乙烯单体的脱水的原因，是因为旋流脱水对进口单体含水量有一定的要求，不能过高，很难掌握，不易控制。若旋流脱水器的进口VCM的含水浓度不大于1000mg/L，旋流脱水器的VCM出口的含水浓度不大于300mg/L。若旋流脱水器的进口VCM的含水浓度为1000mg/L-2000mg/L，旋流脱水器的VCM出口的含水浓度不大于400mg/L。
[0016] 液-液旋流分离优选的是进口速度不大于2米/秒的低速旋流分离方法。脱水率与进口流量是二次函数的正态分布，进口流量对脱水率有显著的影响规律。随着流量的增加脱水率上升分离效果好，当流量达到一定值后脱水率开始下降，这可能是由于当进口流量增大时，流体层之间的剪切作用增强，使得水滴
破碎严重，所以尽管旋流器内离心力强度增大，但旋流器内的油水分离效果却并未得到提高。因此，找到旋流器的最佳进口流量值就显的非常重要，换句话说，通过重力脱水分离步骤得到的第一氯乙烯单体相的含水量大小，对第二步的液-液旋流分离至关重要，两个步骤必须配合好，才能取得较好的脱水效果。
[0017] 在脱
水体系本身压力低于0.2MPa时，必须为脱水系统
增压，具体地，对于液-液旋流分离系统，其压力应保持在0.20MPa-0.50MPa，保证氯乙烯单体经过旋
流管时能够使分离效果最佳。
[0018] 进一步的改进是，本方法还包括
蒸发回收步骤，是对上述第一水相和/或第二水相进行蒸发，得到气态氯乙烯和
净化水，回收气态氯乙烯。
[0019] 本发明提供的实现上述方法的装置，它包括：
[0020] 一个重力沉降脱水器，它设置有进料口和出料口及水相出口；
[0021] 一个和/或多个
串联和/或并联的液-液旋流分离器，它设置有进料口和出料口及水相出口，通过连接管使液-液旋流分离器的进料口与上一级的重力沉降脱水器的出料口连通；
[0022] 一个水相收集器，它通过连接管与重力沉降脱水器的水相出口和/或液-液旋流分离器的水相出口连通。
[0023] 其中，所述的重力沉降脱水器可选自平流式重力沉降分离器或斜板式重力沉降分离器或平流、斜板组合式重力沉降分离器中的一种；
[0024] 所述的液-液旋流分离器可选自水力旋流器、粗粒化水分离器以及旋流-射流-粗粒化水分离器中的一种或多种，即液-液旋流分离器是单级的、多级串、并联的，包括具体不同液-液旋流分离器的串、并联。
[0025] 进一步的改进是，在重力沉降脱水器和液-液旋流分离器之间的连接管上设置有增压
泵，用于对脱水系统进行增压，所述
增压泵可采用变频调速技术，增压0.2-0.5MPa。
[0026] 进一步的改进还有，将上述的水相收集器改进为一个
蒸发器，它设置有位于其上端的气相出口和位于其下端的净化水出口，用于对水相进行蒸发，回收其中的氯乙烯。
[0027] 本发明相比于现有技术有如下优点：
[0028] 本发明因为设计了重力沉降脱水和液-液旋流分离脱水这种组合式脱水方法，使含水液态氯乙烯的脱水效果更加理想，具体来说，采用重力沉降脱水作为初步脱水步骤，不仅可以除去液态氯乙烯中大量的水，还可以为进一步脱水做好准备；采用液-液旋流分离对氯乙烯进行深度脱水，能够使氯乙烯单体的平均含水量≤0.004％，同时还可有效去除单体中的固体杂质，进而可提高聚氯乙烯产品的质量；此外，这种组合脱水方法简单、能耗低，可连续不间断地稳定生产，长周期运行；此外，提供的后续蒸发回收步骤，可以进一步回收水相中的氯乙烯，节约原料；再者，本发明提供的装置，结构简单，易于操作和控制。
附图说明
[0029] 图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图和
实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围并不只限于这些例子：
[0031] 实施例1：以一个10万吨/年规模的聚氯乙烯生产装置，它包括：
[0032] 一个容量为6m3平流式重力沉降分离器1，它设置有进料口和出料口及水相出口，其进料口与存有氯乙烯原料的全凝器连通；
[0033] 一个水力旋流器3，它设置有进料口和出料口及水相出口，通过连接管使水力旋流器3的进料口与上一级的平流式重力沉降分离器1的出料口连通；
[0034] 一个蒸发器4，它通过连接管与平流式重力沉降分离器1的水相出口和水力旋流器3的水相出口连通；
[0035] 一个变频增压泵2，设置在平流式重力沉降分离器和水力旋流器之间的连接管上。
[0036] 依据上述装置，本发明的方法是：
[0037] (1)重力沉降脱水：从全凝器通入含水液态氯乙烯原料至平流式重力沉降分离器中，装满后，对含水液态氯乙烯进行重力沉降分离，分离出第一氯乙烯单体相和第一水相，所得到的第一氯乙烯单体相的含水量为0.05-1％(重量)，以第一氯乙烯单体相的总重量3
计，当进料口流量为12m/h时，含水液态氯乙烯边进边出；
[0038] (2)液-液旋流分离：对来自重力沉降分离器中的第一液态氯乙烯单体相增压至0.2-0.5MPa后，通入水力旋流器中进行液-液旋流分离，得到第二氯乙烯单体相和第二水相，所得到的第二氯乙烯单体相的含水量≤0.004％(重量)，以第二氯乙烯单体相的总重量计，并将此第二氯乙烯单体相送入后续精馏系统进行精馏；
[0039] (3)蒸发回收：是对来自重力沉降分离器的第一水相和来自水力旋流器的第二水相进行蒸发，得到气态氯乙烯和净化水，回收气态氯乙烯。
[0040] 实施例2：将实施例1中的重力沉降分离器改为斜板式重力沉降分离器，并同时将一个水力旋流器改为两个串联的旋流-射流-粗粒化水分离器，按照实施例1中的方法对含水液态氯乙烯进行脱
水处理，其中，液-液旋流分离步骤采用了两级分离。
[0041] 实施例3：将实施例1中的重力沉降分离器改为重力沉降分离器，并同时将一个水力旋流器改为两个并联的粗粒化水分离器，按照实施例1中的方法对含水液态氯乙烯进行脱水处理，其中，液-液旋流分离步骤采用了两级同步分离，其原料进口速度不大于2米/秒，是一种低速旋流分离方法。
[0042] 下面将实施例1-3中的各项参数列表说明：
[0043]
[0044] 以上数据采用卡尔·费休库仑法测试，从上表可以看出，含水液态氯乙烯经过本发明的方法脱水后，含水液态氯乙烯的有效净化率显著提高，实现了聚氯乙烯装置的长周期稳定运行。
[0045] 在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或
修改，这些等价形式同样落于本
申请所附
权利要求书所限定的范围。
