浅谈氯乙烯精馏尾气的回收

  浅谈氯乙烯精馏尾气的回收

王伟1, 闭寿贵2

1.天津普莱化工技术有限公司   天津   300384

2.天津市普莱特科技发展有限公司 天津 300384

摘要：随着国内技术水平的提高，氯乙烯精馏废气的回收技术也在逐步提高。氯乙烯是一种有毒的气体，如果处理不好，会对人体造成很大的伤害，所以，加强对氯乙烯的回收过程的研究，对确保氯乙烯的安全和对公司的发展起到了至关重要的作用。

关键字：氯乙烯；精馏；尾气回收；

一、引言

回收氯乙烯蒸馏废气，对相关化工企业的安全和降低成本具有十分重要的作用。氯乙烯蒸馏废气的回收方式是决定其回收效率的关键因素，文章从分析其产生、必要性和当前的主要回收技术入手。

二、氯乙烯精馏

（一）氯乙烯精馏流程

PVC生产对 PVC单体的纯度有较高的要求，其中的杂质以沸点较低和沸点较高的物质为主。低沸点的物质主要是乙炔，而高沸点的主要是二氯乙烷。单体中的低沸点物质对树脂的聚合度和产品的品质有一定的影响，乙炔的存在会降低树脂的聚合速度，降低树脂的平均分子量，也就是聚合度。工业生产中，乙炔的质量分数小于5x10-6；这些单体中的高沸点物质均为活性链转化剂，可使树脂的聚合度下降、反应速率减慢、粒子形貌、提高 PVC大分子的支化度等。工业生产中，高沸物的质量分数为100x10-6”。在氯乙烯生产中，除去高沸点和低沸点物质的主要途径是蒸馏装置。

氯乙烯蒸馏工艺为：采用高压溢流方式将粗氯乙烯引入低沸塔，与塔内的上升气流进行传质和传热，低沸点物料由塔顶冷凝器凝结，以液相作塔内回流，而不凝气则送至废气冷凝器进行深层冷凝。通过压差将脱去低沸物的粗氯乙烯送入高沸物塔中，经塔顶冷凝器部分冷凝后，再通过塔顶冷凝器进行回流，其中大部分进入成品冷凝器，最后以成品单体形式排入高沸物池。

（二）尾气的形成

氯乙烯蒸馏废气的工艺是：由单体加压装置中的气相氯乙烯经过全凝器冷凝，大部分氯乙烯被浓缩成液相的氯乙烯单体，通过水分离器将水分离出来，然后再进入低沸塔进行蒸馏，以除去低沸点的物质如乙炔。不凝气主要是氢气、氮气、少量乙炔和氯乙烯气，这些不凝结的气体通过废气冷凝器用-35℃的盐水凝结和分离氯乙烯醇，冷凝回收废气中的大部分氯乙烯，排空时尾气中夹带的氯乙烯体积分数在5%-20%。在实际生产中，当废气中氯乙烯的体积分数小于5%时，由于废气中的对流给热系数迅速降低，因此，即使足够的冷量，也很难将废气中的氯乙烯冷却下来，因此，必须采取更经济的方式来回收。不能凝结的气体与不能凝结的氯乙烯气体混合而成的蒸馏废气的原料气必须送入废气再循环再利用。

三、用蒸馏法处理氯乙烯废气的必要性

氯乙烯蒸馏过程中会排放出大量的废气，如果不能及时采取有效的方法来治理，将会严重地影响到公司的发展。氯乙烯是一种有毒的无色气体，一旦被人吸入体内，很有可能会引起中毒，从而危及到人类的生命。此外，长期接触氯乙烯会引起慢性中毒，从而影响到相关人员的肝脏和神经健康，所以加强对氯乙烯废气的处理和回收，对保障相关人员的健康非常重要。在企业发展的角度，提高氯乙烯精馏废气的回收也是降低成本的一项重要措施，通过对氯乙烯废气进行回收，可以将废气中的乙炔气和氯乙烯收集起来，然后再进行新一轮的生产。对氯乙烯蒸馏废气的回收利用主要是废气中的氯乙烯和乙炔，将氢气、氮气等混合气体排出生产体系之外。

四、氯乙烯蒸馏废气的主要回收技术

(一)吸附活性碳

目前有关公司正在进行的是活性碳吸附工艺的回收；它的作用机制是利用活性碳吸附氯乙烯，达到回收氯乙烯废气中有关组分的目的。通常，所选用的活性碳具有多个孔隙，这对提高表面积具有很大的作用。活性碳的沸点越高，对不同的物质的吸附性能越好，它对氯乙烯精馏后的废气具有很大的影响，在现有的吸附剂中，活性碳对氯乙烯的吸附性能最好，所以在采用吸附方法处理氯乙烯蒸馏废气时，可以将活性碳用作吸附剂。

在氯乙烯蒸馏废气的处理中，活性碳吸附是非常关键的一种方法，有关单位在采用这种方法处理氯乙烯尾气时，首先要将有关废气送入一级尾气吸附器，使废气吸收，再将经过一级吸附器吸收的废气送入第二级吸附器中进行吸收。在进行吸附时，吸盘蛇须置于-35℃的海水中，以减少吸收时的热量。当第一个吸附器基本饱和时，第二个吸附器就会变成一个一级吸附器。脱附时，从吸附装置的下部进行脱附，脱附结束后再进行干燥和冷却，以便实现回收利用。

(二)有机膜处理

采用有机膜法回收氯乙烯蒸馏废气时，采用的是溶解-扩散原理，通常情况下，气态首先溶解于薄膜表面，再通过薄膜内部的梯度改变，达到扩散转移的目的。在它的溶解中，分子质量越大，沸点越高，它的溶解度越高，它越容易在薄膜中聚集，反之，分子质量越小，沸点越低，它就越难通过薄膜，从而达到排放到外面去。

与活性碳处理氯乙烯蒸馏废气的工艺类似，膜处理工艺需要通过两个阶段的膜处理，在第一层膜进行吸附时，主要吸收的废气中的 VCM和 CH

2的体积比约为15%-25%，在第一层膜的吸收中，被吸附的材料会发生一些反应，为第二层膜的吸收做好准备。第二层膜吸附法主要是对 VCM和 CH2进行进一步的吸附，其体积百分比约为8%-15%，而这一次的膜吸收结束后，将会将吸附的材料送入蒸馏装置，作为下一步的生产。采用膜吸附技术处理氯乙烯蒸馏废气时，会将无法吸收的污染物直接排入大气。与其它的处理方法相比，这种方法所需的吸附器要简单得多，这样可以减少设备的占地面积，而且它的工作时动能消耗小，回收率高，操作起来也方便，所以有关单位要加大对它的应用。然而，由于该工艺的局限性，在采用该工艺进行废气处理时，会对转炉和冷凝器的性能产生一定的影响，因此，在采用该工艺时应采取相应的措施，以便充分发挥其作用。

(三)正压蒸气解吸

蒸气正压解吸技术用于工业化的历史并不长，直到1994年左右才开始使用。经过改进，逐步将其用于回收和纯化氯乙烯废气。其基本原理是将有关物质在低温下进行吸附，当温度上升时，其逐步完成脱附，通常情况下，脱附所需的能源消耗都很大。

目前，在氯乙烯蒸馏废气的回收中，使用的是二塔法，一塔用于吸收废气中的有关气体，二塔用于加热、再生和冷却。然后，将蒸汽放入冷凝器，再将氯乙烯抽走，再循环使用氯乙烯。氯乙烯废气经此工艺处理后，回收率可达90%，与其它方法相比，该工艺虽然复杂，但安全性更高，但由于该工艺需要采用低温吸附和高温解吸，所以在此过程中，设备会出现热胀冷缩的情况，从而降低活性碳的利用率。另外，在使用这种方法时，它的温度和冷却工艺的控制都会受到很大的影响。

（四）变压吸附法

变压吸附是指通过改变气体在吸附剂上的作用，改变吸附剂上的压力，从而改变吸附剂的吸附性。当前变压吸附法使用的固体吸附剂种类繁多，如分子筛、活性氧化铝等，其吸附剂的性能将直接影响到这种吸附剂的使用效果，所以有关单位要针对其特点开展专门的吸附剂，以便使其发挥其作用。

五、总结

随着国内技术水平的提高，国内有关单位对氯乙烯蒸馏废气的回收利用也有了新的突破。目前国内有关部门对氯乙烯精馏废气的回收利用主要是活性碳吸附法、有机膜法、蒸汽正压解吸法、变压吸附法等，而不同的处理方式对氯乙烯精馏废气的回收效果也各不相同，所以有关单位应根据实际情况，选择适当的处理工艺，以便为企业的发展和实施氯乙烯精馏废气的循环利用创造条件。

参考文献：

[1] 韩晓红，梁安民.氯乙烯精馏尾气回收工艺改进的初探.山西化工.2002(4)：4l一42.

[2]彭少成，张剑锋.变压吸附法回收PVC精馏尾气中氯乙烯.气体净化，2003(4)：142—144.

[3]张宏宇.膜法回收精馏尾气中氯乙烯单体.聚氯乙烯，2003(4)：59—60.