均相溶液聚合法氯醋树脂VCM提纯方法与装置与流程

本发明涉及vcm提纯方法与装置，特别是涉及均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯方法与装置。

背景技术：

氯醋树脂是聚氯乙烯工业中占比最高的一类共聚树脂，醋酸乙烯的加入提高了氯醋树脂的溶解性、柔韧性以及与其他树脂的相容性。根据分子量及醋酸乙烯含量的不同，氯醋树脂可以广泛用于油墨、涂料、片材、粘合剂、软制品等各个领域，其中油墨、涂料、粘合剂等是氯醋树脂应用最广泛的领域。

氯醋树脂的聚合方法包括乳液法、悬浮法和溶液法。其中乳液法只有少量生产，悬浮法是目前主流的合成方法，包括瓦克、日信、韩华以及国内的生产商均采用悬浮法生产。溶液法最初由美国公司开发，但应用很少。

在涂料、高档油墨以及现在高速发展的数码溶剂墨水领域，对氯醋树脂的质量有很高的要求，要求树脂的透明性好、耐水性高、与其他树脂有很好的相容性、不溶物少等。现在，国内的高档油墨及墨水使用的都是进口产品，国内产品质量还达不到使用要求。这其中主要是因为悬浮法的生产工艺所限，虽然，国外对悬浮法生产工艺进行了改进，能满足现在的市场需要，但是其价格十分昂贵，在质量上与溶液法树脂也有一定的差距，这种合成方法的差异是很难完全消除的。

同悬浮法相比，溶液法合成的氯醋树脂主要有以下几个优势：(1)树脂耐水性好，单体残留低；(2)分子量分布窄，支化度低；(3)生产容易控制，产品稳定性好；(4)不溶物少、凝胶少；(5)与其他树脂有更好的相容性；(6)溶解速度快，溶液透明性好。溶液法的主要缺点是生产工艺复杂，需要回收大量溶剂，成本较高。

溶液法生产氯醋树脂主要由聚合、氯乙烯单体(vcm)提纯回收、后处理及溶剂回收等单元操作组成。其中，氯乙烯单体提纯回收最大的难点在于氯乙烯单体受热易聚合，分离提纯收率不高；含氯乙烯单体、丙酮、醋酸乙烯及氯醋树脂等混合物粘度大，流动性差，长时间加热容易使氯醋树脂焦化。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供流程简单，提纯后的氯乙烯单体纯度高，收率大的均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯装置。

本发明的第二个目的在于提供流程简单，物料停留时间短，温度低，避免氯醋树脂高温焦化，且提纯后的氯乙烯单体纯度高，收率大的均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯装置，其包括提纯塔、加热釜和冷凝器，所述提纯塔底部出料口与所述加热釜的进料口连通，所述提纯塔顶部气体出口与所述冷凝器的进料口连接，所述冷凝器的壳程顶部与真空泵连接，所述冷凝器的壳程底部设有出料口；所述加热釜的底部设有混合物料出口和循环物料出口，所述循环物料出口与循环泵的进料口连接，所述循环泵的出料口与所述提纯塔底部的循环物料进口连接；进料管线与所述提纯塔底部的混合物料进口连接。

具体的，所述加热釜的壳体上设有加热夹套，所述加热夹套的一侧底部设有热水进口，相对一侧顶部设有热水出口。

具体的，所述提纯塔内由上向下设有2段传质组件，每段所述传质组件由上而下依次设有液体收集分布器、规整填料压环、规整填料和规整填料支撑环。上段传质组件主要作用是对气相物料反复提纯，完成10-20次汽液两相的传热传质过程；下段传质组件是从混合物料中将氯乙烯单体分离出来。

具体的，每段所述传质组件中的所述规整填料的等板高度为20-30cm。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯方法，将含有氯乙烯单体、丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物，由提纯塔底部的混合物料进口导入提纯塔底部，并流至加热釜中，利用循环泵将加热釜中的混合物料在加热釜与提纯塔底部之间形成强制循环；混合物在加热釜中被加热，构成初始上行汽相；汽相到达与提纯塔塔顶连接的冷凝器的壳程，被冷凝后构成下行的液相，上行汽相与下行液相在提纯塔内的传质组件中逆流接触，经过10-20次汽、液两相的传热、传质过程，易挥发的氯乙烯单体在冷凝器中得到浓缩提纯，并在冷凝器壳程底部采出氯乙烯单体；相对难挥发的丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物在加热釜中得到浓缩，并从加热釜底部的混合物料出口排出。

具体的，当加热釜内液位达80％时，停止进料，继续进行提纯分离操作，当加热釜内剩余所述混合物料中氯乙烯单体残留小于10ppm时，将加热釜内剩余所述混合物料由混合物料出口排出。

具体的，所述冷凝器内绝对压力为300～500mmhg，冷凝器出料口物料温度为-34.8～-30.5℃，加热釜内混合物料温度为20.1～24.6℃。

本发明的优点在于，利用氯乙烯单体与丙酮、醋酸乙烯及氯醋树脂间的蒸汽压差别，在真空提纯塔中经过多次汽、液两相的传热传质，氯乙烯单体回收温度低，收率高，不易聚合；提纯塔下段传质组件压降小，夹套式热水加热釜内混合物汽化温度低，用热水加热不易使氯醋树脂焦化；夹套式热水加热釜内物料利用外部循环泵强制进行物料循环，可以很好的使流体混合均匀，不会造成加热釜内局部过热而使树脂焦化；本发明流程简单，物料停留时间短，温度低，可避免氯醋树脂高温焦化，且提纯后的氯乙烯单体纯度高，提纯后物料残留氯乙烯单体含量小于10ppm，氯乙烯单体收率在98％以上。

附图说明：

图1为均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯装置示意图。

图2提纯塔结构示意图。

提纯塔1，加热釜2，冷凝器3，真空泵4，循环泵5，进料管线6，加热夹套7，液体收集分布器8，规整填料压环9，规整填料10，规整填料支撑环11。

具体实施方式：

实施例1：均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯装置，其包括提纯塔1、加热釜2和冷凝器3，提纯塔1底部出料口与加热釜2的进料口连通，提纯塔1顶部气体出口与冷凝器3的进料口连接，冷凝器3的壳程顶部与真空泵4连接，冷凝器3的壳程底部设有出料口；加热釜2的底部设有混合物料出口和循环物料出口，循环物料出口与循环泵5的进料口连接，循环泵5的出料口与提纯塔1底部的循环物料进口连接；进料管线6与提纯塔底部的混合物料进口连接。

加热釜2的壳体上设有加热夹套7，加热夹套7的一侧底部设有热水进口，相对一侧顶部设有热水出口。

提纯塔1内由上向下设有2段传质组件，每段传质组件由上而下依次设有液体收集分布器8、规整填料压环9、规整填料10和规整填料支撑环11。上段传质组件主要作用是对气相物料反复提纯，完成10-20次汽液两相的传热传质过程；下段传质组件是从混合物料中将vcm分离出来。

每段所述传质组件中的规整填料10的等板高度为20-30cm。

实施例2：利用实施例1均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯装置，完成均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯方法，将1000kg含氯乙烯单体重量百分含量为32％的氯乙烯单体、丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物，由提纯塔底部的混合物料进口导入提纯塔底部，并流至加热釜中，利用循环泵将加热釜中的混合物料在加热釜与提纯塔底部之间形成强制循环；混合物在加热釜中被加热，构成初始上行汽相；汽相到达与提纯塔塔顶连接的冷凝器的壳程，被冷凝后构成下行的液相，上行汽相与下行液相在提纯塔内的传质组件中逆流接触，经过10-20次汽、液两相的传热、传质过程，易挥发的氯乙烯单体在冷凝器中得到浓缩提纯，并在冷凝器壳程底部采出氯乙烯单体；相对难挥发的丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物在加热釜中得到浓缩，并从加热釜底部的混合物料出口排出。

当加热釜内液位达80％时，停止进料，继续进行提纯分离操作，当加热釜内剩余所述混合物料中氯乙烯单体残留小于10ppm时，将加热釜内剩余所述混合物料由混合物料出口排出。

所述冷凝器内绝对压力为400mmhg，冷凝器出料口物料温度为-30.5℃，加热釜内混合物料温度为24.6℃。氯乙烯单体的一次性收率为95％，氯乙烯单体纯度为99.5％，加热釜重组分无焦化现象。

实施例3：利用实施例1均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯装置，完成均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯方法，将1000kg含氯乙烯单体重量百分含量为25％的氯乙烯单体、丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物，由提纯塔底部的混合物料进口导入提纯塔底部，并流至加热釜中，利用循环泵将加热釜中的混合物料在加热釜与提纯塔底部之间形成强制循环；混合物在加热釜中被加热，构成初始上行汽相；汽相到达与提纯塔塔顶连接的冷凝器的壳程，被冷凝后构成下行的液相，上行汽相与下行液相在提纯塔内的传质组件中逆流接触，经过10-20次汽、液两相的传热、传质过程，易挥发的氯乙烯单体在冷凝器中得到浓缩提纯，并在冷凝器壳程底部采出氯乙烯单体；相对难挥发的丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物在加热釜中得到浓缩，并从加热釜底部的混合物料出口排出。

当加热釜内液位达80％时，停止进料，继续进行提纯分离操作，当加热釜内剩余所述混合物料中氯乙烯单体残留小于10ppm时，将加热釜内剩余所述混合物料由混合物料出口排出。

冷凝器内绝对压力为350mmhg，冷凝器出料口物料温度为-31.2℃，加热釜内混合物料温度为22.8℃。氯乙烯单体的一次性收率为94％，氯乙烯单体纯度为99.6％，加热釜重组分无焦化现象。

实施例4：利用实施例1均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯装置，完成均相溶液聚合法氯醋树脂vcm提纯方法，将1200kg含氯乙烯单体重量百分含量为22％的氯乙烯单体、丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物，由提纯塔底部的混合物料进口导入提纯塔底部，并流至加热釜中，利用循环泵将加热釜中的混合物料在加热釜与提纯塔底部之间形成强制循环；混合物在加热釜中被加热，构成初始上行汽相；汽相到达与提纯塔塔顶连接的冷凝器的壳程，被冷凝后构成下行的液相，上行汽相与下行液相在提纯塔内的传质组件中逆流接触，经过10-20次汽、液两相的传热、传质过程，易挥发的氯乙烯单体在冷凝器中得到浓缩提纯，并在冷凝器壳程底部采出氯乙烯单体；相对难挥发的丙酮、醋酸乙烯和氯醋树脂的混合物在加热釜中得到浓缩，并从加热釜底部的混合物料出口排出。

当加热釜内液位达80％时，停止进料，继续进行提纯分离操作，当加热釜内剩余所述混合物料中氯乙烯单体残留小于10ppm时，将加热釜内剩余所述混合物料由混合物料出口排出。

冷凝器内绝对压力为300mmhg，冷凝器出料口物料温度为-34.8℃，加热釜内混合物料温度为20.1℃。氯乙烯单体的一次性收率为96％，氯乙烯单体纯度为99.6％，塔釜重组分无焦化现象。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。