本发明涉及氯乙烯脱水技术领域，更具体的说是涉及一种氯乙烯脱水的全温程变压吸附方法。
背景技术：
氯乙烯在常温常压下为无色气体，工业上氯乙烯以液态运输，不允许人体直接接触，属osha管制物质。氯乙烯是重要的有机化工产品，也是生产聚氯乙烯（pvc）的原料。在氯乙烯单体的生产过程中，水不可避免地被带入到系统中。水的存在会导致氯乙烯过氧化物发生水解反应，生成氯化氢（遇水变为盐酸）、甲酸、甲醛等酸性物质，腐蚀钢质设备，生成的铁离子直接影响pvc树脂的质量。铁离子的存在又促使系统中的氧与氯乙烯单体反应生成过氧化物。后者既能重复水解，又能引发氯乙烯单体聚合，生成低聚合度的pvc，使精馏系统发生自聚阻塞，严重影响正常生产。由此可见，氯乙烯进行有效脱水，对提高聚氯乙烯的质量，防止设备的堵塞和防止设备被过度腐蚀都至关重要。
目前，国际上氯乙烯脱水的通用方法有2种：固碱干燥器脱水和变温吸附脱水（tsa）工艺，固碱脱水装置虽然脱水效果好但由于大量的碱液不间断地循环，后期运行成本很高；例如：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；变温吸附脱水（tsa）装置在用干燥气氯乙烯气体对干燥塔所吸附的水份热吹脱水时，由于需要消耗蒸汽等热能和大量的再生气，运行成本也非常高；连续周期性地温度变化使吸附剂的寿命变得很短，影响变温吸附脱水装置的安全、稳定运行，装置设备维修、停运期间会影响产品的质量。
技术实现要素：
全温程变压吸附(英文全称：fulltemperaturerange-pressureswingadsorption，简称：ftrpsa)是一种以变压吸附为基础的方法，利用不同物料组分本身在不同压力与温度下的吸附分离系数及物理化学性质的差异性，采取牺牲少许吸附效果但易于解吸的中高温操作或易于吸附的低温操作来分离和提纯各种气体的方法。
本发明提供一种氯乙烯脱水的全温程变压吸附方法，提高了氯乙烯单体的质量，防止管道设备因单体含水而产生腐蚀的现象，解决了现有技术存在的能耗高、成本高、装置寿命短等难题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种氯乙烯脱水的全温程变压吸附方法，包括如下步骤：
（1）预处理工序；
采用一次性固体吸附，来自氯乙烯精馏塔的氯乙烯原料气体从塔底进入，氯乙烯质量浓度为90%~99%，将温度调整至60~150℃，压力调整为0.5～2.5mpa，原料气中的油污及重分子气体、少量水等被吸附剂吸附，吸附除杂后的较纯的氯乙烯从吸附塔顶部排出进入下一个工序,；
（2）脱水工序；
a.采用吸附浓缩工艺，将氯乙烯原料气体通入吸附浓缩系统中的一个或多个吸附塔底部进行吸附，吸附压力为0.5~0.6mpag，操作温度为60~150℃；多台吸附塔交替循环操作，保证气体连续进入；
b.纯氯乙烯从吸附塔顶输出，吸附完成后将氯乙烯脱水塔与中间罐均压，氯乙烯脱水塔中的低浓度氯乙烯气体流入中间罐中；
c.脱水塔均压后采用抽真空装置进行抽空；保持氯乙烯脱水塔内的真空度为-0.088mpa~-0.094mpa，完成吸附床层的再生，将抽真空过程中抽出的低浓度氯乙烯气体冷却至低浓度氯乙烯溶液后送入中间罐储存；
（3）回收利用工序；
本工序包含1个换热器、1个中温氯乙烯液体回收罐中及1台或多台循环泵，将中间罐中储存的低浓度氯乙烯溶液与低浓度氯乙烯气体进行换热，得到中温氯乙烯溶液并将得到的中温氯乙烯溶液再经循环液泵送入精馏塔精馏，循环回收利用。
更进一步的，所述一次性固体吸附，在包含至少两个吸附塔的吸附装置中进行，吸附装置中总有一个在进行吸附，其余吸附塔转出离线再生或更换新的吸附剂；
更进一步的，所述一次性固体吸附，在过滤器吸附装置中进行，过滤器中装的填料是活性炭或类似的固体吸附剂；
更进一步的，所述吸附浓缩系统由n个吸附塔组成，n为大于1的自然数；其中1～n-1个吸附塔处于吸附状态，其余吸附塔处于再生状态。
更进一步的，所述吸附塔内装填料是活性炭、活性氧化铝、分子筛的一种或多种。
更进一步的，所述抽真空装置为真空泵。
传统变压吸附通常在常温进行，有些气体虽然能够很好地吸附但难以解吸，甚至会破坏床层；而ftrpsa，解决了难吸附和易吸附杂质的大部分再生问题，也可与其他分离方法进行耦合，实现节能减耗、延长吸附床层寿命等效果。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）因其原理是变压吸附，通过降压的方式来进行解吸，无需大量的再生气和热源，故大大降低了装置运行的能耗和成本；而解决了现有技术存在的能耗高、成本高、装置寿命短等难题；
（2）回收低浓度氯乙烯气体并循环利用，最大程度上利用了氯乙烯溶液，提高了无水氯乙烯的收率，节约了资源，成本低；
（3）采用冷却的低浓度氯乙烯溶液与低浓度氯乙烯气体换热降温，合理利用了低浓度氯乙烯溶液本身的能量，能耗低；
（4）对低浓度氯乙烯溶液蒸汽分步处理，在抽真空步骤抽取的低浓度氯乙烯气体较少，降低了换热成本，提高了抽真空效率，降低了能耗；
（5）采用中间罐中的中温氯乙烯溶液对无水氯乙烯气体进行换热，不但能将无水氯乙烯气体冷却成液态成品，也能提高液态氯乙烯溶液自身的温度，使其在精馏时无需再进行升温，实现了热能的充分利用；
（6）装置寿命长；因其原理是变压吸附，没有加温和降温的周期性温度变化，保证了吸附剂的长寿命并且延长装置寿命长达10年以上；从而解决了现有技术存在的装置寿命短等难题；
（7）不需要冲洗，仅采用抽真空方式对吸附剂进行再生，即可使吸附剂的残余水量比传统工艺能够达到的水平低40%~70%，取得了更好的再生效果，相比于传统工艺，节省了大量冲洗气，大大提高了无水氯乙烯的收率，使无水氯乙烯的收率能够达到75%~80%；
（8）节省了再生时间，提高了生产效率；本发明省略了传统技术再生时需加温的热吹步骤以及降温到吸附温度的冷吹步骤，所以节省了再生时间，提高了生产效率。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
如图1所示，一种氯乙烯脱水的全温程变压吸附方法，该方法的步骤如下：
（1）预处理工序；
采用一次性固体吸附，在包含至少两个吸附塔的吸附装置中进行，吸附装置中总有一个在进行吸附，其余吸附塔转出离线再生或更换新的吸附剂；来自氯乙烯精馏塔的氯乙烯原料气体从塔底进入，氯乙烯质量浓度为90%~99%，将温度调整至60~80℃，压力调整为0.5～1.0mpa，吸附除杂后的较纯的氯乙烯从吸附塔顶部排出进入下一个工序，原料气中的油污及重分子气体、少量水等被吸附剂吸附；
（2）脱水工序；
a.采用吸附浓缩工艺，系统由2个吸附塔、1个中间罐、1个换热器以及真空泵组成；其中1个吸附塔处于吸附状态，另1个吸附塔处于再生状态，吸附塔内装填料是活性炭、活性氧化铝、分子筛的一种或多种；将氯乙烯气体通入其中的1个吸附塔底部进行吸附，吸附压力为0.5~1.0mpag，操作温度为60~80℃；两台吸附塔交替循环操作，保证气体连续进入；
b.氯乙烯脱水塔与中间罐通过连通的管道和程序控制阀进行均压；打开氯乙烯脱水塔与中间罐上的阀门，由于氯乙烯脱水塔内的压力大于中间罐内的压力，氯乙烯脱水塔中的氯乙烯溶液蒸汽会自动流入中间罐内，实现氯乙烯脱水塔与中间罐内部的压力均衡；
c.脱水塔均压后采用抽真空装置进行抽空；保持氯乙烯脱水塔内的真空度为-0.088mpa~-0.090mpa，完成分子筛的再生，将抽真空过程中抽出的低浓度氯乙烯气体冷却至低浓度氯乙烯溶液后送人中间罐储存；
（3）回收利用工序；
本工序包含1个换热器、1个中温氯乙烯液体回收罐中及1台或多台循环泵，将中间罐中储存的低浓度氯乙烯溶液与低浓度氯乙烯气体进行换热，得到中温氯乙烯溶液并将得到的中温氯乙烯溶液再经循环液泵送入精馏塔精馏，循环回收利用。
本实施例中，氯乙烯脱水塔与中间罐通过连通的管道和程序控制阀进行均压；打开氯乙烯脱水塔与中间罐上的阀门，由于氯乙烯脱水塔内的压力大于中间罐内的压力，氯乙烯脱水塔中的氯乙烯溶液蒸汽会自动流入中间罐内，实现氯乙烯脱水塔与中间罐内部的压力均衡。
氯乙烯脱水塔与中间罐均压的作用主要在于使氯乙烯脱水塔内的低浓度氯乙烯蒸汽自动进入中间罐，这种方式能够让后续的抽真空步骤抽取较少的低浓度氯乙烯气体，提高了抽真空步骤的效率；另外，由于抽真空步骤抽取的低浓度氯乙烯气体较少，用于低浓度氯乙烯气体冷却的换热介质也较少，节约了资源。
本实施例中，在氯乙烯脱水塔内真空度为-0.088mpa~-0.090mpa的条件下对吸附剂进行抽空再生，经过吸附浓缩工艺后，在相同的再生时间下，吸附剂的残余水量比传统工艺下降了40%~50%。
实施例2
如图1所示，一种氯乙烯脱水的全温程变压吸附方法，该方法的步骤如下：
（1）预处理工序；
采用一次性固体吸附，在过滤器吸附装置中进行，过滤器中装的填料是活性炭或类似的固体吸附剂；来自氯乙烯精馏塔的氯乙烯原料气体从塔底进入，氯乙烯质量浓度为90%~99%，将温度调整至120~150℃，压力调整为1.0～1.8mpa，吸附除杂后的较纯的氯乙烯从吸附塔顶部排出进入下一个工序，原料气中的油污及重分子气体、少量水等被吸附剂吸附；
（2）脱水工序；
a.采用吸附浓缩工艺，由2个吸附塔、1个中间罐、1个换热器以及真空泵组成；其中1个吸附塔处于吸附状态，另1个吸附塔处于再生状态，吸附塔内装填料是活性炭、活性氧化铝、分子筛的一种或多种；将氯乙烯气体通入其中的1个吸附塔底部进行吸附，吸附压力为1.0~1.8mpag，操作温度为120~150℃；两台吸附塔交替循环操作，保证气体连续进入；
b.氯乙烯脱水塔与中间罐通过连通的管道和程序控制阀进行均压；打开氯乙烯脱水塔与中间罐上的阀门，由于氯乙烯脱水塔内的压力大于中间罐内的压力，氯乙烯脱水塔中的氯乙烯溶液蒸汽会自动流入中间罐内，实现氯乙烯脱水塔与中间罐内部的压力均衡；
c.脱水塔均压后采用抽真空装置进行抽空；保持氯乙烯脱水塔内的真空度为-0.090mpa~-0.092mpa，完成分子筛的再生，将抽真空过程中抽出的低浓度氯乙烯气体冷却至低浓度氯乙烯溶液后送人中间罐储存；
（3）回收利用工序；
本工序包含1个换热器、1个中温氯乙烯液体回收罐中及1台或多台循环泵，将中间罐中储存的低浓度氯乙烯溶液与低浓度氯乙烯气体进行换热，得到中温氯乙烯溶液并将得到的中温氯乙烯溶液再经循环液泵送入精馏塔精馏，循环回收利用。
本实施例中，在氯乙烯脱水塔内真空度为-0.090mpa~-0.092mpa的条件下对吸附剂进行抽空再生，在相同的再生时间下，吸附剂的残余水量比传统工艺下降了50%~60%。
实施例3
如图1所示，一种氯乙烯脱水的全温程变压吸附方法，该方法的步骤如下：
预处理工序采用一次性固体吸附，原料气中的油污及重分子气体、少量水等被吸附剂吸附，吸附除杂后的较纯的氯乙烯从吸附塔顶部排出进入吸附浓缩工序；吸附浓缩工艺将氯乙烯气体通入其中的1个吸附塔底部进行吸附，吸附压力为1.8~2.5mpag，操作温度为80~110℃；2台吸附塔交替循环操作，保证气体连续进入；脱水塔均压后采用抽真空装置进行抽空；保持氯乙烯脱水塔内的真空度为-0.092mpa~-0.094mpa，完成分子筛的再生，将抽真空过程中抽出的低浓度氯乙烯气体冷却至低浓度氯乙烯溶液后送人中间罐储存；回收利用工序中将中间罐中储存的低浓度氯乙烯溶液与低浓度氯乙烯气体进行换热，得到中温氯乙烯溶液并将得到的中温氯乙烯溶液再经循环液泵送入精馏塔精馏，循环回收利用。
本实施例中，在氯乙烯脱水塔内真空度为-0.092mpa~-0.094mpa的条件下对吸附剂进行抽空再生，不需要加热或者冲洗，吸附剂也能取得很好的再生效果，在相同的再生时间下，吸附剂的残余水量比传统工艺下降了60%~70%。
将氯乙烯脱水塔内真空度设定为-0.088mpa~-0.094mpa，能够取得成本与收益上的平衡。从理论上讲，相对真空的压力为-0.1mpa，相当于绝对压力为0，这在实际中是不可能达到的。要将真空度保持在高于-0.094mpa，需要采用尺寸更精确、材料性能更优异的零部件，于是生产成本就大幅度提高了，而且成本的增幅远远大于真空度指标的增幅和因无水氯乙烯收率提高降低的成本。在能够在-0.088mpa~-0.094mpa的条件下通过抽真空实现吸附剂的完全再生的情况下，无需进一步提高真空度。
显而易见的，上面所述的实施例仅仅是本发明实施例中的一部分，而不是全部。基于本发明记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，或在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。