膜法处理氯乙烯合成精馏尾气

膜法处理氯乙烯合成精馏尾气

膜法处理氯乙烯合成精馏尾气具有污染小、占地少、节能省力等特点，逐渐取代传统方式并被广泛地投入使用。本文在对膜法处理技术概念、特点等基本情况进行介绍的基础上，阐述了膜法处理氯乙烯的流程，并简要探讨了其处理装备在使用过程中存在的不足，提出相应的改进措施。

标签：膜法处理；膜分离；精馏尾气；氯乙烯

电石法生产聚氯乙烯时，会带入不凝气体，即：精馏尾气，这些不凝气体的产生与原料气和操作环节有关，并且在进入精馏塔进行冷凝之前就需要被排放掉。在精馏尾气中所占比例最大的是未冷凝的氯乙烯气和未发生反应的乙炔气。大量排放的精馏尾气给环境带来威胁，同时也造成了巨大的浪费，因此，对精馏尾气做出及时的处理是十分必要的。本文在对膜法处理技术进行了概述，阐述了膜法处理氯乙烯的流程，简要探讨了其处理装备的不足及相应的改进措施。

1 膜法处理技术概况

传统上用来处理精馏尾气的方法为活性炭吸附法，但解析时因为会采用低温吸附的方式，耗费的蒸汽量过大，并且常用的设备会被酸性氯乙烯气体所腐蚀，加大了生产成本的投入和后期维护的费用，因此逐渐被上世纪70年代开始使用的膜分离技术所取代。膜分离技术并非在一开始就受到推广，起初，只是被应用在个别领域，如回收氢气、氦气、二氧化碳等。直到90年代才被广泛使用，天然气领域对天然凝析油的回收以及石化领域中对丙烯、氯乙烯等的回收都与膜分离技术密不可分。

1.1 膜法处理氯乙烯的特点

膜法处理氯乙烯具有以下特点：第一，采用此方法处理氯乙烯，能够确保氯乙烯单体的回收率大于95%，并能够回收85%乙炔；第二，在对聚氯乙烯进行聚合时，能够使氯乙烯单体的消耗量降低5～15千克；第三，膜法处理能够延长膜的使用寿命；第四，能够省略二级冷冻程序，并能够降低进行二级冷冻的温度要求标准，从而节省经济成本。

1.2 膜法处理氯乙烯的过程

所谓有机蒸汽分离膜就是对各个组分进行有选择性的控制。像氢气、甲烷等气体自身分子量小且沸点低，在膜内不易被溶解，因此透过膜的可能性就小，会聚集在膜的截留侧；而像氯乙烯这样的分子量大、沸点高的气体在膜内极易被溶解，因此透过膜的可能性就大，从而聚集在膜的渗透侧。在对膜系统进行设计时最重要的两个因素是膜材料的选择性及膜材料的操作系数。因为针对同一组将要被分离的对象，不同的膜材料在选择性方面会存在差异，一般膜材料的选择性与其分离性成正比，即：选择性大的分离性好，选择性小的分离性差。此外，有压

差会存在于膜材料的两边，这种压差能够推动有机蒸汽膜完成分离，并且压差的大小与膜面积所处理的气体量也成正比。在衡量膜分离的效果时需要参照的重要参数是膜两侧的压力比，即：总的进料压力与总的渗透侧压力之比。该压力比越大意味着膜渗透侧的挥发性有机物在提浓作用方面的效果就越好。由于膜的选择性相对固定，所以可以借助向原料侧增加压力的方式或对渗透侧进行抽真空的方式提高总进料压力与总渗透侧压力之比，这将会极大地提高膜分离效果。

2 膜法氯乙烯的回收流程

在对精馏尾气进行膜分离时，因其自身所具有的压力能够推动整个分离过程的完成，所以不要再对精馏尾气做加压处理，而是直接开始分离。膜分离法包括两个层面，第一层面是对部分氯乙烯和乙炔进行回收，从而使得到的渗透气体能够再次回到转化器的入口处；第二层面则是用来对氯乙烯完成进一步的分离，从而尽最大可能地降低尾气中的氯乙烯。在进行第二层面的分离作业时，精馏系统中可能会进入惰性气体，为避免这一现象对分离的干扰，可以在膜的渗透侧使用真空法，因为真空法能够极大地提高膜分离系统的压力比。接着，当渗透气再次回到气柜时，利用压缩冷凝的方式就能完成对氯乙烯的回收。在整个膜分离过程中，提高操作的自动化水平，确保系统的稳定性，减少人对设备的干预，从而提升膜分离的效率。

3 膜法处理装备的不足与优化

利用膜法处理氯乙烯合成精馏尾气相较于传统方法虽然具有一定优势，但是在使用膜分离装备过程中仍会出现一些问题和不足，需要进行完善和优化。首先，第一层面膜系统中含有乙炔的渗透气有可能会返回到第二层面的转化器中，这会使转化器的温度降低，并由于乙炔含量过高而影响氯化汞触媒，降低氯化汞的转化率。因此需要对氯化氢的比例进行适当的调整，确保各个转化器之间的渗透气均匀分配，定期对后台的转化器出口中的氯化氢进行检测，确保其含量不超标。其次，膜系统渗透气里所含有的不凝气会使分馏系统压缩冷凝的符合增加，致使热换气的传热系数受到影响，发生变化。对此，需要将制冷剂的流量在原有基础上适当增加。

4 结束语

膜法处理氯乙烯合成精馏尾气是对传統技术的革新，在克服了原有技术不足的基础上还具有自身的优势，如无污染、占地小、省力节能、操作简易等。在结合压缩技术、精馏技术、冷凝技术的基础之上完成对氯乙烯合成精馏尾气的处理，能够极大降低氯乙烯的浓度，减轻其对环境的污染。但是膜法处理装备在实际使用中对二级转化器和触媒以及对分馏系统所造成的问题都需要在后续研究和操作过程中不断完善和改进。

参考文献：

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