高沸物资源回收利用项目的技术应用

樊庆霈，韩 巍，帕尔哈提·买买提依明

（新疆中泰（集团）有限责任公司，新疆 乌鲁木齐830009）

氯乙烯高沸物简称“高沸物”，是聚氯乙烯树脂行业生产过程中特有的有机废弃物，也是氯乙烯单体生产过程中氯乙烯蒸馏产生的重馏分，其外观为黄黑色易燃液体。并被明确列入《国家危险废物名录》第11 类，废物类别属于“HW11 精（蒸）馏残渣”。聚氯乙烯生产过程中产生的一定比例的高沸物，未精馏处理前有回收资质的单位以500 元/t 的价格进行回收。高沸物主要以二氯乙烷为主，属于资源能源补给，其产品用途广泛，疆内市场均可以消化，市场前景广阔。“高沸物”产品的主要提取物为1，1-二氯乙烷、二氯乙烯和1，1，2-三氯乙烷。 其用途主要涉及化工、化学行业，主要用作黏合剂、涂料、绝缘材料、合成纤维、化学中间体或溶剂，也可用于橡胶溶液或清漆等， 可用于电镀或油漆喷涂前五金件的去污，不锈钢制品的清洁剂，印刷电路板清洗，电子元件制造，皮革制造，衣物干洗，斑点去污，配置地毡除渍剂，杀虫剂，有机合成，印刷油墨，黏胶制造，化妆品制造，冰箱制冷剂，熏蒸杀虫剂和麻醉剂等。

1 现状分析

新疆中泰（集团）有限公司氯乙烯精馏高沸物排放量占0.1%～0.5%，高沸物通过特制的精馏塔进行处理， 处理后的高沸物中氯乙烯含量仍在27%～30%，而且运输过程存在很大的安全风险。处理后高沸物中含有大量氯乙烯，且组分多，无法按工业产品销售，造成大量氯乙烯气体浪费。目前，该公司产生的高沸物只能交给有回收资质的企业进行回收，公司目前的高沸物外排量为四千吨左右，在外部回收厂家出现生产异常时，高沸物存储液位高，可能会导致生产降量甚至停车，影响生产的平稳运行。同时，公司还需按照环保要求，缴纳一定的危险废物处理费用。现通过投建此项目，对氯乙烯气体进一步回收，对高沸物进一步提纯、脱色处理，处理后预计二氯乙烷的含量将达到80%以上， 可以处理高沸物4 000 t/a，回收VCM（95%）1 960 t/a，回收有机溶剂1，1-二氯乙烷（89.86%）1 672 t/a，塔底残液20.96 t/a，按工业品进行销售，变废为宝，进一步增加公司的经济效益。

2 环保问题

随着新疆氯碱企业的增加和原有氯碱企业产能的增大，氯乙烯高沸物产生量也在不断增加。一般聚氯乙烯树脂生产企业采取燃烧的办法来处理其产生的高沸物，高沸物在燃烧过程中除吸收大量氧气外，还会排放二氧化碳、炭黑、烟尘及硫化氢气体等，如果采取回收利用的处理方式，除可减少大量氧气的耗费外，还将减少同等数量的碳排放量。该公司按照废物综合利用，变废为宝的原则，计划投建聚氯乙烯树脂生产副产有机溶剂项目，用于高沸物的深度提纯加工，旨在消除生产过程中有机废物造成的环境污染，在提高资源利用率的同时，通过技术创新，努力探索一条循环经济环保之路。

3 工艺描述

（1）工艺技术方案

本工艺主要采用逐一精馏提纯处理的技术，用于聚氯乙烯树脂生产过程中所产生氯乙烯回收及其含有机溶剂的提纯、脱色处理。通过将氯乙烯单体回收和有机溶剂的提纯处理，不仅可以减少有用物质的排放，还可以回收二氯乙烷，取得较大的经济效益。

首先投建一套VCM 分离塔，将高沸物与氯乙烯分离，氯乙烯由塔顶进入成品冷凝器，经冷却后变为液态单体进入单体贮槽；而高沸物残液则从VCM分离塔排放出来。再投建一套有机溶剂低沸精馏塔，用于高沸物残液的统一脱色、提纯等工艺处理，以获得高附加值的有机溶剂。

（2）工艺流程描述

氯乙烯工序所产生的的高沸物经过特制VCM精馏塔，首先经过精馏塔分离出来的是氯乙烯产品，VCM 分离塔塔项用7 ℃水冷却，塔顶在开车初采用全回流，待温度降至最低后升高到适当温度开下料调节阀收料，液位低于一定程度后再次进料。重复上述操作，塔釜采用热水自控，保证塔釜温度不至过高，将回收的氯乙烯产品返回到精馏工段氯乙烯原料气柜中循环回收，氯乙烯含量可降至5%以下。精馏后的高沸残液进入中间产品罐，并通过有机溶剂低沸精馏塔进行精制、提纯、脱色处理后，得到的是氯乙烷产品。氯乙烯精馏高沸残液间隙排至有机溶剂低沸精馏塔进料槽，用调节阀使物料进入精馏塔釜，塔釜利用蒸汽进行加热，并使液体汽化产生蒸汽。通过气相、液相的多次接触，冷凝器提供回流液，精馏汽化过程依据氯乙烯高沸物中各成份的沸点差异性进行馏分回收，不同温度下产生出不同的产品。将有机溶剂中二氯乙烷纯度提升至80%以上，引导其进入二氯乙烷有机溶剂成品罐。塔底将产生含有三氯乙烯、1，1-二氯乙烷等塔底残液，通过外售处理，用于下游的胶水、沥青、涂料、油毡等加工，工艺流程示意图见图1。

4 投资估算

本项目计划投资总估算值为1 089.74 万元。

5 经济效益分析

根据该公司现有PVC 产能规模在生产满负荷的条件下， 可从VCM 分离塔及低沸塔分别回收VCM 和有机溶剂。 高沸物中各组分的质量分数如下：氯乙烯20%～25%；1，1 二氯乙烷50%～55%；二氯乙烯20%～25%；此外，还含有水、三氯乙烷、三氯乙烯、自聚物、炭化结焦物等。经过VCM 精馏塔对高沸物提取VCM 并回收后，VCM 的组分含量达到94.89%； 经过低沸塔对高沸物进一步提纯、 脱色后，得到有机溶剂中1，1 二氯乙烷的组分含量达到89.86%.

（1）回收VCM 经济效益分析。经过VCM 分离塔精馏分离后，VCM 的分离组分达到95%，流量为245 kg/h，，可得到VCM1 960 t/a，按照3 500 元/t 计算，回收VCM 带来的效益为686万元/a。

（2）回收有机溶剂的经济效益分析。经过低沸塔提纯、脱色、精馏后，有机溶剂1，1-二氯乙烷分离组分将达到89.86%，流量为209 kg/h，每年可得到有机溶剂1 672 t/a，若此部分有机溶剂按商品出售，按照1 700 元/t 计算，预计效益284.24 万元/a。

（3）回收塔底残留液的经济效益分析。经过低沸塔精馏后，塔底将产生含有三氯乙烯、1，1-二氯乙烷等塔底液，此部分将产生残液20.96 t/a，按照800 元/t 计算，预计效益1.68 万元/a。

总收益：686+284.24+1.68=971.92（万元/a）

（4）运行费用分析。

a.年总消耗。蒸汽24 万元/a；循环水1.5 万元/a；冷却水2.45 万元/a；电1.12万元/a；仪表空气0.03万元/a；氮气0.02 万元/a；

b.年人工工资：56 万元/a；

c.设备折旧：41 万元/a；

f.高沸物原料费用：200 万元/a；

e.运行总费用：326.1 万元/a。

（5）总体经济效益。 该项目实施后，可以回收VCM 量为1 862 t/a；回收有机溶剂量为1 672 t/a；回收塔底残液20.96 t/a。共产生经济效益为645.82 万元/a。

图1 聚氯乙烯树脂生产副产有机溶剂工艺流程示意图

6 结语

通过高沸物资源的回收利用，每年可以减排氯乙烯1 960 t、产生高附加值的有机溶剂量1 672 t、塔底残液20.96 t，减少了对生态环境造成的污染，实现了较好的环保效益和经济效益。结合国内大力推行减量化、资源化、再利用的清洁生产、循环经济要求，根据现有装置运行情况，该公司在努力通过源头削减及末端控制的方式，减少高沸物及其衍生物的排放，为进一步实现PVC 行业清洁生产、循环经济、资源节约提出新的思路和见解。