0 引言 在氯乙烯工业规模化生产过程中，一定程度上增加了工业原料用量，为实现低成本、高效率生产目的，适时创新氯乙烯生产工艺具有必要性和迫切性。本文从资源节约、综合效益提升等角度考虑，探索乙烯和氯化氢生产工艺应用策略，这对氯乙烯工业可持续发展可起到推动作用。 1 氯乙烯简介 氯乙烯属于高分子化工单体，其特点包括无色、沸点低、聚合强、毒性大等，它作为聚氯乙烯必不可少的组成原料，在各行业得到广泛应用[1]。氯乙烯最早于二十世纪二十年代生产，生产方法以乙炔法为主，节约资源和环境保护战略提出后，乙炔法适用性大大降低，并逐渐被乙烯和氯化氢结合生产法所取代。氯乙烯生产从安全角度考虑，要尽最大可能规避生产风险，根据实际需要控制生产量，逐步提高生产成本控制的有效性。 2 氯乙烯生产工艺现状 时代发展步伐逐渐加快，氯乙烯生产要求相应提高，基于此，实施生产工艺动态创新，以便顺应时代发展的趋势，真正满足氯乙烯安全化、高效益生产需要[2]。分析现今电石乙炔法生产原理，即蒸发特定气体(乙炔、氯化氢气体)水分，根据配比要求对其混合处理，在反应装置中获取氯乙烯。因为生产环节温度较高，所以借助冷剂气化方式进行降温操作。对比于传统氯乙烯生产手段，这种生产方式具有低能耗、低污染、低成本、高效率等优点。从现实角度出发，此项生产工艺受技术限制较明显，对此要大力改良生产工艺，以便迎合现代氯乙烯生产需要。 3 基于乙烯和氯化氢生产氯乙烯的工艺分析 3.1 反应原理 直接氯化反应式为：C2H4+CL2→C2H4CL2+218kJ/mol。参数要求：压力控制为0.35MPa，适宜温度为113℃。 氧氯化参数要求：压力控制为0.42MPa，适宜温度在200～225℃之间，反应式为：C2H4+2HCI+1/20O2→C2H4CI2+H2O+263.8kJ/mol。 二氯乙烷裂解参数要求：压力在2.0～2.5MPa 之间，温度在395～485℃之间，反应式为C2H4CI2→C2H3CI+HCl-79.6kJ/mol。 3.2 具体流程 经模型构建对监测点进行定位，准确控制乙烯、氯化氢比例，动态观察点位变化情况，得到合理的配比关系。在此期间，全面观察环境参数变化及影响表现。氯化现象伴随放热反应，上述化学反应发生后，能量大致相同，氯乙烯生产原料选定乙烯和氯化氢，分别增设氧氯化单元，确保氯化氢精细化、一体化制备[3]。 氯气法运用从各单元工艺流程中可见，对于氯化氢氧氯化首次制备单元，特定纯度氯化氢与乙烯、氧气按一定比例置入氧氯化反应装置，适量添加催化剂，最后生成二氯乙烷与水。接下来反应物冷却、洗涤、再冷却、物质分离，处理过后送至二氯乙烷精制单元。对于循环氯化氢氧氯化单元，遵循加氢、烯烃生成、氧氯化反应这一步骤。二氯乙烷精制单元中，湿二氯乙烷在高沸塔中精制，在裂解作用下获得二氯乙烷，其中储罐用来存储低沸物。二氯乙烷裂解单元中，精制二氯乙烷先后进入裂解炉、汽化器、裂解炉，待温度加热到一定值后产生裂解反应，反应物分别为氯乙烯和氯化氢。接下来反应物在急冷塔降温，最后送至氯乙烯精制单元。氯乙烯精制单元工艺流程总结为：提取氯化氢于HCI 塔，然后带入氧氯化工序；氯乙烯塔中分离二氯乙烷；回收二氯乙烷中添加氯气，处理过后送至二氯乙烷精制单元；VCM 气堤塔中产出氯乙烯单体。 3.3 生产工艺优控 首先，适当控制反应器水量及温度。水量多少直接影响热量带走速率，并且温度相应变化，满足生成塔自控要求。其次，妥善调整氯气、氢气配比。生成氯化氢时，一定要精确控制配比量，使得氯乙烯满足安全要求和原料使用标准。具体来说，生产人员结合已有经验，借助信息软件构建反应模型，动态观察氯气、氢气变化，以便为配比关系调整提供依据。与此同时，实时获取流量值，得到反应器压力值，使其充分反应，大大提高资源利用率。再次，优控精馏系统。建立氯乙烯生产的专业团队，针对数据信息、环境参数深入分析，即利用大数据技术挖掘价值信息，保证配比精准度。对于设计人员来说，要创新自控系统，实现氯乙烯自动精馏。最后，优化变压吸附工艺。装置受控于信息技术，具有全自动、操作便捷等优势，最为关键的是，乙烯回收率超过百分之九十九，所排放气体能够达到安全标准，在节能环保方面贡献重要力量。 3.4 工艺控制手段适时创新 氯乙烯生产环节涉及变量调节，在此期间要精确计算变量，使调节工作有据可依。因计算环节对准确度要求较高，为控制计算误差于限定范围，要引进PID 控制法，使计算值合理、准确设定。正常来讲，这项控制模式与自控调节阀紧密结合，其作用即获取异常数据、传递警报信息，让工艺安全管理人员在第一时间引起注意，通过启动应急预案来消除故障。在此期间，记录分析系统将数据信息逐项、分类记录，以便为故障原因分析提供依据。对比于传统人工控制模式，信息化控制手段具有较高的实践价值，这对氯乙烯工艺生产活动顺利进行起到推动作用[4]。氯乙烯生产线能否稳定、安全运行，这与故障检测系统有效性存在一定联系，因为生产环节存在较多影响因素，只有事先预测问题，并有效解决问题，才能控制安全风险，确保氯乙烯在聚氯乙烯制作中发挥应有价值。 3.5 置换生产设备 气体混合后要进行干燥处理，使水分高效排出，以往仅使用酸雾捕集器完成脱水任务，当压力差变大时，脱水效果达不到预期效果。从实用性角度考虑，引进废碱液汽提塔，这既能起到氯乙烯回收作用，又能提高脱水效率，真正满足了持续生产需要，确保成本有效控制。在贯彻节能减排战略时，对耗能较大的热水泵进行工艺创新，运用热水自循环系统生产氯乙烯，一定程度上提升了转化器性能，减少能耗量，在满足生产前提下取得了良好节能效果。此外，有效改进压缩机设备，传统设备在氯乙烯生产环节具有能耗高、性能弱、寿命短等不足，从综合效益提升角度来看，适当优整压缩机结构，增置螺杆装置，能在一定程度上控制能耗，减少环境污染。 3.6 经济性分析 对比直接氯化法和氯化氢法的投资成本，氯化氢法单元复杂度较高，各项投资成本总和明显高于直接氯化法。将烧碱装置投资纳入总成本计算环节，由于这项投资量较大，所以安装烧碱装置的直接氯化法需大量资金支持。对比综合成本，氯气法综合成本高于氯化氢法，当原料选为乙烯、氯化氢时，意味着氯乙烯生产成本控制效果达到预期，有利于扩大企业利润空间，为行业经济、市场经济稳健发展助力。 4 结语 综上所述，氯乙烯生产涉及多学科知识，且化学反应现象普遍存在。为提高聚乙烯产品质量，满足聚氯乙烯原料质量控制要求，势必要创新生产工艺，使聚乙烯生产水平迈向新台阶。放眼长远，适当改进氯乙烯生产模式，从设备更新、工艺优化等方面入手，以实现优质生产、高效生产的目的，为我国化工产业经济稳健发展提供内动力。 [1]周学斌.氯乙烯生产工艺技术改进[J].化工管理，2019(27): 96-97. [2]杨蓉蓉.氯乙烯生产工艺过程优化的研究[J].现代盐化工，2019, 46(02): 4-5. [3]赵振霞.氯碱化工清洁生产工艺与改进研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019, 39(06): 199-200. [4]骆建东.乙炔法聚氯乙烯生产工艺中氯化氢气体内游离氯检测方法的探讨[J].中国盐业，2018 (06): 43-45. 0 引言在氯乙烯工业规模化生产过程中，一定程度上增加了工业原料用量，为实现低成本、高效率生产目的，适时创新氯乙烯生产工艺具有必要性和迫切性。本文从资源节约、综合效益提升等角度考虑，探索乙烯和氯化氢生产工艺应用策略，这对氯乙烯工业可持续发展可起到推动作用。1 氯乙烯简介氯乙烯属于高分子化工单体，其特点包括无色、沸点低、聚合强、毒性大等，它作为聚氯乙烯必不可少的组成原料，在各行业得到广泛应用[1]。氯乙烯最早于二十世纪二十年代生产，生产方法以乙炔法为主，节约资源和环境保护战略提出后，乙炔法适用性大大降低，并逐渐被乙烯和氯化氢结合生产法所取代。氯乙烯生产从安全角度考虑，要尽最大可能规避生产风险，根据实际需要控制生产量，逐步提高生产成本控制的有效性。2 氯乙烯生产工艺现状时代发展步伐逐渐加快，氯乙烯生产要求相应提高，基于此，实施生产工艺动态创新，以便顺应时代发展的趋势，真正满足氯乙烯安全化、高效益生产需要[2]。分析现今电石乙炔法生产原理，即蒸发特定气体(乙炔、氯化氢气体)水分，根据配比要求对其混合处理，在反应装置中获取氯乙烯。因为生产环节温度较高，所以借助冷剂气化方式进行降温操作。对比于传统氯乙烯生产手段，这种生产方式具有低能耗、低污染、低成本、高效率等优点。从现实角度出发，此项生产工艺受技术限制较明显，对此要大力改良生产工艺，以便迎合现代氯乙烯生产需要。3 基于乙烯和氯化氢生产氯乙烯的工艺分析3.1 反应原理直接氯化反应式为：C2H4+CL2→C2H4CL2+218kJ/mol。参数要求：压力控制为0.35MPa，适宜温度为113℃。氧氯化参数要求：压力控制为0.42MPa，适宜温度在200～225℃之间，反应式为：C2H4+2HCI+1/20O2→C2H4CI2+H2O+263.8kJ/mol。二氯乙烷裂解参数要求：压力在2.0～2.5MPa 之间，温度在395～485℃之间，反应式为C2H4CI2→C2H3CI+HCl-79.6kJ/mol。3.2 具体流程经模型构建对监测点进行定位，准确控制乙烯、氯化氢比例，动态观察点位变化情况，得到合理的配比关系。在此期间，全面观察环境参数变化及影响表现。氯化现象伴随放热反应，上述化学反应发生后，能量大致相同，氯乙烯生产原料选定乙烯和氯化氢，分别增设氧氯化单元，确保氯化氢精细化、一体化制备[3]。氯气法运用从各单元工艺流程中可见，对于氯化氢氧氯化首次制备单元，特定纯度氯化氢与乙烯、氧气按一定比例置入氧氯化反应装置，适量添加催化剂，最后生成二氯乙烷与水。接下来反应物冷却、洗涤、再冷却、物质分离，处理过后送至二氯乙烷精制单元。对于循环氯化氢氧氯化单元，遵循加氢、烯烃生成、氧氯化反应这一步骤。二氯乙烷精制单元中，湿二氯乙烷在高沸塔中精制，在裂解作用下获得二氯乙烷，其中储罐用来存储低沸物。二氯乙烷裂解单元中，精制二氯乙烷先后进入裂解炉、汽化器、裂解炉，待温度加热到一定值后产生裂解反应，反应物分别为氯乙烯和氯化氢。接下来反应物在急冷塔降温，最后送至氯乙烯精制单元。氯乙烯精制单元工艺流程总结为：提取氯化氢于HCI 塔，然后带入氧氯化工序；氯乙烯塔中分离二氯乙烷；回收二氯乙烷中添加氯气，处理过后送至二氯乙烷精制单元；VCM 气堤塔中产出氯乙烯单体。3.3 生产工艺优控首先，适当控制反应器水量及温度。水量多少直接影响热量带走速率，并且温度相应变化，满足生成塔自控要求。其次，妥善调整氯气、氢气配比。生成氯化氢时，一定要精确控制配比量，使得氯乙烯满足安全要求和原料使用标准。具体来说，生产人员结合已有经验，借助信息软件构建反应模型，动态观察氯气、氢气变化，以便为配比关系调整提供依据。与此同时，实时获取流量值，得到反应器压力值，使其充分反应，大大提高资源利用率。再次，优控精馏系统。建立氯乙烯生产的专业团队，针对数据信息、环境参数深入分析，即利用大数据技术挖掘价值信息，保证配比精准度。对于设计人员来说，要创新自控系统，实现氯乙烯自动精馏。最后，优化变压吸附工艺。装置受控于信息技术，具有全自动、操作便捷等优势，最为关键的是，乙烯回收率超过百分之九十九，所排放气体能够达到安全标准，在节能环保方面贡献重要力量。3.4 工艺控制手段适时创新氯乙烯生产环节涉及变量调节，在此期间要精确计算变量，使调节工作有据可依。因计算环节对准确度要求较高，为控制计算误差于限定范围，要引进PID 控制法，使计算值合理、准确设定。正常来讲，这项控制模式与自控调节阀紧密结合，其作用即获取异常数据、传递警报信息，让工艺安全管理人员在第一时间引起注意，通过启动应急预案来消除故障。在此期间，记录分析系统将数据信息逐项、分类记录，以便为故障原因分析提供依据。对比于传统人工控制模式，信息化控制手段具有较高的实践价值，这对氯乙烯工艺生产活动顺利进行起到推动作用[4]。氯乙烯生产线能否稳定、安全运行，这与故障检测系统有效性存在一定联系，因为生产环节存在较多影响因素，只有事先预测问题，并有效解决问题，才能控制安全风险，确保氯乙烯在聚氯乙烯制作中发挥应有价值。3.5 置换生产设备气体混合后要进行干燥处理，使水分高效排出，以往仅使用酸雾捕集器完成脱水任务，当压力差变大时，脱水效果达不到预期效果。从实用性角度考虑，引进废碱液汽提塔，这既能起到氯乙烯回收作用，又能提高脱水效率，真正满足了持续生产需要，确保成本有效控制。在贯彻节能减排战略时，对耗能较大的热水泵进行工艺创新，运用热水自循环系统生产氯乙烯，一定程度上提升了转化器性能，减少能耗量，在满足生产前提下取得了良好节能效果。此外，有效改进压缩机设备，传统设备在氯乙烯生产环节具有能耗高、性能弱、寿命短等不足，从综合效益提升角度来看，适当优整压缩机结构，增置螺杆装置，能在一定程度上控制能耗，减少环境污染。3.6 经济性分析对比直接氯化法和氯化氢法的投资成本，氯化氢法单元复杂度较高，各项投资成本总和明显高于直接氯化法。将烧碱装置投资纳入总成本计算环节，由于这项投资量较大，所以安装烧碱装置的直接氯化法需大量资金支持。对比综合成本，氯气法综合成本高于氯化氢法，当原料选为乙烯、氯化氢时，意味着氯乙烯生产成本控制效果达到预期，有利于扩大企业利润空间，为行业经济、市场经济稳健发展助力。4 结语综上所述，氯乙烯生产涉及多学科知识，且化学反应现象普遍存在。为提高聚乙烯产品质量，满足聚氯乙烯原料质量控制要求，势必要创新生产工艺，使聚乙烯生产水平迈向新台阶。放眼长远，适当改进氯乙烯生产模式，从设备更新、工艺优化等方面入手，以实现优质生产、高效生产的目的，为我国化工产业经济稳健发展提供内动力。参考文献：[1]周学斌.氯乙烯生产工艺技术改进[J].化工管理，2019(27): 96-97.[2]杨蓉蓉.氯乙烯生产工艺过程优化的研究[J].现代盐化工，2019, 46(02): 4-5.[3]赵振霞.氯碱化工清洁生产工艺与改进研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019, 39(06): 199-200.[4]骆建东.乙炔法聚氯乙烯生产工艺中氯化氢气体内游离氯检测方法的探讨[J].中国盐业，2018 (06): 43-45.

文章来源：乙烯工业 网址: http://yxgy.400nongye.com/lunwen/itemid-10056.shtml

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