于長(zhǎng)洪

摘 要： 氯乙烯是工業(yè)生產(chǎn)、生活中應(yīng)用極為廣泛的一種原料。在氯乙烯的生產(chǎn)過(guò)程中工序繁雜、要求較高，從而為氯乙烯的產(chǎn)量造成了較大的阻礙。提高氯乙烯產(chǎn)量需要在總結(jié)分析氯乙烯生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)氯乙烯的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，在保持原有氯乙烯生產(chǎn)中所使用的轉(zhuǎn)化器數(shù)量的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)氯乙烯生產(chǎn)工藝中的控制指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化及氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的進(jìn)出口管線(xiàn)進(jìn)行一定的技術(shù)改造以達(dá)到提高氯乙烯產(chǎn)能、降低能耗和勞動(dòng)強(qiáng)度的目的。

關(guān)鍵詞：氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器；改造；轉(zhuǎn)化率；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

某氯堿化工生產(chǎn)公司所配置的PVC裝置生產(chǎn)能力達(dá)到38萬(wàn)t/a，氯堿生產(chǎn)裝置運(yùn)行平穩(wěn)，在PVC糊樹(shù)脂產(chǎn)量增加的同時(shí)對(duì)于氯乙烯的單體用量需求進(jìn)一步增大，為滿(mǎn)足PVC生產(chǎn)所需需要對(duì)原有的氯乙烯生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝，在不增加氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器數(shù)量的基礎(chǔ)上提高氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化率，提高氯乙烯的生產(chǎn)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

1.做好氯乙烯生產(chǎn)工藝指標(biāo)的優(yōu)化提高氯乙烯生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率

1.1降低氯乙烯生產(chǎn)中轉(zhuǎn)化器內(nèi)混合氣水含量

混合氣中如含有水則水會(huì)與混合氣中的氯化氫產(chǎn)生化合反應(yīng)而生成鹽酸蒸汽，這些鹽酸不但會(huì)阻礙氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化率同時(shí)還會(huì)對(duì)管路內(nèi)壁進(jìn)行腐蝕，嚴(yán)重的還會(huì)造成管路的堵塞。此外，鹽酸還會(huì)將氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器中的觸媒氯化汞還原成金屬汞并造成觸媒失水板結(jié)而造成氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器無(wú)法進(jìn)行正常的轉(zhuǎn)化。因此，在氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中需要注意做好對(duì)于混合氣的脫水作業(yè)，在脫水作業(yè)的過(guò)程中控制好溫度是作業(yè)的關(guān)鍵，在脫水作業(yè)中如溫度越低則水蒸氣分壓越低，從而使得混合氣中的水含量也越低。

此外，鹽酸所形成的酸霧含量越高則混合氣中的水分含量越高，為控制混合氣中的水含量需要加強(qiáng)鹽酸過(guò)濾器捕獲“酸霧”的能力。在采用了合理地降低混合氣中水含量的工藝后，對(duì)氯乙烯生產(chǎn)工藝中石墨冷卻器的控制溫度進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，將原先的一級(jí)石墨冷卻器的控制溫度下降了1℃～2℃變更為-10℃～ -8℃。對(duì)二級(jí)石墨冷卻器的控制溫度下調(diào)了3℃～4℃變更為-15℃～-14℃。

為更好的降低混合氣中的酸霧含量，在每組混合脫水裝置原有酸霧過(guò)濾器的基礎(chǔ)上額外加裝兩臺(tái)酸霧過(guò)濾器，并更換密度更大的過(guò)濾濾芯，以提高酸霧過(guò)濾器對(duì)于混合氣中鹽酸的過(guò)濾能力。通過(guò)采用上述改進(jìn)使得氯乙烯生產(chǎn)中對(duì)于混合氣中水分含量的控制力大為加強(qiáng)，有效地降低了混合氣中的水分含量，提高了氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化率。

1.2做好氯乙烯生產(chǎn)使用觸媒的精細(xì)化

在氯乙烯生產(chǎn)的過(guò)程中，觸媒的活性與氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化率兩者之間呈正比關(guān)系。氯乙烯生產(chǎn)所使用的觸媒主要是氯化汞，而造成氯乙烯所使用觸媒失效的主要形式有溶解、升華和還原以及熱分解。如氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器產(chǎn)生泄露將極易造成混合氣中的鹽酸酸霧將氯化汞還原、溶解，此外，氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的高溫也容易導(dǎo)致觸媒的高溫升華和熱分解。因此，在氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器生產(chǎn)工藝的優(yōu)化過(guò)程中需要注意做好混合氣水含量的控制，提高氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的密封性降低氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的泄露量。此外，在氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器工作的過(guò)程中需要對(duì)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的反應(yīng)溫度和配比加以嚴(yán)格控制，提高氯乙烯生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率。

針對(duì)上述要求，在氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的控制過(guò)程中，需要對(duì)轉(zhuǎn)化器的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的操作規(guī)定，針對(duì)觸媒的活化期、中期、后期的溫度控制范圍采用的是以10℃為一個(gè)上升區(qū)段，在工作的過(guò)程中，需要將觸媒的活化前期和中期的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間至少穩(wěn)定8h以上，后期以單臺(tái)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器出氣中乙炔體積分?jǐn)?shù)≤2.5%為相應(yīng)的控制指標(biāo)做好氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器溫度的控制。觸媒使用確定低汞150h以?xún)?nèi)，高汞100h以?xún)?nèi)為觸媒的活化期。在這一時(shí)期需要將低汞觸媒的屋內(nèi)控制在140℃以?xún)?nèi)，高汞觸媒溫度控制在150℃以?xún)?nèi)。在整個(gè)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器工作的過(guò)程中為確保觸媒工作的穩(wěn)定需要保持溫度進(jìn)行平穩(wěn)，避免出現(xiàn)溫度的大幅波動(dòng)。

當(dāng)溫度出現(xiàn)大幅波動(dòng)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致混合氣的氣速出現(xiàn)較大的波動(dòng)，進(jìn)而會(huì)對(duì)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化率造成極大的影響。此外，在溫度控制的規(guī)定中，對(duì)于二次利用觸媒的活化期為24h，停用1天以上的觸媒的活化期為8h。在有效提高氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化率的同時(shí)使得氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中所使用觸媒的使用壽命大幅提高。

1.3做好氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器所使用熱循環(huán)熱水水質(zhì)的改善

氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器所使用循環(huán)熱水的水質(zhì)對(duì)于氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的合成反應(yīng)熱的轉(zhuǎn)化有著直接的影響。因此需要加強(qiáng)對(duì)于氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器所使用水質(zhì)的控制。

通過(guò)對(duì)影響氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器熱水水質(zhì)的因素進(jìn)行試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)造成氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器循環(huán)熱水水質(zhì)主要因素是緩釋阻垢劑、熱水的pH值、溶解氧和氯離子等。為改善熱水水質(zhì)，通過(guò)試驗(yàn)分析選用了一種高溫阻垢劑，試驗(yàn)后能夠發(fā)揮出良好的阻垢效果并對(duì)水質(zhì)的影響極低。定期對(duì)水中的氯離子進(jìn)行檢測(cè)并定期進(jìn)行排氣作業(yè)，用以排出氧氣和不凝氣體，降低氣體對(duì)于氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器管壁的腐蝕，從而有效地提高氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的熱傳遞效率。

2.做好多功能氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器在氯乙烯制備中的應(yīng)用

在改造多功能氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的過(guò)程中，通過(guò)在原有氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器管道上進(jìn)行開(kāi)孔、接管及接閥門(mén)等的作業(yè)，從而使得氯乙烯生產(chǎn)中的每臺(tái)熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器都可以轉(zhuǎn)變?yōu)榧瓤僧?dāng)作前臺(tái)又可當(dāng)作后臺(tái)的多功能氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器。在應(yīng)用多功能氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的過(guò)程中，多功能氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器可以根據(jù)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器工作的實(shí)際情況來(lái)靈活地調(diào)配前后臺(tái)的數(shù)量，以便跟實(shí)際生產(chǎn)所需相匹配。

改造后的多功能氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器每天每年相較于原先的多次倒換轉(zhuǎn)變?yōu)?次倒換，在工作的過(guò)程中只需更換廢觸媒即可。此外，對(duì)于倒換的時(shí)間也縮短為8h，極大地提高了氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的工作效率。氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器在氯乙烯制備的過(guò)程中即可當(dāng)作反應(yīng)器，同時(shí)也是列管式的散熱器，因此對(duì)于氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器中列管的焊接技術(shù)提出了極高的要求。

在對(duì)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器后期的改造過(guò)程中主要集中在對(duì)于氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器筒體部分的更新改造，通過(guò)拆除更換一臺(tái)新的氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器而無(wú)須進(jìn)行框架和場(chǎng)地的改動(dòng)。對(duì)于新的氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器通過(guò)在其管板上開(kāi)孔排布列管，對(duì)于列管與管板之間的連接可以采用純脹接技術(shù)，而無(wú)須采用焊接工藝，通過(guò)脹接的連接方式能夠有效地避免出現(xiàn)泄漏問(wèn)題。

此外在對(duì)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器進(jìn)行改造的過(guò)程中需要合理的選用無(wú)縫鋼管的管徑，避免出現(xiàn)管徑過(guò)大影響轉(zhuǎn)化率或是管徑過(guò)小而導(dǎo)致觸媒翻倒困難現(xiàn)象的產(chǎn)生。合理地選用列管的管徑還能夠增加氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器列管的數(shù)量，提升氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化率。通過(guò)對(duì)改造后的氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，改造后的氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器在通量和產(chǎn)量方面都大為提高，氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的產(chǎn)能相較于以往增加了8.2%。

結(jié)語(yǔ)

轉(zhuǎn)化器的生產(chǎn)效率直接影響氯乙烯的制備。在對(duì)氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器進(jìn)行改進(jìn)的過(guò)程中會(huì)影響到氯乙烯生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，因此在改造的過(guò)程中需要引起足夠的重視。氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器是氯乙烯合成生產(chǎn)中的核心，需要積極做好新技術(shù)的應(yīng)用以提高氯乙烯熱反應(yīng)轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化率。

參考文獻(xiàn)

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