氯乙烯生产工艺技术的优化策略

张 玲

（甘肃正元安全技术服务有限责任公司，甘肃张掖 734000）

氯乙烯是一种常温下无色的物质，常以气体与液体形式存在。结合已有数据显示，全球范围内约有98%的氯乙烯被用于商业发展，部分材料被使用在工业氢氯化钠及其他物质生产中，尤其是在全球技术工艺发展背景下，氯乙烯生产水平不断提升，促进了氯乙烯工业的发展。由此可见，围绕氯乙烯生产工艺优化策略加以研究尤为关键。

1 氯乙烯生产技术

1.1 电石乙炔法

该生产技术形式是我国早期工业生产中非常重要的一种，主要借助电石与水反应生产乙炔，之后乙炔再与氯化氢进行反应。为满足生产需要，应在其中添加一定量的氯化铁加以催化，以此促进氯乙烯生产。该技术形式较为便捷，且安全性较高。然而由于反应原材料使用了大量的电石，因此也会出现电能损耗现象，需耗费一定的成本，且极易对周围环境产生恶劣影响，以至于后续逐渐被企业淘汰。

1.2 电石乙炔与乙烯联合法

此技术指运用乙炔和氯气进行反应生成二氯化氢，之后借助裂解反应生成氯化氢。此时氯化氢会与乙炔产生氯乙烯VCM。此种技术在前期主要被运用在欧美等国家，是一种技术形式过渡运用手段，目前使用较少，几乎被完全淘汰。

1.3 烯炔法

在该技术运用中，需要先借助裂解技术完成石油处理，使其产生乙炔、乙烯混合物，之后利用后期处理与氯化氢反应生成VCM 氯乙烯。从宏观角度来看，此种技术形式虽然较为便捷，但是需要经过多种形式的分离与提取，对药剂的比例含量要求较高，加大了难度。此外，VCM 物质浓度较低，因此在精制方面成本较高，从宏观的角度看适用范围较为局限。

1.4 乙烯氯化与氯化氢氧化联合法

此技术指借助乙烯和氯气的反应生产二氯化烷，之后通过裂解生成氯化氧等物质，使其中的氯化氧与氧气反应产生氯气和H2O。此技术前期成本较低，且反应过程中不会对周围环境及器皿产生严重的腐蚀及污染，是现阶段运用较为常见的技术手段。

1.5 乙烯氧氯化法

此技术指以乙烯以及氯气为原料，在高温加热的背景下使其生成二氯乙烷，之后借助裂解反应得到VCM 等物质。与其他类型的技术形式相比，由于此技术对原料的需求较低，且原料的来源较多，因此成本更加低廉，是目前适用较为广泛的一种技术形式。

2 氯乙烯生产研究

结合现阶段来看，氯乙烯生产技术形式较多，常见的包括电石法、乙烯技术及氯乙烯生产等形式。其中电石法运用历史最久，较为成熟，且其材料丰富，因此使用较为广泛。与此同时，随着社会发展，在原油、天然气成本进一步提升的背景下，其他技术形式逐渐呈现成本较高的劣势，这也为电石法的运用发展带来了更多的可能。此外，在工业进步的过程中，自动化技术的使用也为电石法产量的提升提供了有力保障，尤其是在企业降本增效改革的背景下，电石法发展前景更加广阔。

目前，我国多数企业以手工和半自动装置进行生产，虽然部分企业会引入自动化技术，但是整体成效较差。例如部分企业即使已经运用了PLC 控制等技术形式，但是依旧不能完全脱离人工处理。此外，由于以上技术过程对专业度要求较高，全程存在非线性等特点，因此控制难度较大，而企业在氯乙烯生产管理中更多是针对控制自身，对技术方面关注度较小，所以很难保障经济效益，极易出现生产效率差等问题。

3 氯乙烯生产技艺优化的具体路径

3.1 电石法生产氯乙烯

3.1.1 氯和氢比例

氯和氢的运用比例直接影响氯乙烯生产的质量，为保障生产质量及最终提取物质的纯度，要求在技术运用过程中加大对细节的管控，在确保比例精准度的基础上分析火焰颜色，针对性地进行输入控制，减少异常情况的出现，降低安全隐患。

3.1.2 氯化氢与乙炔比例

氯化氢与乙炔一般比例为1∶1。然而结合现阶段的生产情况来看，为保障生产出的产品能够满足精准度要求，在比例方面经常会运用更多的氢气，最终的比例通常为1.05∶1，此比例更加符合实际生产需要。结合目前来看，若是比例存在严重问题，如过度运用某材料，不仅会在生产的过程中对设备产生腐蚀，而且一旦氯化乙烯数量过多，浓度较高，则极易出现爆炸的状况，带来严重的经济损失。

3.1.3 氯乙烯转化温度与压力管控

氯乙烯转化是氯乙烯生产过程中非常重要的环节，其中温度与压力管控尤为关键，在生产的过程中，要求温度严格保证在130~180℃，若是低于此温度会加大资源浪费和化学损失，反之则会削弱催化剂的运用效果，甚至会导致催化剂失效。由此可见，温度管控十分重要，直接影响生产过程中的经济效益及产量。

3.1.4 系统问题处理

生产技术运用时，经常会由于技术管控等外在情况出现设备堵塞等故障，此类故障情况的主要原因在于系统及人为参数设定存在异常，需要及时处理。然而就目前来看，部分企业在生产的过程中依旧存在处理技术滞后等状况，难以保障系统的运行效果，甚至会阻碍生产行业的长远发展，需针对此及时加以强化，通过日常管控强化的方式减少故障问题的产生。

3.1.5 氯化氢合成工序优化

氯化氢合成优化十分关键，是减少生产问题的重要形式。在具体工作中，技术人员可使用氯化氢材料辅助生产，增加产品产量，降低不必要的成本损失。在优化的过程中应该着重加大对氢气与氯气比例的关注，强化对气体输送量的重视，减少由于外部温度、压力等原因对气流流量的影响，以此保障流量的稳定性。

3.1.6 氯乙烯转化工序优化

氯乙烯转化技术的运用有助于提升氯乙烯生产的效率及质量。在技术管控的过程中，重点在于转化器中的气体流量及温度。近几年来，多数企业会在系统节点设置监测点，通过不同环节的数据监测，精准掌握氯化氢及乙炔等物质的流量。

3.1.7 氯乙烯精馏工序优化

氯乙烯精馏工序优化指对产品工序加以完善，进而提升产品质量，降低生产过程中的能耗损失。在具体工作中，可借助参数数据管理的形式提升精馏塔的管控。如搭建管理系统等，借助参数制约等形式强化管控效果。在此基础上须精准管控药剂的用量及锅炉压力和设备温度等参数，以此实现全方位的精馏工序优化。

3.1.8 故障诊断系统问题处理

在传统生产中，故障处理主要以人工的形式开展，借助人力管控等形式分析故障问题，然后在关键区域设置临界点，实现前期故障预测。这种形式的运用会严重影响氯乙烯生产技术优化效果，导致难以实现预防诊断工作创新，无法保障预警精准度。为此在后续的工作中，要求企业应该在现有人工处理的基础上使用氯乙烯生产管控系统强化故障诊断，借助对氯乙烯特点，以及生产流程、技术的分析实现精准管控，确保在某一环节出现异常问题时可以及时发出预警信号，以此为后续的故障解决和系统优化提供参考，强化系统设备运行的安全效果。

3.2 乙烯法VCM生产技术优化

为进一步处理传统技术生产过程中所遇到的废水及腐蚀问题，某企业针对此现象进行了流程技术优化。在具体技术运用的过程中，将传统的裂化及氧化反应与“kel-chlor”等技术形式相融合。在新兴技术运用下，乙烯等物质能够直接通过氯化作用生产EDC，并将其转化为HCl 等物质，这样便可减少氧氯反应的运用。与传统的技术形式相比，此技术下生产产量进一步提升，不仅有助于成本管控，而且能够减少对外在环境的影响。

在传统氯化过程中，通常会运用氯乙烯混合技术等形式优化前期处理。因为容器内部存在大量的氯化铁等物质，所以需精准地掌控温度，将其控制在90~95℃，并将压力调节到120 kPa 以下，这样才能有效去除EDC 等物质。而在氯化锡生产过程中，其关键是EDC 合成催化剂的筛选，因此需对催化剂等取值进行系统化研究。研究发现，以K、Ce、Mg 等物质为核心的新型催化物质，能够有效提升乙烯的活性，保障反应质量。

3.3 生产技术流程优化

一方面，需强化自动化生产管控系统建设，进一步加强对控制目标等信息的关注，提高设计水准。另一方面，在乙炔技术运用中应加大对压力及温度的重视，且须科学选择氢气与氯气的比例。否则不仅会加大生产难度，还会影响最终的VCM效果。在此基础上，精馏处理时，设备参数设定也会影响最终的技术运用水准，需根据技术流程科学调整运行参数。

3.4 参数优化

3.4.1 设备运行优化

在氯乙烯生产过程中，乙炔与氯化氢气体需要进行充分混合且保持干燥，这样才能够满足技术运用需求。然而就目前来看，即使在干燥处理的过程中强化细节管控，依旧难以完全达到干燥标准，不利于后续的反应，最终影响产品的产量和效果。

为此，部分企业开始将管控重点放在酸雾处理及水分管控方面。但在工作中经常由于企业设备更新缓慢，导致进出口出现严重压力差，进一步提高了水分含量。因此，开始在原有生产系统运行的基础上增设备用装置。这不仅有助于保障生产质量，而且能够通过定期更换滤芯等形式保障运行的稳定性与安全性。

除此之外，在生产中可借助废碱液汽提塔等设备的运用实现废碱液回收利用，进而达到降本增效的效果。这既能管控成本，又能减少对外在环境的影响，实现企业氯乙烯生产环保目的。

3.4.2 流程管控优化

（1）对于热水循环工艺来讲，由于在技术运用过程中乙炔与氯化氢会释放大量的热量，需要借助水循环进行散热，防止因热量过高影响设备运行。因此在传统氯乙烯生产的过程中，通常会借助热水泵循环等技术形式完成热量处理。

此过程对热水泵的运行要求较高，设备需要持续运行才能够满足实际需求。然而由于该环节会耗费大量的电能资源，因此会增加企业的生产成本。为此在后续需对该工序加以完善，在循环方面通过对热水自循环系统的使用取代传统设备装置，以此实现自循环处理。此种技术形式能够有效地满足温度处理需求，降低转化器运行对周围管道的影响。

同时，此技术在使用过程中能够自动调整温度数值，减小温度波动，在延长设备使用寿命的同时，借助系统优化降低能耗，保障成本管控水准，从源头上提升生产质量，增强企业氯乙烯生产的核心竞争力。

（2）从尾气回收处理优化的角度来看，我国现阶段的精馏塔尾气回收主要运用活性炭、膜回收等技术形式完成杂质吸附，以此保障VCM 回收的最终效果。而在氯乙烯生产法技术运用过程中，由于其对精馏效果的要求较高，需要在现有传统蒸馏设备的基础上进一步强化VCM 纯度。

目前使用的精馏装置产品精度约99.8%，虽然整体能够满足使用需求，但是由于运行时间较长，极易出现设备腐蚀及产品泄漏等状况。因此，我国某研究院研发了新型的VCM 蒸馏装置，其使用了高效的筛板结构，能够从源头上提升纯度，使其能够达到99.9%的精度，进一步保障乙炔的生产价值。

同时，还可运用尾气变压吸附技术处理进行优化。电石法运用的过程中会产生大量的废气，其中含有较高含量的乙炔，因此若不能及时进行处理，不仅会严重浪费资源，还会污染环境。为此要对尾气进行精准处理，借助吸附技术优化等形式提升尾气的处理水准。

在具体工作中，一方面应强化吸附剂的选择，有效地提升尾气处理质量和效率；另一方面，借助变压技术提升系统加压水准，降低此过程中不必要的损耗。同时，此技术会引入自动化管控装置，在自动化技术运用的背景下，启停将更加及时，可结合实际需求精准地进行产品精度管控，增强乙烯等物质的回收效果。

（3）对于工业管控来讲，管控手段的优化与拓展也是强化氯乙烯生产水准的关键。在工业生产过程中，PID 管控尤为关键，企业通常会借助自动调节阀的使用强化管控，精准地进行变量监测。

在具体工作中，结合实际需求科学地设定PID 监测数值，之后通过远程管理调节阀来控制生产，并自动记录生产过程中出现的故障情况及数值异常变动信息，为后续工作提供参考。

此外，在PID 控制技术运用的过程中，系统会自动进行警报，若是在某段时间内没有精准地处理故障，则会自动下达生产线停止指令，在降低资源损失的基础上，保障生产的安全性，直至设备故障处理完成，才会再次进入运行状态。

除此之外，PID 控制可结合不同工厂运用的需求，完成监测系统的设定。这不仅有助于快速识别异常情况，降低故障处理过程中的时间耗费，而且能有助于明确潜在的风险隐患，为工业生产优化提供有力保障。

4 结束语

文章针对氯乙烯生产工艺优化进行了系统化阐释，有效处理了现阶段氯乙烯生产中存在的问题，进一步强化了氯乙烯生产的安全性，为后续相关行业发展提供材料保障。在后续生产中，需强化合成、转化、精馏等不同环节的处理水准，并基于已有技术完成设备参数及流程完善，以此为氯乙烯生产优化奠定良好的基础。