氯乙烯生產工藝技術的優化策略

張 玲

（甘肅正元安全技術服務有限責任公司，甘肅張掖 734000）

氯乙烯是一種常溫下無色的物質，常以氣體與液體形式存在。結合已有數據顯示，全球范圍內約有98%的氯乙烯被用于商業發展，部分材料被使用在工業氫氯化鈉及其他物質生產中，尤其是在全球技術工藝發展背景下，氯乙烯生產水平不斷提升，促進了氯乙烯工業的發展。由此可見，圍繞氯乙烯生產工藝優化策略加以研究尤為關鍵。

1 氯乙烯生產技術

1.1 電石乙炔法

該生產技術形式是我國早期工業生產中非常重要的一種，主要借助電石與水反應生產乙炔，之后乙炔再與氯化氫進行反應。為滿足生產需要，應在其中添加一定量的氯化鐵加以催化，以此促進氯乙烯生產。該技術形式較為便捷，且安全性較高。然而由于反應原材料使用了大量的電石，因此也會出現電能損耗現象，需耗費一定的成本，且極易對周圍環境產生惡劣影響，以至于后續逐漸被企業淘汰。

1.2 電石乙炔與乙烯聯合法

此技術指運用乙炔和氯氣進行反應生成二氯化氫，之后借助裂解反應生成氯化氫。此時氯化氫會與乙炔產生氯乙烯VCM。此種技術在前期主要被運用在歐美等國家，是一種技術形式過渡運用手段，目前使用較少，幾乎被完全淘汰。

1.3 烯炔法

在該技術運用中，需要先借助裂解技術完成石油處理，使其產生乙炔、乙烯混合物，之后利用后期處理與氯化氫反應生成VCM 氯乙烯。從宏觀角度來看，此種技術形式雖然較為便捷，但是需要經過多種形式的分離與提取，對藥劑的比例含量要求較高，加大了難度。此外，VCM 物質濃度較低，因此在精制方面成本較高，從宏觀的角度看適用范圍較為局限。

1.4 乙烯氯化與氯化氫氧化聯合法

此技術指借助乙烯和氯氣的反應生產二氯化烷，之后通過裂解生成氯化氧等物質，使其中的氯化氧與氧氣反應產生氯氣和H2O。此技術前期成本較低，且反應過程中不會對周圍環境及器皿產生嚴重的腐蝕及污染，是現階段運用較為常見的技術手段。

1.5 乙烯氧氯化法

此技術指以乙烯以及氯氣為原料，在高溫加熱的背景下使其生成二氯乙烷，之后借助裂解反應得到VCM 等物質。與其他類型的技術形式相比，由于此技術對原料的需求較低，且原料的來源較多，因此成本更加低廉，是目前適用較為廣泛的一種技術形式。

2 氯乙烯生產研究

結合現階段來看，氯乙烯生產技術形式較多，常見的包括電石法、乙烯技術及氯乙烯生產等形式。其中電石法運用歷史最久，較為成熟，且其材料豐富，因此使用較為廣泛。與此同時，隨著社會發展，在原油、天然氣成本進一步提升的背景下，其他技術形式逐漸呈現成本較高的劣勢，這也為電石法的運用發展帶來了更多的可能。此外，在工業進步的過程中，自動化技術的使用也為電石法產量的提升提供了有力保障，尤其是在企業降本增效改革的背景下，電石法發展前景更加廣闊。

目前，我國多數企業以手工和半自動裝置進行生產，雖然部分企業會引入自動化技術，但是整體成效較差。例如部分企業即使已經運用了PLC 控制等技術形式，但是依舊不能完全脫離人工處理。此外，由于以上技術過程對專業度要求較高，全程存在非線性等特點，因此控制難度較大，而企業在氯乙烯生產管理中更多是針對控制自身，對技術方面關注度較小，所以很難保障經濟效益，極易出現生產效率差等問題。

3 氯乙烯生產技藝優化的具體路徑

3.1 電石法生產氯乙烯

3.1.1 氯和氫比例

氯和氫的運用比例直接影響氯乙烯生產的質量，為保障生產質量及最終提取物質的純度，要求在技術運用過程中加大對細節的管控，在確保比例精準度的基礎上分析火焰顏色，針對性地進行輸入控制，減少異常情況的出現，降低安全隱患。

3.1.2 氯化氫與乙炔比例

氯化氫與乙炔一般比例為1∶1。然而結合現階段的生產情況來看，為保障生產出的產品能夠滿足精準度要求，在比例方面經常會運用更多的氫氣，最終的比例通常為1.05∶1，此比例更加符合實際生產需要。結合目前來看，若是比例存在嚴重問題，如過度運用某材料，不僅會在生產的過程中對設備產生腐蝕，而且一旦氯化乙烯數量過多，濃度較高，則極易出現爆炸的狀況，帶來嚴重的經濟損失。

3.1.3 氯乙烯轉化溫度與壓力管控

氯乙烯轉化是氯乙烯生產過程中非常重要的環節，其中溫度與壓力管控尤為關鍵，在生產的過程中，要求溫度嚴格保證在130~180℃，若是低于此溫度會加大資源浪費和化學損失，反之則會削弱催化劑的運用效果，甚至會導致催化劑失效。由此可見，溫度管控十分重要，直接影響生產過程中的經濟效益及產量。

3.1.4 系統問題處理

生產技術運用時，經常會由于技術管控等外在情況出現設備堵塞等故障，此類故障情況的主要原因在于系統及人為參數設定存在異常，需要及時處理。然而就目前來看，部分企業在生產的過程中依舊存在處理技術滯后等狀況，難以保障系統的運行效果，甚至會阻礙生產行業的長遠發展，需針對此及時加以強化，通過日常管控強化的方式減少故障問題的產生。

3.1.5 氯化氫合成工序優化

氯化氫合成優化十分關鍵，是減少生產問題的重要形式。在具體工作中，技術人員可使用氯化氫材料輔助生產，增加產品產量，降低不必要的成本損失。在優化的過程中應該著重加大對氫氣與氯氣比例的關注，強化對氣體輸送量的重視，減少由于外部溫度、壓力等原因對氣流流量的影響，以此保障流量的穩定性。

3.1.6 氯乙烯轉化工序優化

氯乙烯轉化技術的運用有助于提升氯乙烯生產的效率及質量。在技術管控的過程中，重點在于轉化器中的氣體流量及溫度。近幾年來，多數企業會在系統節點設置監測點，通過不同環節的數據監測，精準掌握氯化氫及乙炔等物質的流量。

3.1.7 氯乙烯精餾工序優化

氯乙烯精餾工序優化指對產品工序加以完善，進而提升產品質量，降低生產過程中的能耗損失。在具體工作中，可借助參數數據管理的形式提升精餾塔的管控。如搭建管理系統等，借助參數制約等形式強化管控效果。在此基礎上須精準管控藥劑的用量及鍋爐壓力和設備溫度等參數，以此實現全方位的精餾工序優化。

3.1.8 故障診斷系統問題處理

在傳統生產中，故障處理主要以人工的形式開展，借助人力管控等形式分析故障問題，然后在關鍵區域設置臨界點，實現前期故障預測。這種形式的運用會嚴重影響氯乙烯生產技術優化效果，導致難以實現預防診斷工作創新，無法保障預警精準度。為此在后續的工作中，要求企業應該在現有人工處理的基礎上使用氯乙烯生產管控系統強化故障診斷，借助對氯乙烯特點，以及生產流程、技術的分析實現精準管控，確保在某一環節出現異常問題時可以及時發出預警信號，以此為后續的故障解決和系統優化提供參考，強化系統設備運行的安全效果。

3.2 乙烯法VCM生產技術優化

為進一步處理傳統技術生產過程中所遇到的廢水及腐蝕問題，某企業針對此現象進行了流程技術優化。在具體技術運用的過程中，將傳統的裂化及氧化反應與“kel-chlor”等技術形式相融合。在新興技術運用下，乙烯等物質能夠直接通過氯化作用生產EDC，并將其轉化為HCl 等物質，這樣便可減少氧氯反應的運用。與傳統的技術形式相比，此技術下生產產量進一步提升，不僅有助于成本管控，而且能夠減少對外在環境的影響。

在傳統氯化過程中，通常會運用氯乙烯混合技術等形式優化前期處理。因為容器內部存在大量的氯化鐵等物質，所以需精準地掌控溫度，將其控制在90~95℃，并將壓力調節到120 kPa 以下，這樣才能有效去除EDC 等物質。而在氯化錫生產過程中，其關鍵是EDC 合成催化劑的篩選，因此需對催化劑等取值進行系統化研究。研究發現，以K、Ce、Mg 等物質為核心的新型催化物質，能夠有效提升乙烯的活性，保障反應質量。

3.3 生產技術流程優化

一方面，需強化自動化生產管控系統建設，進一步加強對控制目標等信息的關注，提高設計水準。另一方面，在乙炔技術運用中應加大對壓力及溫度的重視，且須科學選擇氫氣與氯氣的比例。否則不僅會加大生產難度，還會影響最終的VCM效果。在此基礎上，精餾處理時，設備參數設定也會影響最終的技術運用水準，需根據技術流程科學調整運行參數。

3.4 參數優化

3.4.1 設備運行優化

在氯乙烯生產過程中，乙炔與氯化氫氣體需要進行充分混合且保持干燥，這樣才能夠滿足技術運用需求。然而就目前來看，即使在干燥處理的過程中強化細節管控，依舊難以完全達到干燥標準，不利于后續的反應，最終影響產品的產量和效果。

為此，部分企業開始將管控重點放在酸霧處理及水分管控方面。但在工作中經常由于企業設備更新緩慢，導致進出口出現嚴重壓力差，進一步提高了水分含量。因此，開始在原有生產系統運行的基礎上增設備用裝置。這不僅有助于保障生產質量，而且能夠通過定期更換濾芯等形式保障運行的穩定性與安全性。

除此之外，在生產中可借助廢堿液汽提塔等設備的運用實現廢堿液回收利用，進而達到降本增效的效果。這既能管控成本，又能減少對外在環境的影響，實現企業氯乙烯生產環保目的。

3.4.2 流程管控優化

（1）對于熱水循環工藝來講，由于在技術運用過程中乙炔與氯化氫會釋放大量的熱量，需要借助水循環進行散熱，防止因熱量過高影響設備運行。因此在傳統氯乙烯生產的過程中，通常會借助熱水泵循環等技術形式完成熱量處理。

此過程對熱水泵的運行要求較高，設備需要持續運行才能夠滿足實際需求。然而由于該環節會耗費大量的電能資源，因此會增加企業的生產成本。為此在后續需對該工序加以完善，在循環方面通過對熱水自循環系統的使用取代傳統設備裝置，以此實現自循環處理。此種技術形式能夠有效地滿足溫度處理需求，降低轉化器運行對周圍管道的影響。

同時，此技術在使用過程中能夠自動調整溫度數值，減小溫度波動，在延長設備使用壽命的同時，借助系統優化降低能耗，保障成本管控水準，從源頭上提升生產質量，增強企業氯乙烯生產的核心競爭力。

（2）從尾氣回收處理優化的角度來看，我國現階段的精餾塔尾氣回收主要運用活性炭、膜回收等技術形式完成雜質吸附，以此保障VCM 回收的最終效果。而在氯乙烯生產法技術運用過程中，由于其對精餾效果的要求較高，需要在現有傳統蒸餾設備的基礎上進一步強化VCM 純度。

目前使用的精餾裝置產品精度約99.8%，雖然整體能夠滿足使用需求，但是由于運行時間較長，極易出現設備腐蝕及產品泄漏等狀況。因此，我國某研究院研發了新型的VCM 蒸餾裝置，其使用了高效的篩板結構，能夠從源頭上提升純度，使其能夠達到99.9%的精度，進一步保障乙炔的生產價值。

同時，還可運用尾氣變壓吸附技術處理進行優化。電石法運用的過程中會產生大量的廢氣，其中含有較高含量的乙炔，因此若不能及時進行處理，不僅會嚴重浪費資源，還會污染環境。為此要對尾氣進行精準處理，借助吸附技術優化等形式提升尾氣的處理水準。

在具體工作中，一方面應強化吸附劑的選擇，有效地提升尾氣處理質量和效率；另一方面，借助變壓技術提升系統加壓水準，降低此過程中不必要的損耗。同時，此技術會引入自動化管控裝置，在自動化技術運用的背景下，啟停將更加及時，可結合實際需求精準地進行產品精度管控，增強乙烯等物質的回收效果。

（3）對于工業管控來講，管控手段的優化與拓展也是強化氯乙烯生產水準的關鍵。在工業生產過程中，PID 管控尤為關鍵，企業通常會借助自動調節閥的使用強化管控，精準地進行變量監測。

在具體工作中，結合實際需求科學地設定PID 監測數值，之后通過遠程管理調節閥來控制生產，并自動記錄生產過程中出現的故障情況及數值異常變動信息，為后續工作提供參考。

此外，在PID 控制技術運用的過程中，系統會自動進行警報，若是在某段時間內沒有精準地處理故障，則會自動下達生產線停止指令，在降低資源損失的基礎上，保障生產的安全性，直至設備故障處理完成，才會再次進入運行狀態。

除此之外，PID 控制可結合不同工廠運用的需求，完成監測系統的設定。這不僅有助于快速識別異常情況，降低故障處理過程中的時間耗費，而且能有助于明確潛在的風險隱患，為工業生產優化提供有力保障。

4 結束語

文章針對氯乙烯生產工藝優化進行了系統化闡釋，有效處理了現階段氯乙烯生產中存在的問題，進一步強化了氯乙烯生產的安全性，為后續相關行業發展提供材料保障。在后續生產中，需強化合成、轉化、精餾等不同環節的處理水準，并基于已有技術完成設備參數及流程完善，以此為氯乙烯生產優化奠定良好的基礎。