提高氯乙烯熱反應轉化率的方法

于長洪

摘 要： 氯乙烯是工業生產、生活中應用極為廣泛的一種原料。在氯乙烯的生產過程中工序繁雜、要求較高，從而為氯乙烯的產量造成了較大的阻礙。提高氯乙烯產量需要在總結分析氯乙烯生產工藝的基礎上通過對氯乙烯的生產工藝進行優化，在保持原有氯乙烯生產中所使用的轉化器數量的基礎上，通過對氯乙烯生產工藝中的控制指標進行優化及氯乙烯熱反應轉化器的進出口管線進行一定的技術改造以達到提高氯乙烯產能、降低能耗和勞動強度的目的。

關鍵詞：氯乙烯熱反應轉化器；改造；轉化率；產量

中圖分類號：TQ222 文獻標識碼：A

某氯堿化工生產公司所配置的PVC裝置生產能力達到38萬t/a，氯堿生產裝置運行平穩，在PVC糊樹脂產量增加的同時對于氯乙烯的單體用量需求進一步增大，為滿足PVC生產所需需要對原有的氯乙烯生產工藝進行改進，通過改進生產工藝，在不增加氯乙烯熱反應轉化器數量的基礎上提高氯乙烯熱反應轉化器的轉化率，提高氯乙烯的生產量，降低勞動強度。

1.做好氯乙烯生產工藝指標的優化提高氯乙烯生產的轉化率

1.1降低氯乙烯生產中轉化器內混合氣水含量

混合氣中如含有水則水會與混合氣中的氯化氫產生化合反應而生成鹽酸蒸汽，這些鹽酸不但會阻礙氯乙烯熱反應轉化器的轉化率同時還會對管路內壁進行腐蝕，嚴重的還會造成管路的堵塞。此外，鹽酸還會將氯乙烯熱反應轉化器中的觸媒氯化汞還原成金屬汞并造成觸媒失水板結而造成氯乙烯熱反應轉化器無法進行正常的轉化。因此，在氯乙烯生產過程中需要注意做好對于混合氣的脫水作業，在脫水作業的過程中控制好溫度是作業的關鍵，在脫水作業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鹽酸過濾器捕獲“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，對氯乙烯生產工藝中石墨冷卻器的控制溫度進行了相應的調整，將原先的一級石墨冷卻器的控制溫度下降了1℃～2℃變更為-10℃～ -8℃。對二級石墨冷卻器的控制溫度下調了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濾器的基礎上額外加裝兩臺酸霧過濾器，并更換密度更大的過濾濾芯，以提高酸霧過濾器對于混合氣中鹽酸的過濾能力。通過采用上述改進使得氯乙烯生產中對于混合氣中水分含量的控制力大為加強，有效地降低了混合氣中的水分含量，提高了氯乙烯熱反應轉化器的轉化率。

1.2做好氯乙烯生產使用觸媒的精細化

在氯乙烯生產的過程中，觸媒的活性與氯乙烯熱反應轉化器的轉化率兩者之間呈正比關系。氯乙烯生產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。如氯乙烯熱反應轉化器產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，氯乙烯熱反應轉化器的高溫也容易導致觸媒的高溫升華和熱分解。因此，在氯乙烯熱反應轉化器生產工藝的優化過程中需要注意做好混合氣水含量的控制，提高氯乙烯熱反應轉化器的密封性降低氯乙烯熱反應轉化器的泄露量。此外，在氯乙烯熱反應轉化器工作的過程中需要對氯乙烯熱反應轉化器的反應溫度和配比加以嚴格控制，提高氯乙烯生產的轉化率。

針對上述要求，在氯乙烯熱反應轉化器的控制過程中，需要對轉化器的溫度進行嚴格的操作規定，針對觸媒的活化期、中期、后期的溫度控制范圍采用的是以10℃為一個上升區段，在工作的過程中，需要將觸媒的活化前期和中期的穩定運行時間至少穩定8h以上，后期以單臺氯乙烯熱反應轉化器出氣中乙炔體積分數≤2.5%為相應的控制指標做好氯乙烯熱反應轉化器溫度的控制。觸媒使用確定低汞150h以內，高汞100h以內為觸媒的活化期。在這一時期需要將低汞觸媒的屋內控制在140℃以內，高汞觸媒溫度控制在150℃以內。在整個氯乙烯熱反應轉化器工作的過程中為確保觸媒工作的穩定需要保持溫度進行平穩，避免出現溫度的大幅波動。

當溫度出現大幅波動時，將會導致混合氣的氣速出現較大的波動，進而會對氯乙烯熱反應轉化器的轉化率造成極大的影響。此外，在溫度控制的規定中，對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轉化器轉化率的同時使得氯乙烯生產過程中所使用觸媒的使用壽命大幅提高。

1.3做好氯乙烯熱反應轉化器所使用熱循環熱水水質的改善

氯乙烯熱反應轉化器所使用循環熱水的水質對于氯乙烯熱反應轉化器的合成反應熱的轉化有著直接的影響。因此需要加強對于氯乙烯熱反應轉化器所使用水質的控制。

通過對影響氯乙烯熱反應轉化器熱水水質的因素進行試驗分析，發現造成氯乙烯熱反應轉化器循環熱水水質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，通過試驗分析選用了一種高溫阻垢劑，試驗后能夠發揮出良好的阻垢效果并對水質的影響極低。定期對水中的氯離子進行檢測并定期進行排氣作業，用以排出氧氣和不凝氣體，降低氣體對于氯乙烯熱反應轉化器管壁的腐蝕，從而有效地提高氯乙烯熱反應轉化器的熱傳遞效率。

2.做好多功能氯乙烯熱反應轉化器在氯乙烯制備中的應用

在改造多功能氯乙烯熱反應轉化器的過程中，通過在原有氯乙烯熱反應轉化器管道上進行開孔、接管及接閥門等的作業，從而使得氯乙烯生產中的每臺熱反應轉化器都可以轉變為既可當作前臺又可當作后臺的多功能氯乙烯熱反應轉化器。在應用多功能氯乙烯熱反應轉化器的過程中，多功能氯乙烯熱反應轉化器可以根據氯乙烯熱反應轉化器工作的實際情況來靈活地調配前后臺的數量，以便跟實際生產所需相匹配。

改造后的多功能氯乙烯熱反應轉化器每天每年相較于原先的多次倒換轉變為1次倒換，在工作的過程中只需更換廢觸媒即可。此外，對于倒換的時間也縮短為8h，極大地提高了氯乙烯熱反應轉化器的工作效率。氯乙烯熱反應轉化器在氯乙烯制備的過程中即可當作反應器，同時也是列管式的散熱器，因此對于氯乙烯熱反應轉化器中列管的焊接技術提出了極高的要求。

在對氯乙烯熱反應轉化器后期的改造過程中主要集中在對于氯乙烯熱反應轉化器筒體部分的更新改造，通過拆除更換一臺新的氯乙烯熱反應轉化器而無須進行框架和場地的改動。對于新的氯乙烯熱反應轉化器通過在其管板上開孔排布列管，對于列管與管板之間的連接可以采用純脹接技術，而無須采用焊接工藝，通過脹接的連接方式能夠有效地避免出現泄漏問題。

此外在對氯乙烯熱反應轉化器進行改造的過程中需要合理的選用無縫鋼管的管徑，避免出現管徑過大影響轉化率或是管徑過小而導致觸媒翻倒困難現象的產生。合理地選用列管的管徑還能夠增加氯乙烯熱反應轉化器列管的數量，提升氯乙烯熱反應轉化器的轉化率。通過對改造后的氯乙烯熱反應轉化器進行試驗后發現，改造后的氯乙烯熱反應轉化器在通量和產量方面都大為提高，氯乙烯熱反應轉化器的產能相較于以往增加了8.2%。

結語

轉化器的生產效率直接影響氯乙烯的制備。在對氯乙烯熱反應轉化器進行改進的過程中會影響到氯乙烯生產的各個環節，因此在改造的過程中需要引起足夠的重視。氯乙烯熱反應轉化器是氯乙烯合成生產中的核心，需要積極做好新技術的應用以提高氯乙烯熱反應轉化器的轉化率。

參考文獻

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