近年來人們逐漸發現并重視了氯乙烯的價值和作用, 建筑材料、包裝材料、醫用材料等方面越來也多的產品需要氯乙烯這種原料, 因此各行各業對氯乙烯的產量和質量都提出了更高的要求。目前我國生產氯乙烯主要采用電石乙炔法和乙烯氧氯化法這兩種方式, 在實際生產過程中, 電石乙炔法采用的原材料成本相對較低并且容易獲得, 經過多年的發展, 該方法已經相對成熟、簡單實用, 因此采用電石乙炔法總體投入成本較低, 收效也快。為了進一步提高氯乙烯的產量和質量, 對氯乙烯的生產過程控制進一步優化是非常有必要的。文章綜合研究了電石乙炔法生產氯乙烯的工藝流程, 探討了在氯乙烯精餾生產過程中氯乙烯氣柜高度、游離氯、尾氣吸附以及氯化氫和乙炔的配比等方面的優化控制措施, 切實提高氯乙烯生產過程中的安全性和可靠性, 在保證并提高氯乙烯質量的基礎上進一步擴大氯乙烯的產量。
1 電石乙炔法生產氯乙烯的工藝概述
目前我國的現代化工企業電石乙炔法生產氯乙烯的工藝流程基本相同, 主要為以下步驟:先破碎電石存入乙炔發生器, 注入水之后發生化學反應產生乙炔氣體, 乙炔氣體和氯化氫氣體在氣柜中混合后進入轉化氣, 施加一定的條件使之發生化學反應得到氯乙烯氣體, 通過冷凝得到氯乙烯液體, 氯乙烯液體進入低沸塔去除低沸點物質, 再進入高沸塔蒸出氯乙烯氣體后再次冷凝為液體即為市場所需要的氯乙烯。為保證氯乙烯生產的產量和質量, 對氯乙烯的生產過程需要注意以下幾個關鍵問題:氯化氫與乙炔的配比控制以及氯乙烯精餾過程的控制。
2 氯乙烯精餾生產過程的控制
2.1 氯乙烯氣柜高度的控制
在氯乙烯精餾生產的設備中, 需要注意控制粗氯乙烯氣柜的高度, 如果高度過高容易發生粗氯乙烯的外泄, 如果高度過低容易被壓縮機抽癟, 因此合理地聯鎖控制粗氯乙烯的氣柜高度是非常重要的。目前可以采用分布式控制系統合理調整粗氯乙烯的氣柜高度, 通過控制壓縮機來粗調氣柜的高度, 通過控制回流控制閥細調氣柜的高度。同時應該做好分布式控制系統的高度上下限報警系統, 幫助操作人員注意氣柜的安全生產。
2.2 游離氯的檢測及聯鎖控制
如果出現操作不當或者工藝流程控制的不理想情況時, 生產的氯化氫氣體有可能會含有游離氯, 在生產設備中氯化氫氣體與乙炔混合后發生化學反應時游離氯會和乙炔發生化學反應快速產生大量熱量, 有可能會引發爆炸, 引起重大安全事故。因而對游離氯的監控和檢測是非常重要的, 這里也可以采用分布式控制系統能夠有效預測或者檢測是否含有游離氯, 如果含有游離氯并且含量超過安全上限, 可以自動報警, 并自動切斷乙炔氣體的控制閥, 延時關閉氯化氫閥門, 及時避免安全事故的發生。
2.3 氯化氫、乙炔的含量配比控制
氯化氫和乙炔在催化劑的作用下生成氯乙烯, 如果此時的乙炔氣體過剩時會影響催化劑的催化效果, 也會降低乙炔的純度;如果此時的氯化氫氣體過剩時, 會對生產設備腐蝕, 從而影響氯乙烯的生產質量。因此在氯乙烯的精餾生產過程中科學調整氯化氫和乙炔的配比是非常重要的。這里采用的主要措施是建立氯化氫氣體和乙炔氣體配比關系的數學模型通過掌握氯化氫的流量調整乙炔氣體的流量, 以滿足生產的需求, 也保證生產工藝的可靠性和可控性。
2.4 精餾系統的生產過程控制
精餾系統是精制粗氯乙烯為精氯乙烯, 也是這整套生產工藝的核心環節。建立控制低沸塔的溫度、壓力控制系統, 監測進料口的溫度和壓力變化, 有效去除氯乙烯中低沸點物質
2.5 尾氣吸附的聯鎖及順控
在低沸塔去除低沸點物質時排放殘留的尾氣, 這里會附帶排出一些的氯乙烯氣體, 氯乙烯氣體的排出會污染環境, 同時也會影響產量。因此這里需要考慮尾氣的吸附問題, 并且回收利用排出的氯乙烯氣體, 通常采用活性炭深冷吸附尾氣中的氯乙烯。為了更好地完成這項工作, 設置了排出尾氣壓力和溫度控制及聯鎖報警裝置, 利用聯鎖警報裝置科學合理地控制程控閥, 既保證尾氣吸附的順利進行, 也保證活性炭不因溫度過高引發安全事故。
3 結語
根據氯乙烯精餾生產工藝流程和生產設備特點, 提出相應的控制措施, 有效提高生產設備的安全性和可控性, 同時提高氯乙烯的產量和質量。
摘要：隨著氯乙烯在建筑材料、包裝材料、醫用材料等方面的廣泛應用, 各行各業對氯乙烯的產量和質量有著越來越高的要求, 氯乙烯安全生產的過程控制是我國現代化工企業重點關注的問題。文章主要研究了電石乙炔法生產氯乙烯的生產過程, 分析并總結了生產過程中有關氯乙烯氣柜高度控制、游離氯的檢測和聯鎖、氯化氫和乙炔的配比、尾氣吸附的聯鎖和控制以及精餾系統的生產控制等方面的經驗和問題, 提出了一系列相應的優化措施, 從而提高氯乙烯精餾生產過程的安全性和可靠性, 同時提高氯乙烯的產量和質量, 促進現代化工企業的進一步發展。
關鍵詞：氯乙烯,精餾生產過程,聯鎖控制,順序控制,優化
參考文獻
[1] 李鐵云.氯乙烯生產過程的控制與優化探究[J].化學工程與裝備, 2012 (02) :59-61.
[2] 渠曉東.氯乙烯生產過程優化控制研究[D].大連理工大學, 2008.
[3] 王桂增.高等過程控制[M].北京:清華大學出版社, 2002.