提高氯乙烯热反应转化率的方法

于长洪

摘 要： 氯乙烯是工业生产、生活中应用极为广泛的一种原料。在氯乙烯的生产过程中工序繁杂、要求较高，从而为氯乙烯的产量造成了较大的阻碍。提高氯乙烯产量需要在总结分析氯乙烯生产工艺的基础上通过对氯乙烯的生产工艺进行优化，在保持原有氯乙烯生产中所使用的转化器数量的基础上，通过对氯乙烯生产工艺中的控制指标进行优化及氯乙烯热反应转化器的进出口管线进行一定的技术改造以达到提高氯乙烯产能、降低能耗和劳动强度的目的。

关键词：氯乙烯热反应转化器；改造；转化率；产量

中图分类号：TQ222 文献标识码：A

某氯碱化工生产公司所配置的PVC装置生产能力达到38万t/a，氯碱生产装置运行平稳，在PVC糊树脂产量增加的同时对于氯乙烯的单体用量需求进一步增大，为满足PVC生产所需需要对原有的氯乙烯生产工艺进行改进，通过改进生产工艺，在不增加氯乙烯热反应转化器数量的基础上提高氯乙烯热反应转化器的转化率，提高氯乙烯的生产量，降低劳动强度。

1.做好氯乙烯生产工艺指标的优化提高氯乙烯生产的转化率

1.1降低氯乙烯生产中转化器内混合气水含量

混合气中如含有水则水会与混合气中的氯化氢产生化合反应而生成盐酸蒸汽，这些盐酸不但会阻碍氯乙烯热反应转化器的转化率同时还会对管路内壁进行腐蚀，严重的还会造成管路的堵塞。此外，盐酸还会将氯乙烯热反应转化器中的触媒氯化汞还原成金属汞并造成触媒失水板结而造成氯乙烯热反应转化器无法进行正常的转化。因此，在氯乙烯生产过程中需要注意做好对于混合气的脱水作业，在脱水作业的过程中控制好温度是作业的关键，在脱水作业中如温度越低则水蒸气分压越低，从而使得混合气中的水含量也越低。

此外，盐酸所形成的酸雾含量越高则混合气中的水分含量越高，为控制混合气中的水含量需要加强盐酸过滤器捕获“酸雾”的能力。在采用了合理地降低混合气中水含量的工艺后，对氯乙烯生产工艺中石墨冷却器的控制温度进行了相应的调整，将原先的一级石墨冷却器的控制温度下降了1℃～2℃变更为-10℃～ -8℃。对二级石墨冷却器的控制温度下调了3℃～4℃变更为-15℃～-14℃。

为更好的降低混合气中的酸雾含量，在每组混合脱水装置原有酸雾过滤器的基础上额外加装两台酸雾过滤器，并更换密度更大的过滤滤芯，以提高酸雾过滤器对于混合气中盐酸的过滤能力。通过采用上述改进使得氯乙烯生产中对于混合气中水分含量的控制力大为加强，有效地降低了混合气中的水分含量，提高了氯乙烯热反应转化器的转化率。

1.2做好氯乙烯生产使用触媒的精细化

在氯乙烯生产的过程中，触媒的活性与氯乙烯热反应转化器的转化率两者之间呈正比关系。氯乙烯生产所使用的触媒主要是氯化汞，而造成氯乙烯所使用触媒失效的主要形式有溶解、升华和还原以及热分解。如氯乙烯热反应转化器产生泄露将极易造成混合气中的盐酸酸雾将氯化汞还原、溶解，此外，氯乙烯热反应转化器的高温也容易导致触媒的高温升华和热分解。因此，在氯乙烯热反应转化器生產工艺的优化过程中需要注意做好混合气水含量的控制，提高氯乙烯热反应转化器的密封性降低氯乙烯热反应转化器的泄露量。此外，在氯乙烯热反应转化器工作的过程中需要对氯乙烯热反应转化器的反应温度和配比加以严格控制，提高氯乙烯生产的转化率。

针对上述要求，在氯乙烯热反应转化器的控制过程中，需要对转化器的温度进行严格的操作规定，针对触媒的活化期、中期、后期的温度控制范围采用的是以10℃为一个上升区段，在工作的过程中，需要将触媒的活化前期和中期的稳定运行时间至少稳定8h以上，后期以单台氯乙烯热反应转化器出气中乙炔体积分数≤2.5%为相应的控制指标做好氯乙烯热反应转化器温度的控制。触媒使用确定低汞150h以内，高汞100h以内为触媒的活化期。在这一时期需要将低汞触媒的屋内控制在140℃以内，高汞触媒温度控制在150℃以内。在整个氯乙烯热反应转化器工作的过程中为确保触媒工作的稳定需要保持温度进行平稳，避免出现温度的大幅波动。

当温度出现大幅波动时，将会导致混合气的气速出现较大的波动，进而会对氯乙烯热反应转化器的转化率造成极大的影响。此外，在温度控制的规定中，对于二次利用触媒的活化期为24h，停用1天以上的触媒的活化期为8h。在有效提高氯乙烯热反应转化器转化率的同时使得氯乙烯生产过程中所使用触媒的使用寿命大幅提高。

1.3做好氯乙烯热反应转化器所使用热循环热水水质的改善

氯乙烯热反应转化器所使用循环热水的水质对于氯乙烯热反应转化器的合成反应热的转化有着直接的影响。因此需要加强对于氯乙烯热反应转化器所使用水质的控制。

通过对影响氯乙烯热反应转化器热水水质的因素进行试验分析，发现造成氯乙烯热反应转化器循环热水水质主要因素是缓释阻垢剂、热水的pH值、溶解氧和氯离子等。为改善热水水质，通过试验分析选用了一种高温阻垢剂，试验后能够发挥出良好的阻垢效果并对水质的影响极低。定期对水中的氯离子进行检测并定期进行排气作业，用以排出氧气和不凝气体，降低气体对于氯乙烯热反应转化器管壁的腐蚀，从而有效地提高氯乙烯热反应转化器的热传递效率。

2.做好多功能氯乙烯热反应转化器在氯乙烯制备中的应用

在改造多功能氯乙烯热反应转化器的过程中，通过在原有氯乙烯热反应转化器管道上进行开孔、接管及接阀门等的作业，从而使得氯乙烯生产中的每台热反应转化器都可以转变为既可当作前台又可当作后台的多功能氯乙烯热反应转化器。在应用多功能氯乙烯热反应转化器的过程中，多功能氯乙烯热反应转化器可以根据氯乙烯热反应转化器工作的实际情况来灵活地调配前后台的数量，以便跟实际生产所需相匹配。

改造后的多功能氯乙烯热反应转化器每天每年相较于原先的多次倒换转变为1次倒换，在工作的过程中只需更换废触媒即可。此外，对于倒换的时间也缩短为8h，极大地提高了氯乙烯热反应转化器的工作效率。氯乙烯热反应转化器在氯乙烯制备的过程中即可当作反应器，同时也是列管式的散热器，因此对于氯乙烯热反应转化器中列管的焊接技术提出了极高的要求。

在对氯乙烯热反应转化器后期的改造过程中主要集中在对于氯乙烯热反应转化器筒体部分的更新改造，通过拆除更换一台新的氯乙烯热反应转化器而无须进行框架和场地的改动。对于新的氯乙烯热反应转化器通过在其管板上开孔排布列管，对于列管与管板之间的连接可以采用纯胀接技术，而无须采用焊接工艺，通过胀接的连接方式能够有效地避免出现泄漏问题。

此外在对氯乙烯热反应转化器进行改造的过程中需要合理的选用无缝钢管的管径，避免出现管径过大影响转化率或是管径过小而导致触媒翻倒困难现象的产生。合理地选用列管的管径还能够增加氯乙烯热反应转化器列管的数量，提升氯乙烯热反应转化器的转化率。通过对改造后的氯乙烯热反应转化器进行试验后发现，改造后的氯乙烯热反应转化器在通量和产量方面都大为提高，氯乙烯热反应转化器的产能相较于以往增加了8.2%。

结语

转化器的生产效率直接影响氯乙烯的制备。在对氯乙烯热反应转化器进行改进的过程中会影响到氯乙烯生产的各个环节，因此在改造的过程中需要引起足够的重视。氯乙烯热反应转化器是氯乙烯合成生产中的核心，需要积极做好新技术的应用以提高氯乙烯热反应转化器的转化率。

参考文献

[1]李志安.氯乙烯转化器反应温度测试研究[J].聚氯乙烯，2015 ， 43 （12）：37-39.

[2]杨振奎.解决氯乙烯转化器蚀漏问题的途径[J].氯碱工业，1994 （4）：30-33.