二氯乙烷精制节能型研究

王晓红，王 松

(青岛科技大学 化工学院，山东 青岛 266042)

二氯乙烷(1，2-二氯乙烷，Dichloroethane)，CAS No：107-06-2，化学式为C2H4Cl2，相对分子量98.97，是卤代烃的一种,常用 EDC表示 。常温常压下无色或浅黄色透明液体，熔点-35.7℃，沸点83.5℃，密度1.235g/cm3，闪点17℃。难溶于水，主要用作氯乙烯(聚氯乙烯单体)制取过程的中间体，也用作溶剂等[1]。

二氯乙烷(EDC)是制取氯乙烯的重要原料，而氯乙烯是制取PVC的主要原料。氯乙烯的生产主要依靠二氯乙烷的裂解作用。因此，如何在较低的裂解温度下实现较高的裂解率是二氯乙烷裂解反应节能型研究的重点，本文通过对裂解反应前的二氯乙烷精制中的脱轻塔和脱重塔对EDC中杂质含量进行节能型控制研究。

1 四氯化碳控制方法

四氯化碳作为EDC中的轻组分会促进EDC裂解反应，根据相关文献报道[2]，在0.9MPa压力下，EDC中四氯化碳含量在1000×10-6时，EDC裂解反应温度需达到495℃才能维持EDC裂解率在50%以上，若提高四氯化碳含量至3000×10-6以上，该温度只需控制在485℃。因此，如果在精馏分离制取EDC时适当提高其中四氯化碳的含量，则可以在保证裂解率不变的同时降低裂解温度，从而节省燃料气用量。

以下有两种方式可以实现对EDC中四氯化碳的精确控制。第一种方式，在脱轻塔塔顶温度固定时，对比塔顶压力和纯四氯化碳在此温度下的塔顶压力，如图1所示。根据两者的差值确定四氯化碳的在塔顶的含量。

图1 塔顶压力与四氯化碳沸点关系图

计算塔顶排气量的设定值对塔压进行调整，控制EDC中四氯化碳含量。

第二种方式，如果对EDC中的四氯化碳含量进行监测，对比所需四氯化碳与实际四氯化碳之间的差值可计算出气比修正值，并在每10 min调整一次气提比设定值。如果实际四氯化碳值超过所需含量，则脱轻塔塔顶采出量会暂时迅速增加，提高四氯化碳外排量，减小四氯化碳含量。

2 重组分控制方法

EDC中的重组分主要为1,1,2三氯乙烷(1,1,2-TCA)，它会导致EDC裂解温度上升，还可能引起结焦[3]，在脱重塔底部除去重组分可以有效控制1,1,2三氯乙烷的含量。由于重组分易结焦，所以脱重塔采用负压控制，塔底压力为-0.05MPa。在此压力下，通过计算塔底温度与EDC含量的关系，实现EDC最大能力的回收。

根据相关数据[4]，假设1,1,2三氯乙烷蒸气压的60%为等效的非EDC蒸气压贡献。

根据安托应方程

(1)

和拉乌尔定律

(2)

可以计算出脱重塔塔底温度与EDC含量的关系，通过查阅文献[5]，可知EDC和1,1,2三氯乙烷的安托应常数如表1所示。

表1 安托应常数

可以计算出EDC的摩尔分数XEDC，塔底EDC的质量浓度AEDC=XEDC×99/133.4[6]。

结果如图2所示：

图2 脱重塔塔釜温度与EDC质量浓度关系图

根据此表给出的数据，可以结合实际的蒸汽情况控制适当的温度范围，从而尽可能多的提高EDC的回收率。

3 结果与讨论

本文研究了控制EDC中轻、重组分的方法，通过控制轻、重组分的含量达到EDC裂解生产的节能优化。分析结果显示，想要控制脱轻塔塔底四氯化碳含量在1000×10-6以下，需要在80℃下控制压力在0.01MPa；若想提高到3000×10-6以上，需在温度不变的情况下将压力提高到0.05MPa。

对重组分分析显示，脱重塔在-0.05MPa压力下，塔底温度控制在110℃时，可以完全回收EDC。但是考虑到塔釜的结焦问题，塔底温度应尽可能降低，综合清焦费用核算，选择最经济的方案。对EDC精制过程的节能型研究，可以提高裂解效率，降低生产成本，对实现工业化生产具有一定程度的指导意义。