氯乙烯生产过程优化控制研究

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇氯乙烯生产过程优化控制研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：当前我国的氯乙烯生产自动化程度很低，多是出于手动和半自动状态，业界对其研究多集中在生产工艺等方面，而对其生产过程的优化控制较少。为此，文章对氯乙烯生产过程中的诸多工序提出了优化控制措施，以期为同行提供借鉴和参考。

关键词：氯乙烯；生产；过程；优化；控制

中图分类号：TQ325.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）3-0165-02

当前我国的氯乙烯生产设备与发达国家相比，还存在一定的差距，多数生产装置都需要手动操作，自动化水平非常低，甚至在一些生产的环节上，还需要依靠经验来操作，较为落后的生产工艺技术和生产设备，严重阻碍了企业的长远发展和企业经济效益、社会效益的提高。为此，加快氯乙烯生产过程的优化和改造，已经成为当前亟待解决的问题，具有十分重要的意义。

1 聚合反应过程概述

对于石化企业而言，在生产氯乙烯过程中进行的聚合反应过程，是较为常见的生产过程。在聚合反应过程中，活化剂的活性、搅拌均匀程度，以及含水量等都会对聚合反应的效果产生影响。具体而言，聚合反应过程可分为以下四个阶段：①升温阶段；聚合釜投装物料后，关闭循环水阀，打开升温热水阀，将循环热水打入反应釜夹套中进行加热升温诱导反应。②过渡阶段；当釜温升至反应温度时，关闭热水阀。③恒温阶段；也就是当釜中的温度，达到了设定的控制温度时，进入恒温反应阶段。在该阶段要求釜温保存在设定温度的±0.3 ℃范围内，以保证反映的顺利进行。④反应结束阶段；到此为止，釜压温度开始明显下降，整个聚合反应过程结束，反应终止，最后进行生产物的回收和清理。

2 氯乙烯生产工艺优化控制

2.1 氯乙烯生产过程

当前，我国氯乙烯生产多是采用电石法，该方法是现行最普遍也是最早的工业化的方法，它具有投资少、工艺简单、产品纯度高等优点。具体生产流程如下图：

2.1.1 乙炔的生成

乙炔生成阶段的控制要求为：控制加入发生器的过量水流量，保证发生器温度在80～90 e，发生器压力3.3～15.0 kPa，液位在液面计1/2～2/3。实现振荡器电流与压缩机的出口压力（70～98 kPa）、入口压力（3.3 kPa）的连锁，保证生产顺利进行。

2.1.2 氯化氢的合成

此阶段要达到的控制要求为：实现氯气、氢气按比例混合，合成炉水温在60～100 e。单台炉压差小于13.3 kPa，VCM泵送出压力大于0.4 MPa。

2.1.3 氯乙烯的转化

氯乙烯转化阶段要达到的控制要求为：转化器反应温度必须在130～180 e，使转化顺利进行。为了使反应向正反应方向进行，氯化氢与乙炔的流量比为（1.05～1.10）B1。同时，热水槽液面（1/2～2/3）、热水温度（95～99 e）也要达到控制要求。

2.1.4 氯乙烯的精馏

精馏决定着氯乙烯的纯度，此阶段的控制要求为：低沸塔塔顶压力（0.45～0.50 MPa）、温度（33～38 e），低沸塔再沸器压力（0.45～0.50 MPa）、温度（37～42 e），高沸塔塔顶压力（0.15～0.25 MPa）、温度（15～20 e），高沸塔再沸器压力（0.2～0.3 MPa）、温度（29～34 e）。

2.2 氯乙烯生产过程存在的问题

在氯乙烯生产过程中，大致经历四个过程，但是值得我们注意的是，如上每个过程之中，都必须要加强对工艺参数的控制，规范工艺操作，才能保证生产的顺利进行，才能获得高质量的氯乙烯产品。在氯乙烯生产过程中，主要存在如下问题：

①由于下料斗下料不均匀，而且压缩机与气柜连锁，每当气柜内的乙炔气体不足的时候，而压缩机依然在工作，这就容易顺坏气柜；而且还会使得乙炔发生器的温度和压力不稳定。

②氯化氢合成反映的潜在危险性依然存在。在氯化氢的生产合成过程中，存在很大的危险性，一旦二者在混合后，非常容易爆炸，但是在该生产过程中，依然需要凭借人工手动和经验来完成，危险性很高。为了减少和杜绝这种爆炸的发生，我们必须建立该生产过程的自动化控制系统，提高生产的安全性。

③氯乙烯的转化对生产过程而言，具有至关重要的作用，它是生产过程的重难点。当前我国绝大多数氯乙烯生产企业，在乙炔和氯化氢的比例搭配、转化温度、压力控制等诸多方面都存在很多问题，亟待改进。

④在氯乙烯精馏过程中，主要使用两个装置，即低沸塔和高沸塔。当前的氯乙烯精馏过程中，都是采用单回路，都是分开控制的，各环节都需要人工来操作。可见，该控制系统还需要进一步改进，它的自动化控制效果离市场需要还有一定的距离。

2.3 氯乙烯生产控制系统的改造

在结合当前我国企业存在的诸多问题，深入研究氯乙烯企业的生产现状的基础上，对于如上问题提出相应的解决对策，与同行进行交流和探讨，具体如下。

2.3.1 乙炔生成阶段发生器压力、温度的控制

对于该问题，我们应该实时控制好进入反应器的水的流量，使得反应器内产生的热量能有效的通过水流带出来，进而降低发生器内的温度，目的是为了使得塔内的温度和水流实现自动控制，符合生产工艺的要求。

2.3.2 乙炔生成阶段振荡器的电流与压缩机控制

通过建立乙炔发生器的振荡器电流、压力，以及压缩机的出入口处的压力之间的数学关系模型。通过对生产过程中的各监测点的实时监测数据位依据，通过数学模型计算出各变量之间的关系，然后进行自动控制。

2.3.3 氯化氢合成工序中氯气和氢气的配比控制

在结合操作人员多年实践经验的基础上，依据反应机理，构建氢气和氯气的最佳配比模型。具体数据，可依靠各点监测的氢气、氯气流量、压力等为基础，准确计算出氢气和氯气的流量，保证反应的顺利进行。

2.3.4 氯乙烯转化工序中乙炔和氯化氢配比的控制

依靠操作技术员的实际工作经验，通过计算各监测点的氯化氢和乙炔的配比量，构建二者的最佳配比模型，并将压力和温度等参数引入进来，构建氯化氢、乙炔的流量，以及塔内的温度、压力等的补偿计算式，从而实现塔内自动控制和精确控制的目的。

2.3.5 氯乙烯精馏阶段的先进控制系统

组建专业团队，对精馏塔内各原料的数据进行研究，探讨其相互关系建立模型，进而构建多变量的氯乙烯精馏生产控制系统，实现精确自动控制塔内参数，实现更优的控制。

3 结 语

整体而言，我国氯乙烯行业技术有待提高，产品研发力量不足，国家政策扶持不够，与发达国家之间还有一定的差距，氯乙烯企业所面临的压力日益增大。因此，我们应该尽快采取措施优化氯乙烯生产工艺，加强行业整合力度，淘汰规模小、工艺差的中微小企业，研发和引进新技，推动产业转型升级，逐步提高我国氯乙烯企业的核心竞争力。

参考文献：

[1] 沈海虹.2004年石油和化工行业回顾与2005年展望[J].中国石油和化工经济分析，2005，（2）：9-13.

[2] 江汇.我国电力市场供需形势2004年综述及2005年分析预测[J].中国石油和化工经济分析，2005，（1）：11-14.

[3] 电石行业准入条件[J].中国石油和化工经济分析，2005，（1）：26-27.

[4] 梁诚.氯产品生产市场与发展建议[J].精细化工原料及中间体，2010，（2）：32-36.

[5] 赵红伟，高自建.氯产品的生产、市场与发展建议[J].氯碱工业，2010，（6）：12-16.