氯乙烯转化工序混合气脱水系统的改造

8第12期2020年12月中国氯碱China Chlor-AlkaliNo.12Dec.,2020氯乙烯单体脱水装置运行常见问题处理措施杨晓娟(中盐内蒙古化工股份有限公司，内蒙古阿拉善左旗750336)摘要：针对氯乙烯单体脱水装置投运后出现管线、自动阀及设备腐蚀等问题，总结出该装置日常运 行过程中常见的问题及解决措施，确保该装置稳定运行及氣乙烯单体含水指标符合要求。

关键词：氯乙烯；单体脱水；腐蚀；排水中图分类号：TQOSl.S S S文献标识码：B文章编号：1009-丨785(2020)12-0008-03Treatment measures for common problems in operation of vinylchloride monomer dehydration unitYANG Xiao-juan(China Slat Inner Mongolia Chemical Co.,Ltd.,Alashan Left Banner750336,China) Abstract：Aiming at the problems of pipeline,automatic valve and equipment corrosion after the vinyl chloride monomer dehydration unit was put into operation,the common problems and solutions in the daily operation of the unit were summarized to ensure the stable operation of the unit and the water content index of vinyl chloride monomer met the requirements.Key words：vinyl chloride;dehydration;corrosion;drainage氯乙烯单体脱水装置是用于处理氯乙烯中水分 的变压变温吸附装置，该装置效率的高低将直接影 响氯乙烯中水分含量多少。

动，造成产生大量热能，容易引发爆炸事故，还可以在催化剂的作用下产生其他生产物，影响产品的纯度。

因此需要加强原料气体纯度和杂质的控制，提高原料气纯度，可以明显提高转化率。

2.2 优化设备参数在提高原料气体纯度的基础上，对原料气体生产装置展开严格控制，尤其要严格按照工艺参数对原材料气体进行调试。

在设备原料气体进气区域设立取样点，监测原料气体的纯度以及杂质情况。

若检测到气体纯度较低，要立即通知乙炔车间，调整纯度或停止通气。

同样氯化氢出现游离氢超标的问题，或者混合器内部温度逐渐升高，需要立刻启动紧急预案，避免出现安全事故。

在氯乙烯合成中转化器是最为重要的设备，制造转化器过程中对于管板和列管技术具有较高要求，要避免出现渗漏问题。

管间热水若渗漏到设备中，和气相氯化氢生成盐酸，会造成设备腐蚀，导致触媒出现结块失效，造成转化率的降低。

循环热水可以使用分段进入且排出的方式。

转化器上下段设置热水进出口。

使用催化剂初期要注意增加设备换热面积。

转化器加工期间可以调整列管储存，从φ57mm ×3.5mm 减小到φ50mm ×3mm ，从而扩大换热的面积，让换热达到良好效果，从而提高转化率。

2.3 优化原料气配比乙炔气体和氯化氢气体的分子配比对于转化率有很大影响。

生产要求1:1.05～1:1.1的比例进行。

若单方面增加乙炔气体和氯化氢气体含量，都有助于加快转化速率。

但是若乙炔气体过量，会造成催化剂失去活性，转化率降低；乙炔过量还会增加精馏工段负荷，使低塔的蒸发量加大，进而使尾排开度增大，尾排中乙炔含量上升，影响到变压吸附工序，还会影响氯乙烯的产量。

若操作过程中选择氯化氢气体过量，会使氯化氢与乙炔反应不完全，增加水碱洗的负荷，严重超标时还会把酸压到压缩、精馏，腐蚀设备和泵。

严格按照比例进行配比生产，可以获得良好的转化效果。

调整配比要依照测试参数展开控制，根据流量计测定乙炔气体和氯化氢气体的流量，并参照转化器出口的分析样进行调节。

石河子科技总第239期中图分类号：TQ325.3文献标识码：B文章编号：1008-0899（2018）06-0032-03作为大型的换热设备，氯乙烯合成转化器是电石法生产氯乙烯的重要设施之一，笔者所在企业当前每年的PVC生产规模达到80万t，总计有n台转化器，它的列管都是通过无缝钢管和管板胀接形成的，其中的催化剂是HgCl，载体是活性炭，乙炔与HCl两种气体混合物即在上述列管里面在HgCl催化之下生成了氯乙烯，这是一个强放热反应，反应温度大概处于130~180℃范围内，反应以后产生的热量利用壳程中的循环水(其温度处于95~100℃范围内)带走。

氯乙烯合成单台转化器的结构形式包括以下几方面：上下锥封头，转化床，热电偶；其中，对于前者来说，它的上面设置着介质进、出口，上锥封头还配备着测温计口，对于转化床来说，它是列管换热器结构，列管主要是利用胀焊连在上下管板上，外边包围着圆形壳体，同时和上下管板焊在一起，壳体与列管构建起彼此隔绝的2个腔体：壳程、管程，在转化床壳体的上面配备着热水进、出口，排汽口以及排净口，它们都与上下管板紧贴在一起，和壳体呈径向分布；列管的里面填上HgCl催化剂，它的外部壳体里面用于热水的循环，它的下部配置了相应的支撑座来为催化剂提供支撑；为防止壳体之中的循环热水发生短路，其里面配备多个旁路挡板，都和壳体呈径向分布，有显著的优越性，例如工艺气流均匀分布，较高的传热效率，较小的阻力，乙炔空间流速高，设备与催化剂寿命相对较长等。

1转化器的使用首先，操作工进行认真检查，确定水路管线、设备物料都已经完成了复位，同时没有泄漏问题。

将强制循环热水进水阀门慢慢打开，将水路排气阀门开启进行排气，等到设备里面完全充满水(判断的标准是排气阀门向外边流水)，接着将强制循环回水阀门开启，然后仔细观察确定整个水路循环通畅无阻。

第二步，自物料进口管部位接上N2管线对触媒，利用这种方式来实现热吹置换，等到热吹没有水被吹出来同时置换样达标以后，接着将热吹停止，联系投用活化装置，从物料进口管线接活化管线来活化触媒，旧、新触媒活化过程持续时间不同，前者大约持续8~10h，而后者大约持续10~12h，一直到HCl纯度与进口纯度大致相当才停止，联系准备投用该转化器，将物料进出口盲板拆去，将其出口阀门完全开启，按照流量与温度将进口阀门打开（稍微），根据相应的技术标准对进口阀门进行调节，将反应温度与流量控制住。

氯乙烯生产工艺过程优化的研究氯乙烯是一种重要的化工原料，广泛用于塑料、橡胶、合成纤维等行业。

氯乙烯的生产工艺过程涉及到氯乙烯的裂解、吸收、脱氯、脱水等步骤。

为了提高氯乙烯的产量和质量，并降低能耗和环境污染，对氯乙烯生产工艺过程进行优化研究显得尤为重要。

对于氯乙烯的裂解过程，采用适当的裂解温度和催化剂是关键。

裂解温度过高容易导致副产物的生成，降低氯乙烯的产量，而裂解温度过低则会导致裂解反应的速度较慢，产量也较低。

选择合适的催化剂也能提高氯乙烯的选择性和转化率。

目前常用的催化剂有金属氯化物、金属氧化物等，但这些催化剂在裂解过程中易于失活。

研究新型稳定的催化剂及其修饰方法，提高其催化活性和稳定性，是优化氯乙烯裂解过程的重要方向。

吸收和脱氯是氯乙烯生产中的重要环节。

传统的吸收剂是苯和二甲苯，但这些吸收剂对环境有一定的污染。

研究环保型吸收剂是优化氯乙烯生产工艺过程的另一个关键点。

一些新型吸收剂，如离子液体、绿色溶剂等，具有良好的吸收性能和环境友好性，可以替代传统的吸收剂。

对吸收塔结构和操作条件的优化也能提高吸收效率和产氯乙烯的纯度。

脱氯是氯乙烯生产中的一道重要工序，其目的是将吸收剂中的氯离子去除，以便进行下一步的脱水处理。

目前常用的脱氯方法是氧化脱氯和电解脱氯。

氧化脱氯会生成二氯乙烯、氯乙烷等副产物，电解脱氯则需要高能耗。

研究更加环保和高效的脱氯方法是优化氯乙烯生产工艺过程的又一个重要方向。

一些新型脱氯剂，如融剂、分子筛等，具有良好的脱氯效果和再生性能，可以替代传统的脱氯方法。

脱水是氯乙烯生产过程中最后的工序。

传统的脱水方法是采用干燥剂，如分子筛、硅胶等。

这些干燥剂易于饱和和失活，需要定期更换和再生，增加了生产成本。

研究新型高效的脱水剂，如离子液体、膜技术等，具有重要意义。

这些新型脱水剂可以提高脱水效率和氯乙烯的纯度，并减少能耗和环境污染。

氯乙烯工序操作规程氯乙烯合成工作任务及生产原理一、工作任务本工序主要任务是利用乙炔工序送来的精制乙炔气体及盐酸工序送来的氯化氢气体，在转化器内通过氯化高汞触媒作用下，生成粗氯乙烯气体，经压缩和精馏得到精制的单体，输送至下一工序做为原料。

二、生产原理1、混合气脱水利用氯化氢吸湿性质，预先吸收乙炔气中的部分水，生成40％左右的盐酸，降低混合气中的水分；利用冷冻方法使混合气体中残留水分冷却，进一步降低混合气中的水分；利用盐酸冰点低，将混合气体深冷，以降低混合气体中水蒸汽分压来降低气相中水含量。

在混合气冷冻脱水过程中，冷凝的40％盐酸，除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外，大部分呈极细微的“酸雾”悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，采用浸渍3～5％憎水性有机硅树脂的5～10μm细玻璃纤维，发现“气溶胶”与垂直的玻璃纤维相碰撞后，大部分雾粒被截留，在借重力向下流动的过程中液滴逐渐增大，最后滴落下来并排出。

2、氯乙烯合成一定纯度的乙炔气体和氯化氢气体按照1：1.05～1.1的比例混合后，在氯化高汞触媒的作用下，在100～180℃温度下反应生成氯乙烯。

反应方程式如下：C2H2 + HCl → C2H3Cl ＋29.8 Kcal/mol3、粗氯乙烯的净化利用适当的液体吸收剂处理气体混合物，利用气体在吸收剂中溶解度的差异，使后者分离。

反应后的粗氯乙烯气体经水洗、碱洗至中性，反应方程式如下：CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2ONa2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO2HCl + NaOH → NaCl + H2O4、酸解析、尾气吸附原理在后面各自的操作规程中，在此不再累述。

5、氯乙烯压缩精馏中性氯乙烯气体经机前冷却器脱水后，通过压缩机压缩升压至0.55MPa 左右，经机后冷却器降温至45℃除去部分油水后，在全凝器内全部冷凝成过冷液体后，先送入水分离器,再送入低沸塔除去低沸物，再送进高沸塔除去高沸物，得到精制的液态氯乙烯单体。

合成岗位操作规程1 岗位基本任务1.1 将乙炔与氯化氢按规定的分子配比（1:1.02 ～1:1.1）在混合器里充分混合后，经过混合气冷却器和酸雾分离器进行冷冻脱水。

1.2 将经过冷冻脱水后的混合气经混合气换热器和混合气预热器加热后,进入固定床式转化器，经氯化高汞触煤催化, 转化成粗氯乙烯气体。

1.3 将粗氯乙烯气体经脱汞器脱汞、氯乙烯冷却器冷却后进入脱酸塔和组合塔中，用水吸收生成31%盐酸。

1.4 被除去大部分氯化氢的粗氯乙烯气体进入水洗塔、碱洗塔进一步净化洗涤,除去氯化氢气体、二氧化碳等酸性物质后,送往压缩岗位。

1.5 在盐酸常规解析系统中，将脱酸塔和组合塔吸收生成的31%盐酸进行解析。

解析出的氯化氢气体，送往混合脱水氯化氢总管；解析后生成的19%-22%稀酸，一部分被送入脱酸塔和组合塔再次循环吸收生成31%盐酸；另一部分进入盐酸深度解析再次进行解析。

1.6 在盐酸深度解析系统中，将19%-22%的稀酸解析成2%以下的稀酸,并送水洗塔再次循环使用，解析出的氯化氢气体送回氯化氢总管；2 岗位生产组织与协作关系2.1 本岗位生产人员配置2.1.1 一期合成主操一人、副操两人；2.1.2 主操总负责巡检整个合成系统进行现场管理；协调副操处理岗位存在的问题和突发问题；并将系统出现或存在的问题向班长、调度和车间领导反映，并根据指示，解决问题；2.1.3 副操负责协助主操巡检整个合成岗位的各个部位；将巡检过程中发现的问题通知主操；协助主操处理发现或存在的问题。

2.2 岗位联系情况本岗位主要与中控岗位进行联系，其他与本岗位有联系的岗位或车间有：盐酸车间、乙炔车间和压缩岗位、精馏岗位以及化验室。

2.2.1 首先，开停车是联系最多的时候。

接到中控开车通知后，合成岗位操作人员首先需要对本岗位情况进行自检，完成后，通知中控人员本岗位已经做好准备。

根据中控人员的通知，按计划开启工作阀门，逐步将氯化氢和乙炔接入本岗位，并通过中控岗位进行沟通，根据化验室做样的情况与盐酸车间、乙炔车间和压缩岗位、精馏岗位协作将本岗位正常开车；接到中控停车通知后，通过中控岗位沟通本岗位人员按计划对系统进行停车，并对停车后的系统进行处理。

第49卷第5期2021年5月聚氯乙烯Polyvinyl ChlorideVol.49, No.5May, 2021【来稿摘登】电石法氯乙烯生产过程中“三废”综合利用王欣欣，唐志军*(唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山〇633〇5)1副产盐酸的综合利用1.1 来源氯乙烯生产过程中副产盐酸来源有3个:①烧碱车间冷凝酸;②转化工序混合脱水过程中产生的冷凝酸;③合成氯乙烯过程中过量氯化氢被水吸收生产的盐酸。

第3个来源副产的盐酸数量大，并且含有升华的汞。

含汞盐酸属于危险品废物，国家禁止外售，治理副产盐酸成为制约公司生产的瓶1.2综合利用将副产的盐酸收集至浓盐酸储罐，经过盐酸常规脱吸装置、盐酸深脱吸装置将盐酸解吸出高纯度的氯化氢气体，用作原料气循环使用，解吸后的废水用于组合塔加水循环吸收氯化氢气体。

(1) 盐酸常规脱吸。

用0.3 M P a蒸汽将质量分数为32%的浓盐酸解吸出氯化氢气体，生成质量分数为21%的稀盐酸。

(2) 盐酸深脱吸。

用金属氯化物打破氯化氢与水的气液平衡，生产中采用质量分数为50%的氯化钙溶液与质量分数为21%的稀盐酸混合，用0.8 1^?3蒸汽将氯化氢解吸出来，生成质量分数为1%的盐酸废水，回用组合塔。

1.3盐酸脱吸装置蒸汽冷凝水回收利用盐酸常规脱吸和盐酸深脱吸均采用蒸汽进行加热盐酸，产生的蒸汽冷凝水统一回收至热水闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸蒸汽回收到聚合车间供生产使用，冷凝的热水经过提升泵送至烧碱车间回用生产。

2废气的综合利用2.1 来源(1) 氯乙烯精馏尾气。

(2) 转化器取样分析及检测转化器泄漏操作的外排气体。

氯乙烯转化合成过程中，须在总管处定期取样分析气体组分，取样前在取样点位置须置换盲区，生产系统内的气体需要外排。

转化器列管内是氯化氢和乙炔气体的混合气在氯化汞触媒的作用下进行反应生成氯乙烯，反应温度为<170列管外使用循环热水移走反应热，若列管出现腐蚀泄漏，氯 化氢气体就会与循环热水生成盐酸。

中盐吉兰泰盐化集团有限公司氯碱事业部氯乙烯分厂转化器及触媒使用规范编制人：日期：审核：日期：批准：日期：2010年11月23日目录1、转化器 (2)1.1、转化器技术要求 (2)1.2、转化器试压 (2)1.3、转化器安装 (2)1.4、转化器泄漏维修 (3)1.5、转化器报废 (3)2、触媒 (3)2.1触媒技术要求 (3)2.2、触媒的验收 (4)3、转化器和触媒使用规范 (4)3.1、装填 (4)3.2、干燥及置换 (4)3.3、活化 (4)3.4、投用及使用 (5)3.5、转化器停用 (5)3.6、原料气及其分析化验： (5)3.7、触媒的翻倒与报废 (6)4、转化中不正常现象及事故处理 (6)5、运行中的泄漏与防治 (6)5.1、转化器的使用 (6)5.2、工艺因素 (7)6、日常工艺检查及维修记录 (7)7、我厂转化器现状 (7)附表一：一期转化器更换记录。

附表二：转化器使用台账。

1、转化器：氯乙烯合成转化器是电石法生产聚氯乙烯的关键设备。

是列管式固定床反应器。

其工作原理为，乙炔与氯化氢混合气经冷却脱水、进入氯化汞催化剂的转化器列管中进行加成反应，合成为氯乙烯气体，该反应为强放热反应，反应带的中心温度最高可达190℃上下，反应放出的热量由壳程中90～100℃热水强制循环带走。

1.1、转化器技术要求：转化器壳程管程设计压力/Mpa0.40.08最高工作压力/MPa0.350.06设计温度/℃100200最低进口温度/℃90/80/最高出口温度/℃98160耐压试验压力/Mpa0.280.1气密试验压力/Mpa—0.08工作介质水乙炔、干氯化氢其他空重:45230Kg 充满水重量:69500Kg主要受压元件材料:Q235-B、20、16MnR换热面积:864㎡1.2、转化器试压：新增或大修的转化器，在制作完毕后，必须由分厂设备技术员和安装公司设备技术员共同检查转化器质量，进行水压试验，壳程试压1.0MPa保持时间为24小时左右，以消除部分应力。

电石法聚氯乙烯生产中氯乙烯的制备混合脱水和合成系统1、混合脱水和合成系统工艺流程图Cillij'--1 r-图1混合脱水和合成系统工艺流程1-乙焕预冷器；2-混合器；3a,3b-石墨冷凝器；4a,4b-M雾过滤器；5-预热器；6a-第I组转化器；6b-第II组转化器2、混合脱水和合成系统工艺流程叙述：由乙焕装置送来的精制乙焕气，经砂封和乙焕预冷器1预冷后，与氯化氢装置送来的干燥氯化氢，经缓冲罐后通过流量计调节分子配比【乙焕：氯化氢=1: （1.05-1.1）】，在混合器2中充分混合后，进入串联的石墨冷却器3a、3b中，用-35 C盐水（尾气冷凝器下水）间接冷却，混合气中水分一部分则以40褴酸排出，部分则夹带于气流中，进入串联的酸雾过滤器4a、4b中，由硅油玻璃棉扑集分离HCL酸雾，然后该气体经预热器5预热, 由流量计控制进入串联的第I 组转化器6a,借列管中装填的吸附于活性炭上的升汞氯化汞催化剂，使乙焕和氯化氢合成反应转化为氯乙烯。

第I组转化器出口气体中尚有20%~30%未转化乙焕，再进入第II组转化器6b继续反应，使出口处未转化的乙焕控制在1%~3%以下。

第II组转化器（可由数台并联操作)填装活性较高的新氯化汞催化剂，第I 组转化器(也可由 数台并联操作)则填装活性较低的，即由第II 组更换下来的旧氯化汞催化 剂。

合成反应的热量，通过离心泵送来的 95-100C 左右的循环热水移去3、混合脱水和合成系统的主要中间控制指标⑴氯化氢纯度 纯度要求＞ 93%(15) 新氯化汞催化剂通氯化氢活化时间 8〜24h(16)合成反应温度 90 〜180 C粗氯乙烯净化压缩系统1、粗氯乙烯净化压缩系统工艺流程图⑵氯化氢含游离氯 无⑶氯化氢含氧⑷乙焕：纯度要求A 98.5% ⑸乙焕含硫、磷 PH ⑹乙焕/氯化氢摩尔比 1⑺混合器气相温度 ⑻石墨冷却器混合气体温度 ⑼混合脱水后混合气含水量(10) 石墨冷却器进出口压差 (11) 酸雾过滤器进出口压差(12) 混合气预热温度(13)转化器热水温度闯循环热水PH 值 9含氧要求V 0.5%’ 含氧 O2V 0.1%3V 0.005% H 2SV 0.015%:1.05〜1.10合成气氯化氢过量5〜10% V50C（-14 士 2） C< 0.06% < 15mmHg < 10mmHg> 70 C（97士2） C （开车时> 80C ）士 1IMIS图2 粗氯乙烯净化压缩系统工艺流程图1-汞吸附器；2-水洗泡沫塔；3-碱洗泡沫塔；4-气柜；5-冷碱塔；6-机前预冷器；水分离器；8-氯乙烯压缩机；9-机后冷却器2、粗氯乙烯净化压缩系统工艺流程叙述来白第丑组转化器6b出口的粗氯乙烯在高温下带逸的氯化汞升华物进入装有活性炭的汞吸附器（除汞器）1中除去，吸收掉粗氯乙烯中的汞蒸汽，从汞吸附器出来的不含汞蒸汽的粗氯乙烯气体进入粗氯乙烯冷却器用6C水来冷却至温度降到15C以下，然后再送入水洗泡沫塔2中，在水洗泡沫塔中回收过量的氯化氢，泡沫塔顶是以高位槽低温水喷淋，水吸收氯化氢形成20〜22知勺盐酸，经酸封去酸贮槽。