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摘要：聚氯乙烯（PVC）是一种重要的热塑性塑料，其性能好，价格优，广泛应用于各行业。聚氯乙烯（PVC）是一种经过加压聚合制备的。氯乙烯质量对聚氯乙烯（PVC）的性能有直接影响。目前，采用乙炔法进行氯乙烯生产。提高乙炔的转化率和氯化氢反应转化率是提高氯乙烯纯度的关键。文章讨论了如何提高氯乙烯转化率的问题，提出了氯乙烯转换的控制措施。
关键词：氯乙烯；转化率；纯度；催化剂；配合比
1前言
聚氯乙烯（PVC）是5大热塑性合成树脂之一，其制品广泛应用于农业、建筑、电子电器等领域，在塑料工业中具有举足轻重的作用。随着经济的快速发展，聚氯乙烯的需求量逐年增加，而氯乙烯（VCM）作为生产聚氯乙烯的原料，其需求量也在不断增加。由于氯乙烯的生产过程涉及乙炔、氯化氢、氯乙烯、氯气等多种易燃、易爆及强腐蚀性气体，反应条件苛刻，一旦反应失控或管线泄漏，极易发生火灾、爆炸或中毒事故，后果极为严重。
提高氯乙烯的转化率，将在很大程度提高聚氯乙烯单体的纯度，降低后续设备的生产负荷，这对降低能耗和降低风险具有重要意义。
2氯乙烯基本生产工艺
氯乙烯的合成原理是通过充分脱水气体来预热乙炔和氯化氢气体。气体达到一定的温度后，可以通过转化炉的第一、二段进行合成。
氯乙烯转化过程的工艺流程，将乙炔车间的乙炔气体冷却和脱水后，与盐酸车间运来的氯化氢气体，按照一定的分子比充分混合；混合后的气体首先需要经过冷冻和脱水，然后再进行混合气预热器换热升温。最后，通入一、二组固定床式转化器反应，转化成粗氯乙烯气体。
3提高氯乙烯转化率的工艺控制
氯乙烯的转化率应从原料纯度、脱水率、混合比、转化反应温度和催化剂活性等方面进行控制。
3.1原料气的纯度及脱水效果对转化率的影响
根据乙炔和氯化氢的制备工艺，两种原料必然含有一定的水和杂质。例如，乙炔含有水、硫和磷杂质。氯化氢含有游离氯、氢和水。这些杂质对氯乙烯的转化率有很大的影响。
首先，乙炔中的硫和磷会阻塞转炉中氯的活性碳接触微孔，导致混合气体和催化剂的接触面积减少，这不利于反应。同时，由于氯化氢气体的特征很容易溶于水，如果在混合器中的乙炔和氯化氢气体含有水分，并且没有进行有效地去除，这两种气体在混合器中使氯化氢气体溶于水形成盐酸，这会导致氯化氢的极剧降级，最终导致配合比出现错误。
此外，由于氯化氢的制备过程中产生了氯化物，氯化氢大量的游离氯与乙炔气体发生了激烈的反应，将会导致大量的热爆炸事故发生。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，对原料纯度和杂质含量的控制对提高转化率有重要的影响。为提高原料气体的纯度，第一步是严格控制原料气体生产设备的操作和工艺参数。其次，在原料气进口段设置取样点，定期对原料气体纯度进行检测，如果在生产的过程中有异常乙炔气，工作人员及时通知准备车间，在此过程中，如果在发现混合器温度升高的同时氯化氢游离氯的含量也超标地情况，应迅速启动紧急预案，防止事故发生。
3.2合理设计原料气配比对转化率的影响
两种气体比例的设计对氯化乙烯的转化有很大的影响。从主要反应中可以看出，增加乙炔或氯化氢的数量可以引起反应的正向移动，提高转化率。但是，从反应中可以看出，如果乙炔过量会导致催化剂失活，过量的乙炔会增加分馏段的负荷，对压力变化吸附过程有一定的影响。因此，在实际操作中使用过量的氯化氢气体。在实际生产中，C2H2和HCl的分子比为1：1（1.02~1.10），并确保早期混合脱水效果良好。对比例的调节应根据不同试验参数进行控制。乙炔气和氯化氢气体的流动是根据流量计的流量控制的。通过分析每一组转换器的转换比。同时，在冷却器总管处中设置采样端口是必要的，这将在很大程度上利用氯化氢易溶于水的性质进行配合比分析。
3.3转化反应温度对转化率的影响
用于合成氯乙烯的转炉通常是一个管状的固定床反应器。含有催化剂的柱管，提供自由基的反应，夹在约97℃左右的循环热水，为转化提供热量，在此过程中，同时也将由于反应产生的热量而带走。为了测试转炉内部的反应温度，通常在两组的柱管对称热电偶温度计中进行，并设置4个热电偶温度计温度测量温度变换器。一般要求变换器相互对称的两个温度测量点温度为120℃，单点温度不超过160℃。
对于转炉的反应温度控制，应采取合理适当的处理方式、过低将会在一定程度上限制反应，而过量的副反应的增加会导致触媒着火从而发生爆炸事故。控制转炉的温度有两种主要的方法：第一种对混合气的通入流量进行控制，流量的大小和反映的程度紧密相关，流量过大会导致反应过于剧烈，也会导致部分气体不参与反应。从而会降低产量。第二种是对循环热水的温度与流量进行有效地控制。转炉循环热水的低温将导致无法提供转换所需的热量，从而产生反应不完全；在反映的过程中，反应产生的热量不能从热水中带走热量。同样的，热水流量较大时，反应产生热很快就会消失；流量小则导致转化器温度升高易出现事故隐患。
3.4触媒活性对转化率的影响
触媒一种重要的催化剂，它为整个反应提供自由基，对转化率有很大的影响。在生产聚乙烯的过程中，采用了两组转炉来提高转化率。在两组转炉中催化剂的含量是不同的。在第一组转炉中，由于原料的纯度高，反应比较剧烈，转化器内触媒有效成分含量一般较低，而催化剂的含量一般控制在6%。在混合气的情况下，二转化器具有复杂的成分，催化剂的有效成分含量高，约为12%左右。
由于原料的脱水不足以导致混合气体中含水，催化剂的接触面积在催化转化器与转炉连接时可以降低。因此，在一定的时间之后，转换器应该被替换或重新加载。常用的方法是将1组替换为2组转换器。两组催化剂可直接用于1组转炉，一组转炉使用的催化剂应密封在相关装置上，以防止环境污染。与此同时，为了提高催化活性，应该在进入前的混合催化剂被激活，激活介质的氯化氢气体，它的角色是一个干燥的催化剂，二是使触媒在酸性环境下，提高触媒的活性。
3.5触媒填充的质量对氯乙烯转化率的影响
触媒填充的质量对转化率的影响主要是通过孔隙度发生作用的，对传热和传质的影响有很大的影响。催化剂填充紧密，孔隙度越小，床层阻力也就越大，材料保持时间也就随之增长，虽然有利于提高氯化乙烯转化率，但可能会产生热温度传热不出去，容易引起催化剂烧结；触媒填充越松，催化剂阻力越小，床层的阻力越低，催化剂的催化速度也随之加快，流速快将导致触媒不能发挥作用，反应的温度也会随之降低，影响氯化乙烯的转化率。由于材料流懂的复杂性，接触粒子间的材料之间的孔隙流动是弯曲的，并相互交错。随著流道数和通道截面的变化，在床径向分布的孔隙度、流速分布不均匀、滞留时间和质量转移的速度不均匀、传热最终受影响，因此催化剂的填充也影响了氯乙烯转化率的质量。
4结语
聚氯乙烯的质量与聚乙烯的纯度有关。提高聚乙烯的纯度可以帮助提高原材料的效率，减少不必要的经济浪费。提高聚乙烯产品的转化率，对降低碱洗和蒸馏工艺的负荷、节约能源、减少环境污染具有重要的作用。提高聚乙烯转化率，不仅要从工艺参数控制中得到解决，而且要加强车间管理，提高员工的技术水平。
参考文献：
[1]李向荣，黄文莉，安丰颖 聚氯乙烯生产过程中影响合成转化率测定的因素及对策[J]中国氯碱，2001，05：16-17
[2]潘夕良.提高氯乙烯悬浮聚合釜的生产能力[D]浙江大学，2003
论文作者:刘双亮
论文发表刊物:《基层建设》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/11
标签：氯乙烯论文; 氯化氢论文; 乙炔论文; 气体论文; 催化剂论文; 转炉论文; 触媒论文; 《基层建设》2017年第25期论文;