氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程的控制與優(yōu)化探究

韓曉順

摘要：隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提升，當(dāng)前國(guó)家對(duì)于氯乙烯生產(chǎn)企業(yè)在安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)方面也提出了更高的要求。立足于氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，文中首先分析了氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的控制問(wèn)題，其次對(duì)氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程控制和優(yōu)化的策略進(jìn)行了闡述，希望能夠有效解決生產(chǎn)過(guò)程控制的問(wèn)題，確保生產(chǎn)效益與社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：氯乙烯；過(guò)程控制；技術(shù)優(yōu)化

引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，我們的生產(chǎn)生活對(duì)于聚氯乙烯這種熱塑樹(shù)脂的需求也在提升。該材料通過(guò)加工改性后能夠作為泡沫塑料產(chǎn)品或者食品包裝袋。然而，聚氯乙烯的生產(chǎn)離不開(kāi)氯乙烯的生產(chǎn)，而氯乙烯的生產(chǎn)具有工藝流程復(fù)雜、涉及工序眾多的特點(diǎn)，其生產(chǎn)過(guò)程中還具有一定的安全隱患。為了進(jìn)一步闡述氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程控制與優(yōu)化策略，現(xiàn)就生產(chǎn)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題介紹如下。

一、氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題

1.生產(chǎn)過(guò)程溫度與壓力控制

在乙炔發(fā)生器中，當(dāng)水解反映發(fā)生時(shí)往往會(huì)放出大量的熱，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)生器的溫度上升，此時(shí)如果壓力迅速積累，可能會(huì)帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)甚至是爆炸事故。傳統(tǒng)的解決方案是采用振蕩器迪奧劉，以此來(lái)調(diào)整電石的添加量，更好的控制反應(yīng)器的壓力。但是，在實(shí)際操作過(guò)程中該方法也具有一定的局限性，往往需要借助于氣柜的幫助，有效縮減壓力帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)然缺陷就是氣柜需要較大的占地面積與投資，同時(shí)還會(huì)帶來(lái)較高的維護(hù)管理成本，其本身也具有爆炸的危險(xiǎn)性。

2.氯氣氫氣配比問(wèn)題

在氯化氫生產(chǎn)過(guò)程中，為了提升產(chǎn)品質(zhì)量，往往需要關(guān)注氯氣與氫氣的配比。氯氣與氫氣的配比不但關(guān)乎生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量，還涉及到生產(chǎn)安全，直接影響產(chǎn)量與純度。當(dāng)前，大多數(shù)企業(yè)在氯氣氫氣配比過(guò)程中還選擇人工控制的模式，需要借助于操作人員的操作經(jīng)驗(yàn)根據(jù)火焰的顏色來(lái)調(diào)整氣體輸入量，一部分企業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，能夠降低安全隱患并提升生產(chǎn)純度，但是整體來(lái)說(shuō)，依然無(wú)法達(dá)到精準(zhǔn)配比的目標(biāo)。

3.氯化氫與乙炔配比控制

氯化氫與乙炔的配比一般需要控制在1比1，但是為了反應(yīng)能夠充分進(jìn)行，經(jīng)常會(huì)調(diào)整為1.05比1，這樣一來(lái)控制過(guò)程中如果管理不當(dāng)，就可能會(huì)出現(xiàn)乙炔重度的問(wèn)題。除此之外，如果氯化氫的濃度超標(biāo)，也會(huì)導(dǎo)致設(shè)備遭受腐蝕，增加企業(yè)生產(chǎn)成本并影響后續(xù)生產(chǎn)工藝。

4.氯乙烯轉(zhuǎn)化溫度與壓力控制

氯乙烯轉(zhuǎn)化過(guò)程的溫度與壓力控制一直是業(yè)內(nèi)難以解決的問(wèn)題。大多數(shù)情況下反應(yīng)溫度會(huì)被控制在130～180℃，如果溫度低于130℃，那么會(huì)導(dǎo)致資源浪費(fèi)，出現(xiàn)催化劑中毒問(wèn)題。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了減少不穩(wěn)定性導(dǎo)致的精餾失效，往往需要借助于氣柜來(lái)進(jìn)行操作，但是這也會(huì)增加建設(shè)成本并導(dǎo)致事故風(fēng)險(xiǎn)。

二、氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程控制與優(yōu)化策略

1.乙炔生產(chǎn)環(huán)節(jié)優(yōu)化

通過(guò)提升乙炔生產(chǎn)效率可以降低氯乙烯的生產(chǎn)成本。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，可以通過(guò)優(yōu)化PFC-PID控制系統(tǒng)來(lái)調(diào)整反應(yīng)溫度，通過(guò)轉(zhuǎn)變控制變量的方式來(lái)提升系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定性，這樣乙炔發(fā)生器與冷卻塔的出口壓力才能夠協(xié)調(diào)配合，以此來(lái)達(dá)到預(yù)期的壓力與溫度的配合效果。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，通過(guò)循環(huán)采用PID控制的方式可以建立準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)函數(shù)模型，這樣能夠有效提升乙炔的生產(chǎn)效率。除此之外，該技術(shù)還可以解決氣柜安全問(wèn)題，有效降低氣柜建設(shè)的成本與開(kāi)銷(xiāo)。在一些大型生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中，還可以借助于該技術(shù)來(lái)提升安全生產(chǎn)水平，這對(duì)于迎合國(guó)家安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量要求具有重要的意義。

2.氯化氫合成環(huán)節(jié)優(yōu)化

通過(guò)優(yōu)化氯化氫合成環(huán)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物提純的效果，對(duì)于降低系統(tǒng)安全管理難度并提升生產(chǎn)效率也具有良好的促進(jìn)效果。氯化氫的合成技術(shù)優(yōu)化關(guān)鍵在于配比調(diào)整方面，通過(guò)氯氣與氫氣流量進(jìn)行調(diào)整，設(shè)計(jì)單向封閉控制系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)意義上的進(jìn)口氣流方式，從而實(shí)現(xiàn)氯氣、氫氣流量調(diào)整，進(jìn)而避免晝夜溫差所帶來(lái)的氣流密度方面的變化。在整個(gè)工藝條件出現(xiàn)變化時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致?tīng)t中的組分配比也發(fā)生變化，這可能會(huì)引發(fā)大面積的波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致氣體流量比受到多種因素的影響。由此可見(jiàn)，設(shè)計(jì)單閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)流量的整體控制，對(duì)于調(diào)整壓力與溫度實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)配合也具有一定的幫助。

3.氯乙烯轉(zhuǎn)化與精餾環(huán)節(jié)優(yōu)化

在氯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，其綜合轉(zhuǎn)化效率與精餾技術(shù)實(shí)現(xiàn)水平也將決定最終產(chǎn)品的質(zhì)量。通過(guò)優(yōu)化不同轉(zhuǎn)化器的溫度，提升控制器的流量控制水平，也可以幫助提升控制器的控制效果。相比之下，氫氣與氯氣的配比調(diào)整能夠提升精餾效果，而在生產(chǎn)工序中添加監(jiān)測(cè)點(diǎn)能夠確保氯化氫與乙炔處于最佳配置流量，這樣一來(lái)也可以通過(guò)溫壓補(bǔ)償?shù)姆绞絹?lái)確保反應(yīng)過(guò)程中溫度的控制精度，從而實(shí)現(xiàn)整體穩(wěn)定。根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，自動(dòng)化控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)氯乙烯生產(chǎn)穩(wěn)定性的關(guān)鍵舉措之一。

4.故障診斷系統(tǒng)優(yōu)化

故障診斷系統(tǒng)并不是直接對(duì)工藝進(jìn)行優(yōu)化，但是氯乙烯生產(chǎn)設(shè)備本身就是十分復(fù)雜的裝置，其往往需要多個(gè)設(shè)備協(xié)同配合才能夠發(fā)揮出作用，如果一旦某一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障，就會(huì)導(dǎo)致整體生產(chǎn)流程受到阻礙，進(jìn)而影響生產(chǎn)效率與效益。結(jié)合該特點(diǎn)，做好故障診斷的優(yōu)化工作，一旦出現(xiàn)故障，迅速進(jìn)行處理，減少故障對(duì)于生產(chǎn)流程和工藝穩(wěn)定性的影響，以此來(lái)確保生產(chǎn)過(guò)程控制水平。

總結(jié)

綜上所述，氯乙烯的生產(chǎn)工藝十分復(fù)雜，其不但涉及到多個(gè)化學(xué)變化，同時(shí)也包含了動(dòng)力學(xué)基本知識(shí)，所以對(duì)其過(guò)程進(jìn)行控制時(shí)，關(guān)鍵應(yīng)該把握好溫度與壓力兩個(gè)客觀條件，以此來(lái)確保獲取單體的純度與產(chǎn)量。結(jié)合本文介紹的內(nèi)容來(lái)看，整個(gè)過(guò)程控制主要針對(duì)乙炔生產(chǎn)、氯化氫合成、氯乙烯轉(zhuǎn)化蒸餾等環(huán)節(jié)，當(dāng)然，為了提升工藝穩(wěn)定性，也要做好故障診斷系統(tǒng)的優(yōu)化，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，從而為順利完成氯乙烯生產(chǎn)，提升過(guò)程安全性創(chuàng)造條件。

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