常规法和两段法生产氯乙烯的工艺对比分析

薛兴财　张志勇

摘 要：随着社会的不断进步與发展，PVC树脂在我们日常生活中应用越来越广泛，而PVC树脂的原料氯乙烯的需求量也逐年增加，根据国内外资料显示，生产氯乙烯的方法根据采用原料的不同主要分为乙烯法和乙炔法。本文介绍了乙炔法生产工艺中的常规法工艺与两段法工艺，从工艺流程，生产设备，工艺参数等方面进行了比较。

关键词：氯乙烯；常规法工艺；两段法工艺；比较

氯乙烯作为一种化工原材料，在建筑材料、食品包装、染料、香料、冷冻剂等方面有着极为广泛的应用。氯乙烯为我们的日常生活带了了众多便利，例如氯乙烯作为聚氯乙烯的一种单体，可以发生聚合反应生产聚氯乙烯，即PVC，PVC是世界上产量最大的塑料产品，我们日常生活中的塑料产品众多，多数是PVC材料。世界范围内对氯乙烯的需求量大约5000万吨/年，目前生产氯乙烯的工艺主要是两种，一种是乙烯法，另一種是乙炔法。我国的氯乙烯生产工艺比西方发达国家起步晚，在工艺技术方面革新的空间还很大，目前我们多数大型氯乙烯生产企业仍旧采用传统的乙炔法生产工艺。

1 氯乙烯工艺简介

尽管氯乙烯的合成路线众多，但是能大规模生产的工艺技术仍旧是乙烯法与乙炔法两种，乙炔法生产氯乙烯的工艺最早与上世纪40年代在德国实现了工业化，为塑料工业的发展奠定了原料基础。随着石油化工行业的不断发展，乙烯作为一种石油化工产品逐渐被开发用于合成氯乙烯，目前很多发达国家已经逐步淘汰了乙炔法生产工艺。我国在上世纪50年代末才开始引进乙炔法生产氯乙烯的工艺，乙炔主要来源于电石电解产物，电石是由煤炭与石灰石产生，我国煤炭资源比较丰富，矿石储量大，合成电石成本低，因此乙炔法生产氯乙烯的工艺具有很大优势。

1.1 乙炔法工艺

乙炔法是目前应用最广泛的生产氯乙烯的工艺，原理是电石水解生成乙炔，乙炔与氯化氢气体在氯化汞催化下加成生成氯乙烯。该工艺路线简单，对生产设备要求较低，投资少，工艺路线成熟稳定，但是氯化汞触媒有毒性，对操作人员构成伤害，同时价格昂贵，造成环境污染。

1.2 乙烯法工艺

乙烯法生产氯乙烯是最古老的工艺，该工艺路线的原理是将乙烯与氯气发生取代反应生成二氯乙烷，然后在碱性或高温裂解条件下选择性的脱去一分子氯化氢生成氯乙烯。该工艺路线成熟，能大规模生产，产率较高，但是该路线间歇性生产过程，采用碱脱氯化氢的形式环境污染严重，高温裂解也很容易脱掉两分子氯化氢，因此对温度控制要严格。

2 常规法工艺

常规法工艺过程中的氯化氢气体首先进入缓冲罐冲洗除去大部分杂质，之后经过两级冷凝罐、两级除雾罐、两段硫酸除水干燥罐除去氯化氢气体中的水分，使氯化氢气体中的水分含量≤500 mg/L，干燥后的氯化氢气体与乙炔混合经过预热器预热后进入反应釜，两者在催化剂条件下进行加成反应，反应生成的氯乙烯气体首先经过除汞器除去含有汞的残留催化剂，之后经过冷却塔将产品氯乙烯冷凝，再经过吸收塔，吸收为参与反应的氯化氢气体，最后将氯乙烯进行碱洗除去酸性物质，得到氯乙烯的粗品，粗品经过精馏提纯得到高纯度的氯乙烯产品。

3 两段法工艺

3.1 两段法工艺来源

目前国内两段法工艺生产氯乙烯的企业并不多，其中内蒙古海吉氯碱公司采用的是荷兰约翰布朗公司两段法工艺路线，并购进了其生产设备，由于种种原因荷兰约翰布朗公司并没有将其生产工艺转让给内蒙古海吉氯碱公司，内蒙古海吉氯碱公司经过5年努力，对荷兰约翰布朗公司两段法工艺路线进行了自主创新，形成了具有自主知识产权的新技术，并投入生产，产品质量合格，该项工艺达到了世界先进水平。

3.2 两段法工艺介绍

氯化氢气体用水吸收，解析出的氯化氢气体经过一级冷凝、一级除雾、三段硫酸干燥，使氯化氢气体中的含水量≤40 mg/L，另一端经电石产生的乙炔气体经压缩机后进入冷凝塔，再经干燥塔除水，之后将气体混合依次进入预热器、反应釜，生成的氯乙烯气体直接压缩，经过精馏提纯，对于高沸点的残夜进行回收。

4 常规法工艺与两段法工艺比较

常规工艺的主要优点是工艺路线成熟，产能大，但是常规工艺对设备要求较高，生产过程对设备的腐蚀性较大，需要大量的氯化氢气体，对环境污染较为严重，使用的催化剂也需要定期更换，增加了生产成本。两段法工艺首先对生产设备要求少，设备的使用寿命较长，工艺路线相对于常规法简单，工艺转化率高，产能高，催化剂更换次数少，降低了成本，但是两段法工艺目前在国内应用较少，有一些催化剂还受专利保护。

无论是在生产成本方面还是在能耗方面两段法工艺都具有明显的优势，常规法工艺经过许多年工艺革新在某些方面仍旧有很多优势，两段法工艺是近些年来开发的一种合成氯乙烯的新工艺，在某些技术方面还需要进一步完善。

5 结论

两段法生产工艺解决了生产中转化器蚀漏问题，同时采用加压生产工艺，提高了生产的效能，减少了生产成本。常规法工艺在大规模生产中仍然就有优势，但是落后的工艺技术也需要革新，随着科技的进步与发展，氯乙烯的生产工艺会更加完善。

参考文献：

[1]辛凤珍.氯乙烯生产工艺对比[J].云南化工， 2010，37（1）： 65-67.

作者简介：

薛兴财（1984- ），性别：男，籍贯：青海省海西州格尔木，学历：大专，毕业于兰州石化职业技术学院，研究方向：氯乙烯生产技术。