应用概述


分析测点 分析物 典型范围 适用分析仪
直接氯化反应器出口物 FeCl3 0-300 PPM OMA-300 过程分析仪
Cl2 0–3000 PPM OMA-300 过程分析仪

引言

推荐使用: OMA-300 过程分析仪

二氯乙烷(EDC)是一种中间化学品。全球生产的 EDC 中,大部分用于制备 VCM,并最终用于生产 PVC 塑料,而 PVC 是世界上最常见的聚合物之一。VCM 以及最终 PVC 产品的生产均依赖于高纯度、低杂质的 EDC 作为单体原料。通常,EDC 通过两种反应器协同生产,即直接氯化反应器和氧氯化反应器。直接氯化反应以乙烯和氯气为原料,而氧氯化反应则利用氧气、乙烯以及来自装置其他部分回收的 HCl 生成 EDC。这两种反应的结合可实现对氯气原料的近 100% 利用。

直接氯化反应器以乙烯和氯气为原料直接生成 EDC。在反应器正常运行条件下,直接氯化反应的 EDC 收率可达到 99% 以上。为实现这一目标,必须维持进入反应器的化学计量比。此外,该反应为放热反应且对温度敏感,需要持续移除反应热并防止局部热点的形成,以保持反应处于最佳状态。在该阶段也可引入少量氧气,以抑制反应过程中产生的自由基,从而减少副反应的发生。通过对反应器出口的副产物及过量反应物进行监测,可跟踪反应器运行状态并快速响应工况波动。

OMA-300 过程分析仪可用于对反应产物流中的 Cl2 和 FeCl3 进行连续测量。该分析仪每5秒输出一次新的测量数据。快速响应对于及时识别并解决问题至关重要。在 Cl2 测量方面,游离氯的存在表明乙烯反应不完全或氯气原料存在浪费。对该参数的监测可实现对 VCM 工艺初始阶段异常情况的快速响应。

游离氯会与管道中的铁质材料反应,在该测点下游生成 FeCl3,这可能成为 EDC 裂解炉进料中 FeCl3 的重要来源,因此必须严格控制。在该反应点,Cl2 浓度即使低至 20 ppm 也可能对 EDC 裂解炉产生不利影响。尽管通常通过过量投加乙烯来降低游离氯含量,但在直接氯化反应器出口仍可能存在 200–3000 ppm 的 Cl2。通过在该位置进行分析,可实现对 Cl2 的有效控制,同时优化乙烯原料的使用。

该位置 FeCl3 更常见的来源是催化剂的降解。对 FeCl3 进行监测具有多重意义:首先,可用于评估催化剂性能及其使用状态;其次,FeCl3 已被证实是 EDC 裂解炉结焦的重要原因之一,在仅约 30 ppm 的污染水平下,裂解炉可能在投运后数周内即需停机清理;此外,FeCl3 也是一种杂质,含有明显FeCl3 的 VCM 通常不符合商业产品要求。在该测点同时监测 Cl2 和 FeCl3,有助于降低产品中 FeCl3 风险,并使操作人员能够进行实时调整,从而最大化装置运行时间。


系统优势

  • 采用紫外-可见光(UV-Vis)技术,对 EDC 流中的 Cl2 和 FeCl3 进行连续测量
  • 采用光纤将电子单元与工艺流体隔离,避免污染并提升安全性
  • 全固态设计,无运动部件,结构可靠,维护需求低

尾气取样调理系统示例

该系统用于监测直接氯化装置产物流中 0–3000 ppm Cl2 及 0–300 ppm FeCl3,主要特点包括:

  • 采用 PFA、Monel 或 Hastelloy 材质接头及 Kalrez 密封件,提高耐腐蚀性能
  • 配备颗粒过滤装置,去除影响测量的颗粒物
  • 采用 PTFE、PVDF、Monel 或 Hastelloy 材质的取样系统部件,适用于蒸汽环境
  • 多组分分析能力,可通过同一分析仪同时测量两种组分

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