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[摘 要]氯乙烯作为工业生产中必不可少的化工原材料，其在推进人类文明进程中扮演着十分重要的角色。立足于氯乙烯制备技术现状，文章首先分析了乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺的应用价值，其次对乙烷氧氯化制备氯乙烯的技术路线与经济效益进行了分析和整理，并提出了相应的优化发展策略，希望可以提升乙烷氧氯化制备乙烯工艺的技术水平，获得更高的经济效益与社会效益。
[关键词]乙烷氧氯化；制备；氯乙烯
中图分类号：TP679 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0347-01
引言
随着近些年来石油价格的不断上升，石油资源短缺的问题也暴露在世人的面前。而石油资源短缺会进一步导致氯乙烯供不应求，进而出现由石油原材料加工而来的各种化工产品价格飞涨，使得乙烯氧氯化生产氯乙烯的成本持续提升，这也使得乙烯制备行业不得不寻求新的生产工艺来降低成本，提升生产效益，而乙烷氧氯化制备氯乙烯就是其重要研发方向之一。为了进一步分析乙烷氧氯化制备乙烯工艺的实现途径，现就氯乙烯制备技术的研究现状介绍如下。
一、氯乙烯制备技術现状
利用乙烯作为原料生产氯乙烯是工业常用的氯乙烯制备方法。其具有成本高，投资规模大以及原材料获取难的特点。随着近些年来石油价格持续走高，乙烯的成本也在上升，甚至出现了供不应求的局面，这也导致充分利用乙烷等原料进行氯乙烯生产成为技术改革的新方向。目前，我国吉林大学与大庆油田合作研发的氯乙烯制备新技术已经取得了阶段性的进展，选择合适的铜钾催化剂来作为反映催化剂，能够有效提升反应效率。尽管如此，国内在该领域的研发相较于国际先进水平依然存在一定差距。世界上各大化学企业都在积极研发氯乙烯的制备技术，其中鲁姆斯、孟山都以及英国帝国化学等多家企业都开发出了乙烷氧氯化制备氯乙烯的技术，其中美国的Bechtel以及欧洲EVC公司在这方面的研究成果最为突出，应用效果也最好。
二、乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺的应用价值
目前氯乙烯生产技术主要依赖于乙烯氯化反应生成二氯乙烷，然后通过脱除氯化氢的方法来获得氯乙烯单体。尽管该方法的生产规模较大，但是由于其本身具有工艺复杂、生产难度高等问题，所以无法适应现阶段全球化工行业的实际需求。经过科学研究发现，利用天然气与油气田中较为丰富的乙烷来生产乙烯，能够有效降低单体成本，对于更为充分的利用天然气并提升石油气的使用效率都具有重要的意义。与此同时，保持聚氯乙烯工业的稳定发展并降低聚乙烯树脂的成本对于社会经济发展并提升人们的生活品质也具有重要的意义。
三、乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺技术与经济效益解析
1.工艺技术路线
乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺路线较多，但是其中效益最好的是EVC公司开发的制作工艺。该工艺将成本更低的乙烷代替乙烯，有效降低了氯乙烯单体的制备成本，通过选择新型催化剂的方式来优化反应温度，降低设备制造投资的成本。与此同时，为了减少副产物的数量，进一步提升转化效率，还利用新工艺将副产物中的氯代烃也进行了转化，这样一来综合生产转化效率提升了25%，而成本也相应降低了25%。除此之外，该工艺技术能够将乙烷与氯气转化为氯乙烯，整个生产过程中不需要借助于乙烯裂解装置，这对于更为便捷的推广生产技术，提升生产规模也具有重要的技术价值。在该工艺路线中，选择7米高、直径1米的反应器，借助于固体催化剂进行反应。反应过程开始时，首先利用乙烷与氯化氢反应，添加适当空气中的氧气，此时选择的氯为纯氯，技术成熟后也可以利用副产物中的氯。在反应器中将温度控制在450～470℃，生成氯乙烯后将其置于50℃冷凝处理，并根据带压条件进行操作，之后对未反应的氯代烃进行收集。经过十几年的技术检验，目前该工艺路线十分稳定，催化剂使用寿命长、更换周期长，活性良好，整个反应设备也极少出现腐蚀问题，具有大规模推广的优势。
2.研发方向
随着技术的不断成熟，当前乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺也在不断优化与改进。其中，为了降低成本，就必须做好反应温度控制，更好的保持催化剂的活性，并避免腐蚀带来的影响，所以研发也主要集中于温度、催化剂以及腐蚀影响三个方面。结合技术研发进展来看，利用EVC公司开发的催化剂可以实现乙烷低温反应，整体能源节约超过50%以上，此时氯乙烯以及聚氯乙烯的价格都可以下降25%以上。除此之外，随着氧氯化反应技术的不断完善，目前欧洲一些乙烯生产企业都开始利用氧氯反应来生产氯乙烯，其工艺技术成熟度较高，乙烷转化率达到90%，氯化转化率则高达99%。随着反应条件的控制与升级，当前许多企业的乙烷综合转化水平都获得了显著提升，成本得到了控制，生成工艺流程更短，投资规模缩小，经济效益十分显著。
3.经济效益
此前，EVC企业在德国的工厂投建1670万美元的氯乙烯办工业乙烷生产氯乙烯的装置，该装置投产产能高达1000t/a，参考该技术在墨西哥湾投产了一套年产15万t/a的装置，现就其经济效益分析如下。德国工厂投建成本1670万美元，其生产成本为200美元/t，市场价格为380美元/t，而传统生产模式中，生产成本高达300美元/t，综合利润率提升达到125%，同时前期投资1600万美元，远低于传统同等规模装置投资额的4000万美元，整体经济效益显著，具有投资价值。
总结
综上所述，氯乙烯作为我国石油化工行业的重要原材料，一直处于相对短缺的状态。尽管如此，我国具有十分丰富的油气资源，而乙烷的储备量较大，所以其整体价格也会远低于乙烯。通过乙烷氧氯化制备氯乙烯，能够有效缓解资源压力，提升技术适应性，同时也可以平衡氯乙烯的经济效益，降低售价，为化工行业的快速健康发展创造良好的条件。本文重点介绍了乙烷氧氯化制备氯乙烯的技术路线、研发方向，并借助于几个案例分析了其经济效益，希望能够为氯乙烯制备技术的开发与应用提供新的思路，同时也为我国化工行业的健康发展贡献一份力量。
参考文献
[1]刘军.浅谈氯乙烯制备工艺的研究进展[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（24）：160-161.
[2]薛兴财，周彩霞，丁健.浅析氯乙烯制备工艺研究进展[J].化工管理，2017（26）：52.
[3]崔海鹏.氯乙烯的合成与制备工艺研究[J].化工设计通讯，2017，43（01）：61.
[4]郑进.乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺[J].中国氯碱，2004（03）：14-16+31.
[关键词]乙烷氧氯化；制备；氯乙烯
中图分类号：TP679 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0347-01
引言
随着近些年来石油价格的不断上升，石油资源短缺的问题也暴露在世人的面前。而石油资源短缺会进一步导致氯乙烯供不应求，进而出现由石油原材料加工而来的各种化工产品价格飞涨，使得乙烯氧氯化生产氯乙烯的成本持续提升，这也使得乙烯制备行业不得不寻求新的生产工艺来降低成本，提升生产效益，而乙烷氧氯化制备氯乙烯就是其重要研发方向之一。为了进一步分析乙烷氧氯化制备乙烯工艺的实现途径，现就氯乙烯制备技术的研究现状介绍如下。
一、氯乙烯制备技術现状
利用乙烯作为原料生产氯乙烯是工业常用的氯乙烯制备方法。其具有成本高，投资规模大以及原材料获取难的特点。随着近些年来石油价格持续走高，乙烯的成本也在上升，甚至出现了供不应求的局面，这也导致充分利用乙烷等原料进行氯乙烯生产成为技术改革的新方向。目前，我国吉林大学与大庆油田合作研发的氯乙烯制备新技术已经取得了阶段性的进展，选择合适的铜钾催化剂来作为反映催化剂，能够有效提升反应效率。尽管如此，国内在该领域的研发相较于国际先进水平依然存在一定差距。世界上各大化学企业都在积极研发氯乙烯的制备技术，其中鲁姆斯、孟山都以及英国帝国化学等多家企业都开发出了乙烷氧氯化制备氯乙烯的技术，其中美国的Bechtel以及欧洲EVC公司在这方面的研究成果最为突出，应用效果也最好。
二、乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺的应用价值
目前氯乙烯生产技术主要依赖于乙烯氯化反应生成二氯乙烷，然后通过脱除氯化氢的方法来获得氯乙烯单体。尽管该方法的生产规模较大，但是由于其本身具有工艺复杂、生产难度高等问题，所以无法适应现阶段全球化工行业的实际需求。经过科学研究发现，利用天然气与油气田中较为丰富的乙烷来生产乙烯，能够有效降低单体成本，对于更为充分的利用天然气并提升石油气的使用效率都具有重要的意义。与此同时，保持聚氯乙烯工业的稳定发展并降低聚乙烯树脂的成本对于社会经济发展并提升人们的生活品质也具有重要的意义。
三、乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺技术与经济效益解析
1.工艺技术路线
乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺路线较多，但是其中效益最好的是EVC公司开发的制作工艺。该工艺将成本更低的乙烷代替乙烯，有效降低了氯乙烯单体的制备成本，通过选择新型催化剂的方式来优化反应温度，降低设备制造投资的成本。与此同时，为了减少副产物的数量，进一步提升转化效率，还利用新工艺将副产物中的氯代烃也进行了转化，这样一来综合生产转化效率提升了25%，而成本也相应降低了25%。除此之外，该工艺技术能够将乙烷与氯气转化为氯乙烯，整个生产过程中不需要借助于乙烯裂解装置，这对于更为便捷的推广生产技术，提升生产规模也具有重要的技术价值。在该工艺路线中，选择7米高、直径1米的反应器，借助于固体催化剂进行反应。反应过程开始时，首先利用乙烷与氯化氢反应，添加适当空气中的氧气，此时选择的氯为纯氯，技术成熟后也可以利用副产物中的氯。在反应器中将温度控制在450～470℃，生成氯乙烯后将其置于50℃冷凝处理，并根据带压条件进行操作，之后对未反应的氯代烃进行收集。经过十几年的技术检验，目前该工艺路线十分稳定，催化剂使用寿命长、更换周期长，活性良好，整个反应设备也极少出现腐蚀问题，具有大规模推广的优势。
2.研发方向
随着技术的不断成熟，当前乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺也在不断优化与改进。其中，为了降低成本，就必须做好反应温度控制，更好的保持催化剂的活性，并避免腐蚀带来的影响，所以研发也主要集中于温度、催化剂以及腐蚀影响三个方面。结合技术研发进展来看，利用EVC公司开发的催化剂可以实现乙烷低温反应，整体能源节约超过50%以上，此时氯乙烯以及聚氯乙烯的价格都可以下降25%以上。除此之外，随着氧氯化反应技术的不断完善，目前欧洲一些乙烯生产企业都开始利用氧氯反应来生产氯乙烯，其工艺技术成熟度较高，乙烷转化率达到90%，氯化转化率则高达99%。随着反应条件的控制与升级，当前许多企业的乙烷综合转化水平都获得了显著提升，成本得到了控制，生成工艺流程更短，投资规模缩小，经济效益十分显著。
3.经济效益
此前，EVC企业在德国的工厂投建1670万美元的氯乙烯办工业乙烷生产氯乙烯的装置，该装置投产产能高达1000t/a，参考该技术在墨西哥湾投产了一套年产15万t/a的装置，现就其经济效益分析如下。德国工厂投建成本1670万美元，其生产成本为200美元/t，市场价格为380美元/t，而传统生产模式中，生产成本高达300美元/t，综合利润率提升达到125%，同时前期投资1600万美元，远低于传统同等规模装置投资额的4000万美元，整体经济效益显著，具有投资价值。
总结
综上所述，氯乙烯作为我国石油化工行业的重要原材料，一直处于相对短缺的状态。尽管如此，我国具有十分丰富的油气资源，而乙烷的储备量较大，所以其整体价格也会远低于乙烯。通过乙烷氧氯化制备氯乙烯，能够有效缓解资源压力，提升技术适应性，同时也可以平衡氯乙烯的经济效益，降低售价，为化工行业的快速健康发展创造良好的条件。本文重点介绍了乙烷氧氯化制备氯乙烯的技术路线、研发方向，并借助于几个案例分析了其经济效益，希望能够为氯乙烯制备技术的开发与应用提供新的思路，同时也为我国化工行业的健康发展贡献一份力量。
参考文献
[1]刘军.浅谈氯乙烯制备工艺的研究进展[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（24）：160-161.
[2]薛兴财，周彩霞，丁健.浅析氯乙烯制备工艺研究进展[J].化工管理，2017（26）：52.
[3]崔海鹏.氯乙烯的合成与制备工艺研究[J].化工设计通讯，2017，43（01）：61.
[4]郑进.乙烷氧氯化制备氯乙烯工艺[J].中国氯碱，2004（03）：14-16+31.