我们为乙烯二氯化物生产提供值得信赖的解决方案

EDC 播客文字稿（中文翻译）

KG：
大家好。早上好、下午好、晚上好。欢迎收听 Servomex 的又一期播客。今天我们将讨论乙烯二氯化物，即 EDC。有时也称为 1,2-二氯乙烷工艺。我们将介绍该工艺本身、相关应用，以及在测量方面需要考虑的挑战。

我叫 Karen Gargallo，是英国技术中心的应用经理。应用团队负责帮助客户解决应用挑战，包括过程控制、安全等问题。今天我还邀请了两位在 EDC 工艺方面的专家同事。

MinWoo Lim 是亚太地区的应用开发工程师，常驻韩国。Stephen Firth 是业务发展经理，也在英国技术中心。Stephen？

SF：
你好。我是业务发展经理，本次主要负责欧洲和亚洲市场。我在 Servomex 工作了二十多年，超过 25 年。最初我在应用部门，主要从事红外应用和红外产品线相关工作。随后几年我逐步拓展到氧分析和取样系统领域。

KG：
谢谢你，Stephen。你在取样系统和科学方面的背景，尤其是在这个工艺中的经验，对我们今天的讨论非常有帮助。MinWoo？

MWL：
你好。我是 Lim MinWoo。目前负责亚太及中国地区的应用支持工作。我主要处理应用支持和应用咨询，同时也研究亚洲市场的发展情况，包括市场增长趋势等。

KG：
好的，谢谢你，MinWoo。我也建议大家收听我们网站上已有的关于氯乙烯单体，也就是 VCM 工艺的播客。EDC 和 VCM 工艺在 PVC，也就是聚氯乙烯的生产中是密不可分的。PVC 是全球产量排名第三的聚合物。

PVC 的优势在于其优异的耐化学性和多功能性。它被广泛用于建筑材料的制造，也用于个人防护用品，例如医用手套、防护鞋套等。同时，在体育场馆中，例如看台座椅的制造，也能看到 PVC 的应用。

既然我们已经了解了 PVC 的重要性，在 VCM 播客中，我们的同事 Maria 和 Matt 已经介绍了 VCM 的重要性，并且也提到了 EDC。那么，MinWoo，你能否为我们介绍一下 EDC 是如何生产的？

MWL：
好的。EDC 的生产几乎所有装置都采用氯化反应器和氧氯化反应器。
在氯化反应器中，氯气和乙烯在反应器中反应，生成 EDC。
在氧氯化反应中，乙烯、氧气和氯化氢这三种组分在反应器中反应，同样生成 EDC。

氯化反应器和氧氯化反应器会生成粗 EDC，然后进入 EDC 精制分馏系统，用于生产高纯度 EDC。EDC 精制分馏系统用于去除轻组分，通常配有碱洗塔，同时也会去除重组分。
精制完成后，纯 EDC 会进入裂解炉，用于 VCM 的生产。裂解过程生成 VCM，然后进入急冷系统、HCl 分离器以及 VCM 精制分馏系统，对 VCM 进行纯化。纯化后的 VCM 会进入 VCM 储罐。

整个 VCM 生产装置主要包括五个关键单元。直接氯化、氧氯化、EDC 精制、EDC 热裂解，以及 VCM 精制。

KG：
好的。你提到 EDC 主要通过两种方式生产。直接氯化和氧氯化。

考虑到反应器中所需和生成的组分，Stephen，我想反应器阶段往往涉及高压和高温，因此需要进行样气调理。在这些反应器阶段，我们需要重点考虑哪些问题？

SF：
是的。大多数 EDC 装置中都有两个主要反应器。
第一个是直接氯化反应，乙烯和氯气在其中反应。通常这类工况比较干燥，因此初始测量相对简单。但生成的 EDC 中通常会含有少量氯气和少量水分，这是由于不可避免的副反应造成的。这会使样品具有较强的腐蚀性，因此在取样系统中必须谨慎选择与样品接触的材料。
在这种情况下，取样系统中使用 Monel 或 Hastelloy 合金并不罕见。同时，密封件通常不会选用 Viton，而是使用 PTFE 或 Chemraz 等特殊 O 型圈。

氧氯化反应的工况更加严苛。乙烯、氧气、氯化氢以及大量氯化产物共存。在这里，为取样系统和气体分析仪选择合适的材料就显得更加重要。

在 EDC 精制后，工况相对温和一些。但在裂解炉下游，同样会存在大量腐蚀性组分。

另外需要特别注意的是，EDC 和 VCM 都具有高度毒性和致癌性。因此，确保取样系统完全密封、不泄漏至关重要。对取样系统进行彻底的测试，确保不存在任何泄漏，是这类装置中的基本要求。

KG：
谢谢你，Stephen。在氯化和氧氯化反应器中，为了过程控制和反应效率，必须进行相关测量。乙烯和氯气是反应器的进料，因此这些组分通常都需要测量。

此外，在氧氯化反应器中，还涉及乙烯、氧气和 HCl。我们也知道，氯化反应中除了腐蚀性之外，还涉及易燃组分。那么，当工艺中存在易燃样气时，除了过程控制，我们还需要考虑哪些测量？

MWL：
氧气测量在氯化反应和氧氯化反应中都非常关键。如果氧气过少，反应效率会下降。但如果氧气过多，则可能在反应器中形成爆炸性混合物。
为了实现最高等级的过程安全，通常会采用多台 OxyExact 在线氧分析仪，并组成安全投票系统。

KG：
你提到的安全和投票系统非常重要。在这种关键的氧气测量应用中，无论是测量技术还是分析仪本身，我们和客户需要考虑哪些因素？

MWL：
首先需要考虑材料。氯化工艺中使用氯气。如果水和氯气结合，会生成 HCl，而 HCl 对 316 不锈钢具有强烈的腐蚀性。因此，在氯化反应器中，我们建议使用 Hastelloy 管路。
如果客户使用 OxyExact 分析仪，我们同样建议选用 Hastelloy 材质的取样管路。

KG：
Stephen，你是否还有其他关于安全应用中分析仪选型的补充？

SF：
直接氯化反应相对简单。真正需要非常精细控制的是氧氯化反应。通常会在这里采用二取三投票系统。氧气浓度必须控制在非常窄的范围内，才能实现最高反应效率。

此外，在这一点上，对响应速度的要求也非常高。要求氧分析仪的整体响应时间小于 30 秒并不少见。这不仅要求分析仪本身响应快，也要求取样系统能够快速将样气输送至分析仪。

同样重要的是，各取样系统必须完全独立，避免出现单点失效。通常会为三台氧分析仪分别配置三套完全独立的取样系统。而用于乙烯的红外分析仪或用于氯气的紫外分析仪，也会采用独立的取样系统。

因此，快速响应和合适的材料选择，是这一应用中的关键。

KG：
好的。我们已经讨论了氧气在安全和过程控制中的作用。除此之外，还有红外测量用于乙烯，紫外测量用于氯气。

除了气相测量，在存在腐蚀性组分的情况下，水分也是一个非常重要的参数。水与腐蚀性或含氯介质结合，会显著加剧腐蚀。EDC 精制段可以降低腐蚀性组分的风险。那么，在这一段工艺中，需要重点关注哪些分析测量？

MWL：
EDC 应用中客户面临的主要问题是腐蚀性。因此，在样品流经的部位，推荐使用 Hastelloy 材料。
该工艺中的关键测量是 EDC 中的水分含量。即使在纯 EDC 工艺中，经过脱水处理后，仍可能残留一定量的水分。通常水分含量在 2 到 5 ppm 左右。水和 EDC 会对 316 不锈钢管路造成腐蚀，因此必须监测 EDC 中的水分。

SpectraExact 2500 针对 EDC 中水分测量进行了优化，已在多个装置中成功应用。同时，该分析仪可选配 Hastelloy 管路材质。

KG：
你提到了 SpectraExact 2500 用于 EDC 中水分测量。除了可选 Monel 或 Hastelloy 材质外，它还有哪些优势使其适合这一关键应用？Stephen，你能补充一下吗？

SF：
EDC 中水分测量属于液相测量。样品在一定压力下进入分析仪，目标是尽量降低水分含量。通常这是一个趋势性测量，客户更关心是否低于腐蚀阈值，而不是绝对数值。

2500 的一个重要优势在于，样品池与电子部分是分离的。这意味着可以让高度易燃的液体通过样品池，同时保持电子部分的安全。
此外，我们还能监测液体温度并进行温度补偿。由于测量结果会随温度变化，通过补偿可以确保在恒定温度下输出稳定、可靠的结果。

KG：
谢谢你，Stephen。相比之下，气相测量的校准通常更为简单。客户有时也会问，液相分析仪的校准与气相分析仪有何不同，以及液相校准的挑战。你能否介绍一下 EDC 中水分分析仪的校准方法？

SF：
校准对于任何分析仪都至关重要。气相系统的校准相对简单，通过零气和量程气即可完成。

液相校准则更复杂一些。
零点相对容易。零点本质上是干燥的 EDC。Servomex 可以提供校准容器，客户可以从 Merck 等供应商获得 EDC，并使用分子筛将其干燥，得到非常好的零点。我们的取样系统设计允许使用气体压力将干燥的液体推动通过样品系统，从而完成零点校准。

量程校准则利用水对二氧化碳的交叉干扰特性。我们使用一定浓度的 CO₂ 标准气，通常约为 8%，来模拟相当于 50 ppm 水分的 EDC 信号。
在样品池仍充满液体的情况下，通过通常用于安全吹扫的端口短时间引入 CO₂，即可完成量程校准。这种方法避免了直接使用水和 EDC。

EDC 的一个问题是其强吸湿性。即使在实验室中配制了 50 ppm 的水分样品，在输送到现场分析仪时，水分含量也可能上升到 60、70 甚至 80 ppm，这并不利于准确校准。

因此，使用干燥 EDC 作为零点，使用 CO₂ 作为量程替代气体，使校准过程更加简单、安全，也更适合现场使用。

KG：
非常好的说明。有些装置并不愿意使用实验室方法，例如早期使用过的水合器方法，因为需要多次取样才能获得稳定、具有代表性的结果。使用 CO₂ 这种相对安全的替代介质进行校准，对客户来说确实是一个重要优势。

在完成 EDC 精制后，EDC 的主要用途是用于生产氯乙烯单体，即 VCM。VCM 是 PVC 的前驱体。同时，VCM 工艺中产生的 HCl 还会被回收，并作为氧氯化反应器的原料。

那么，EDC 之后的下一步是什么？MinWoo，你之前提到 EDC 的裂解。能否再详细介绍一下这一过程以及关键测量？

MWL：
如果装置用于生产纯 EDC，那么后续通常会通过热裂解工艺生产 VCM。EDC 在高温下裂解，生成 VCM 和 HCl。
该过程包括急冷、HCl 分离和 VCM 分馏纯化，最终得到高纯度 VCM，用于 PVC 生产。

裂解炉是 VCM 生产中的关键设备，需要进行燃烧效率测量。通常使用 FluegasExact 2700 进行燃烧效率监测，同时也可以使用 Laser 3 Plus 进行燃烧氧和一氧化碳测量。

KG：
热裂解意味着通过加热断裂 EDC 分子键，生成更有价值的产物。裂解过程中会生成 VCM 和 HCl，因此工艺中仍然存在含氯组分。

FluegasExact 使用氧化锆技术进行燃烧测量，但有些客户希望获得更快的响应速度，因此会考虑激光分析仪。Stephen，你认为为什么有些客户会选择 Laser 3 Plus 这类原位分析仪，而不是 FluegasExact？

SF：
原因有几个。首先，激光分析仪的响应速度非常快，几乎是光速响应，通常只需几秒钟，而传统氧化锆分析仪可能需要 20 到 30 秒。

其次，激光是横跨整个炉膛进行测量，能够获得更具代表性的整体测量结果，从而实现更精确的过程控制。

更重要的是，激光 CO 测量是纯 CO 测量，不会受到其他可燃气体的干扰。这在安全方面非常关键。CO 往往是燃烧失控的最早信号，也是潜在爆炸的前兆。

此外，Servomex 的激光分析仪还能在同一台设备中同时测量 CO 和甲烷。甲烷测量主要用于点炉启动阶段。如果点火失败，炉膛中可能会积聚天然气，这是非常危险的。激光分析仪可以快速检测到甲烷浓度的异常升高，从而提供额外的安全保障。

正因如此，越来越多客户在燃烧控制中选择激光分析仪来替代传统的 2700。

KG：
非常感谢。这也再次说明，在裂解和燃烧工艺中，除了控制，安全同样至关重要。

在 VCM 生产中还会涉及 HCl。无论是盐酸还是氯化氢气体，都是有毒的。因此，这一测量同样很重要。那么，在 HCl 测量方面，我们需要注意什么？

SF：
EDC 裂解生成 VCM 和 HCl。HCl 通常不会排放，而是回收并送回氧氯化反应器。因此，工艺管线上通常会配置 HCl 测量。

HCl 的测量本身并不复杂。主要问题在于它与水结合后会形成高度腐蚀性的盐酸。因此，关键仍然是材料选择，以及确保样品与电子部分完全隔离。SpectraExact 2500 的设计正好满足这一要求。

此外，2500 还可以对窗口区域进行吹扫，防止可燃或有毒气体积聚。这对防止爆炸风险和保障维护人员安全都非常重要。

HCl 被送回氧氯化系统，而 VCM 则进入储存或直接用于 PVC 生产。VCM 高度致癌且具有爆炸性，因此在这一段工艺中，必须使用氧惰化系统，将氧气浓度控制在较低水平，通常为 4% 或 5%，以防止爆炸。

KG：
谢谢你，Stephen。这再次说明了 SpectraExact 的设计优势，尤其适用于存在毒性或易燃介质的工艺。

在 VCM 储存和输送过程中，氧气测量同样属于关键安全应用。为了实现可靠的安全测量，哪些产品更适合？MinWoo？

MWL：
出于安全考虑，我们推荐 SERVOTOUGH OxyExact 2200。该产品支持投票系统。客户可以在一个控制单元上连接多达六个，或三个，或两个变送器。如果其中一个变送器发生故障，其余变送器仍可继续测量氧气。

如果客户使用 Oxy 1900，一旦发生故障，就无法继续测量氧气，这在易燃环境中会带来较高风险。因此，我们始终向客户推荐 OxyExact 2200。虽然部分客户因成本原因选择 Oxy 1900，但我们销售团队和客户支持团队都会从安全角度优先推荐 OxyExact 2200。

KG：
谢谢你，MinWoo。今天我们讨论了 EDC 和 VCM 的生产过程、关键测量点，以及在过程控制、安全和质量方面的重要性。

希望本期播客能帮助大家更好地理解为什么 EDC 和 VCM 如此重要，以及为什么需要在工艺中进行精准、可靠的测量。感谢 MinWoo 和 Stephen 参与本次播客。

MWL：
谢谢邀请我参加今天的播客。这对我来说是一次非常有价值的交流。谢谢 Karen，也谢谢 Stephen。

SF：
感谢大家收听本期播客。希望这些内容对您有所帮助。

KG：
我是 Karen。感谢您的收听，也请期待我们下一期播客。