氯乙烯的生产方法、生产原理

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1、氯乙烯的生产方法、生产原理1生产方法按其所用原料可大致分为下列几种：⑴乙烯法此法系以乙烯为原科，可通过三种不同途径进行，其中两种是先以乙烯氯化制成二氯乙烷：C2H4+Cl2→C2H4Cl2然后从二氯乙烷出发，通过不同方法脱掉氯化氢来制取氯乙烯；另一种则直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。现分述如下：①二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法)C2H4Cl2+NaOH→C2H3Cl+NaCl+H2O此法是生产氯乙烯最古老的方法。为了加快反应的进行，必须使反应在碱的醇溶液小进行。这个方法有严重的缺点：即生产过程间歇，并且要消耗大量的醇和碱，此外在生产二氯乙烷时所用的氯，最后成为氯化钠形式耗费

2、了，所以只在小型的工业生产中采用。②二氯乙烷高温裂解C2H4Cl2→C2H3Cl+HCl这个过程是将二氯乙烷蒸气加热到600℃以上时进行的，与此同时，还发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反应，结果使氯乙烯产率降低。为了提高产率，必须使用催化剂。所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等，反应在480～520℃下进行，氯乙烯产率可达85%。③乙烯直接高温氯化这一方法不走二氯乙烷的途径，直接按下式进行：C2H4+Cl2→C2H3Cl+HCl由上式可以看出这一反应是取代反应，但实际上乙烯与氯在300℃以下主要是加成反应，生成二氯乙烷。要想使生成氯乙烯的取代反应成为唯一的反应，则必须使温度在450℃以上，而

3、要避免在低温时的加成过程，可以采用将原科单独加温的方法来解决，但在高温下反应激烈，反应热难以移出，容易发生爆炸的问题。目前一般用氯化钾和氯化锌的融熔盐类作裁热体，使反应热很快移出。8此法主要的缺点是副反应多，产品组成复杂，同时生成大量的炭黑，反应热的移出还有很多困难，所以大规模的工业生产还未实现。⑵乙炔法这一方法是以下列反应为基础的：C2H2+HCl→C2H3Cl其生产方法又可分为液相法和气相法。①液相法液相法系以氯化亚铜和氧化铵的酸性溶液为触媒，其反应过程是向装有含12~15%盐酸的触媒溶液的反应器中，同时通入乙炔和氯化氢，反应在60℃左右进行，反应后的合成气再经过净制手续将杂质除去。

4、液相法最主要的优点是不需要采用高温，但它也有严重的缺点，即乙炔的转化率低，产品的分离比较困难。②气相法气相法是以活性炭为裁体，吸附氯化汞为触媒，亦即我们在下一节重点讨论的方法。此法是以乙炔和氯化氢气相加成为基础。反应是在装满触媒的转化器中进行。反应温度一般为120~180℃左右。此法最主要的优点是乙炔转化率很高，所需设备亦不太复杂，生产技术比较成熟，所以已为大规模工业生产所采用；其缺点是氯化汞触媒有毒，价格昂贵。另外，从长远的发展上看乙炔法成本要比乙烯法高。⑶乙烯乙炔法此法是以乙烯和乙快同时为原料进行联合生产，它是以下列反应为基础的：C2H4+Cl2→C2H4ClC2H4Cl→C2H3C

5、l+HClC2H2+HCl→C2H3Cl按其生产方法，此法又可分为：①联合法联合法即二氯乙烷的脱氯化氢和乙炔的加成结合起来的方法。二氯乙烷裂解的副产物氯化氢，直接用作乙炔加成的原料，这免去了前者处理副产物的麻烦，又可以省去单独建立一套氯化氢合成系统，在经济上比较有利。在联合法中，氯乙烯的合成仍是在单独的设备中进行的，所以需要较大的投资。虽然如此，这种方法仍较以上各种方法合理、经济。②共轭法(亦称裂解加成一步法)8如上所述，联合法虽较其它单独生产法合理、经济，但氯乙烯的制备仍在单独的设备中进行，仍需占用很多设备，所以还不够理想。共轭法就是在联合法的基础上进行改进的。此法系同时往一个装有触媒

6、的反应器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物，催化热裂解是在230℃、压力在4Kg/cm2以下进行，二氯乙烷裂解时生成的氯化氢立即在20~50秒钟内和乙快反应，反应的生成物再经进一步的净制处理，以将杂质除去。共轭法最主要的缺点是很难同时达到两个反应的最适宜条件，因而使乙烯与乙炔的消耗量提高。③混合气化法近几年来，在烯炔法的基础上发展了一种十分经济的氯乙烯生产方法—混合气化法。这一方法以石脑油和氯气为原料，只得到氯乙烯产品，故不存在废气的利用和同时生产多种产品的问题，可以小规模并很经济地生产出氯乙烯。这种方法由下列几个过程组成：a以石脑油的火焰裂解法制造含有乙炔和乙烯的裂解气；b裂解气中的稀乙烯不

7、经分离，直接同氯化氢反应制造氯乙烯；c裂解气中的稀乙炔不经分离，直接同氯气反应制造二氯乙烷；d将二氯乙烷热裂成氯乙烯和氯化氢，并将氯化氢分离，以便能够在反应（2）中使用；e将从上述过程所得的氯乙烯进行合理的分离。这个方法特别适用于不能得到电石乙炔或乙烯的地区，或者是乙炔和乙烯价格较高的地区。由于乙炔和乙烯不需分离、浓缩和净化，没有副产物，因此不需添置分离没备，原料可综合利用，不需建立大型石油联合企业。此法的缺点是一次投资费用较大。⑷