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《化工工艺学 教学课件 作者 朱志庆 主编10课件第4章氯乙烯课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、4.6氯化4.6.1氯化反应的主要类型4.6.2氯化剂4.6.3氯化反应机理4.6.4平衡型氧氯化法生产氯乙烯第4章基本有机化工产品典型生产工艺氯化是指在有机化合物分子中引入氯元素，生成含氯化合物的反应。高分子聚合物单体有机合成中间体有机溶剂环氧烷类醇和酚类医药农药氯化有机化合物CH4C2H4CH3CH=CH2CH2=CHCH=CH2乙炔苯甲烷主要氯化产品及用途乙烯和乙炔主要氯化产品及用途丙烯和丁二烯主要氯化产品及用途苯主要氯化产品及用途——取代发生在脂肪烃氢原子上4.6.1氯化反应的主要类型（1）取
2、代氯化——取代发生在芳环和侧链的氢原子上脂肪烃和芳香烃取代氯化的共同特点：生成多氯化物，反应结果得到的是多种氯化产物。——其它化合物发生取代氯化氯化亚砜酰氯（2）加成氯化——加成到各种烃的不饱和键上由于不饱和烃的反应活性比饱和烃高，所以反应条件比较缓和，一些比较弱的氯化剂也能参与加成氯化反应。（3）氧氯化——将烃、氯化氢和氧在一定条件下反应生成氯的衍生物丙烯氧氯化制1,2-二氯丙烷甲烷氧氯化生产氯代甲烷（4）氯化物裂解脱氯反应脱氯化氢反应氯解高温热裂解Cl3C-CCl3→Cl2C=CCl2+Cl2Cl
3、CH2-CH2Cl→H2C=CHCl+HCl氯化物裂解是获取氯代烯烃的重要手段氯化反应方式热氯化法（气相氯化反应）——热能激发氯分子解离成自由基光氯化法（液相氯化反应）——光子激发氯分子解离成自由基催化氯化（氯化铁、氯化铜、氯化镁）——利用催化剂降低反应的活化能金属、非金属氯化物：SbCl3、CuCl2、HgCl2本身既是氯化剂又可作为氯化反应的催化剂HOCl、COCl2（光气）、SOCl2、POCl34.6.2氯化剂活性差，需要催化剂HClCl2气相：不需催化剂，产物复杂液相：光照或催化剂，收率高剧
4、毒遇水分解反应激烈4.6.3氯化反应机理⑴自由基链反应机理热氯化光氯化链引发链传递链终止脂肪烃取代氯化链引发链传递链终止脂肪烃加成氯化⑵离子基反应机理非质子酸催化剂FeCl3,AlCl3催化氯化烃类双键和叁键上的加成氯化烯烃的氯醇化（次氯酸化）氢氯化（以HCl为氯化剂的氯化反应）氯原子取代苯环上的氢的催化氯化①认为可能是催化剂使氯分子极化离解成亲电试剂氯正离子苯的取代氯化反应历程（2种观点）它对芳核发生亲电进攻，生成σ中间络合物再脱去质子而得到环上取代的氯化产物②认为首先由氯分子进攻苯环，形成中间络合
5、物催化剂的作用则是从中间络合物中除去一个氯离子失去一个氯离子中间络合物脱去质子生成氯化产物催化剂循环4.6.4平衡型氧氯化法生产氯乙烯氯乙烯常温常压下为无色气体，在光和催化剂的作用下易聚合。氯乙烯单体主要用于生产聚氯乙烯（PVC），聚氯乙烯是世界五大通用合成树脂品种之一。目前用于生产PVC的氯乙烯约占其产量的96%，仅有少量氯乙烯用于生产氯代溶剂：1,1,1－三氯乙烷，1,1,2－三氯乙烷。氯乙烯的生产方法①乙炔法②乙烯法③联合法+=利用乙烯法产生的HCl乙烯转化率~95%二氯乙烷收率＞90%原料价廉
6、易得生产成本低副产蒸气，能耗低设备多,工艺路线长乙烯平衡法：解决HCl的利用问题，达到HCl的平衡④氧氯化法4.6.4.2平衡型氧氯化法乙烯加成氯化乙烯氧氯化二氯乙烷裂解乙烯氯乙烯平衡型氧氯化法将乙烯加成氯化和乙烯氧氯化结合，整个工艺过程氯可全部利用。这是目前公认的技术经济比较合理的生产方法。原料：乙烯、氯气、氧气由3个工序实现平衡氯化反应生产工艺：低温法（50℃）和高温法（90℃）反应压力：常压反应溶剂：1,2-二氯乙烷氯化液中FeCl3浓度：250～300μL/L①乙烯液相加成氯化反应△H=-17
7、1.5KJ/mol主要副反应是多氯化物：1,1,2-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷（1）低温氯化反应强制外循环气液相反应器50℃液相出料夹带催化剂；产物经水洗除去催化剂；大量污水排放；需经常补充催化剂；低品位热能难以回收利用；反应收率比较低。移热方式：反应液外循环冷却（2）高温氯化反应鼓泡塔式氯化反应器90℃气相出料不夹带催化剂；产物无需用水洗涤；没有污水排放；充分利用反应热；收率高。移热方式：在泡点下反应，利用溶剂1,2-二氯乙烷汽化热带走反应热。氧氯化——将烃、氯化氢和空气（氧）的混合物在一定
8、反应条件下，通过以CuCl2为主的催化剂，生成相应的氯的衍生物。②乙烯氧氯化反应1868年代康（Deacom）等发现在氯化铜催化剂作用下，HCl能被氧化为Cl2和H2O1928年德国拉希格公司首先开发成功△H=-251kJ/mol强放热反应1960年代，实现乙烯氧氯化工业化生成1,2-二氯乙烷氧氯化的主要副反应有3种(a)乙烯的深度氧化(b)生成副产物1,1,2-三氯乙烷和氯乙烷(c)生成少量的各种饱和或不饱和的一氯或多氯衍生物三氯甲烷、四氯化碳、氯乙烯
