乙炔氯化制氯乙烯.ppt

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1、乙炔法合成氯乙烯工艺制作人：总纲概述电石乙炔法合成原理工艺流程反应主要影响因素概述—氯乙烯（VCM）生产简介工艺氯乙烯是1835年由法国人V.Regnault首先在实验室中制得，他用氢氧化钾的乙醇溶液处理二氯乙烷得到了氯乙烯。1902年，Biltz将二氯乙烷进行热分解也可制得氯乙烷。1911年，kiatte和Rollett利用乙炔和氯化氢催化加成反应合成了氯乙烯。1913年，Griesheim-Elektron用氯化汞作催化剂，使氯乙烯合成技术进一步发展。1931年，德国首先实现了氯乙烯的工业化生产，原料是乙炔和氯化氢，催化

2、剂是氯化汞。随着石油化工的发展，随后出现了乙烯法、联合法、乙烯氧氯化法和乙烷一步氧氯化法等氯乙烯单体合成方法。我国因石油资源相对较少，电石原料分布广泛，所以目前很多化工企业仍采用电石法制取氯乙烯。概述—氯乙烯的工业应用氯乙烯在工业上的主要应用时生产聚氯乙烯树脂，故常称其为氯乙烯单体（VCM）所谓聚氯乙烯树脂是一类由氯乙烯单体衍生的均聚物和共聚物，其中氯乙烯占树脂组分质量的50%，因此VCM的生产质量和成本直接影响到聚氯乙烯树脂的质量和成本。目前用于制造聚氯乙烯树脂的氯乙烯约占其产量的96%，VCM的需求量和产量在很大程度上取

3、决于聚氯乙烯树脂的需求量。聚氯乙烯为五大和成树脂之一，由于其价廉易得、应用广泛，因此需求量和产量逐年上升。氯乙烯是离分子材料工业的重要单体，产量很大，还可用于合成1,1,2-三氯乙烷和1,1-二氯乙烯等。故氯乙烯的生产在基本有机化学工业中占有重要的地位原理—电石法制氯乙烯主要化学反应乙炔来源：主反应：主要副反应：主要影响因素原料配比温度空间流速在反应中乙炔可与催化剂氯化汞反应生成氯化亚汞和单质汞，所以在实际生产中要使原料气中氯化氢过量以避免催化剂中毒，减少副反应的发生。在气体纯度稳定的情况下，乙炔和氯化氢摩尔配比一般应保证在

4、1.05～1.10之间。但氯化氢过多，会生成多氯化物等副产物。乙炔和氯化氢的纯度波动，流量计的偏差原因，可能导致转化率的波动，实际生产中配比需要根据出口气体成分分析进行适当调整。影响因素—原料乙炔与氯化氢的配比影响因素—反应温度加成反应是在气相中进行。虽然从热力学分析此反应很有利，但由于反应速度慢，因此必须在催化剂存在下进行。工业上采用的催化剂是HgCl2／活性炭，其活性随HgCl2含量的增高而增大，一般HgCl2含量为10-20％。该催化剂的主要缺点是活性稳定性较差。据研究，当反应温度＜140℃时，活性基本稳定。但温度低，

5、反应速度太慢，乙炔转化率低。反应温度高于140℃，催化剂就出现明显的失活，并随温度的升高而加剧。影响因素—反应温度使催化剂失活的主要原因是活性组分HgCl2的升华。当温度高于200℃时，就会有大量HgCl2升华而使催化剂的活性迅速下降故反应温度的控制十分重要，工业上一段控制在160-180℃，HgCl2蒸汽压与温度关系如下图。影响因素—空间流速固定床催化反应器常用空间流速（单位时间内通过单位体积催化剂的气体量）衡量其生产能力。乙炔法合成氯乙烯反应中通常以乙炔空间流速来衡量。当空间流速增加时，原料气与催化剂接触时间短，乙炔转化

6、率降低；反之，当空间流速降低时，乙炔转化率提高，副产物增加，生产能力下降。较适宜的空间流速为1m3催化剂25～35m3/h。针对串联转化器中的催化剂不同时期，空间流速应根据实际生产进行调整，应用活性较高的新触媒时空间流速应适当降低，运转一段时间后触媒活性降低应调高空间流速，保证转化率。工艺流程—乙炔加氯化氢制氯乙烯工艺流程图工艺流程—流程说明乙炔加氯化氢是放热反应，局部过热会影响催化剂的寿命，因此必须及时地移出反应热。工业上常采用多管式的固定床氯化反应器，管内盛放催化剂，干燥和已净化的乙炔和氯化氢的混合气自上而下地通过催化剂

7、层进行反应。管外用加压热水循环进行冷却。由于受到热点温度的限制，乙炔空速也受到限制。要充分发挥床层催化剂的效率，就必须使整个床层温度都接近最佳的允许温度。采取分段进气、分段冷却和适当调整催化剂活性等方法，可使床层温度分布得到改善，乙炔空速可以提高，因而催化剂的生产能力也可以显著提高。工艺流程—流程说明乙炔可由电石水解得到，经净化和干燥后与干燥的HCl以1：1.05-1.1的比例混和进入反应器进行加成反应，乙炔转化率可达99％左右，副产物1,1-二氯乙烷的生成量约为1％左右。自反应器出来的气体产物中除含有产物氯乙烯和副产物1,

8、1-二氯乙烷外，还含有5-10％HCl，和少量未反应的乙炔。反应气经水洗和碱洗除去HCl等酸性气体，并用固体KOH进行干燥，再经冷却冷凝得粗氯乙烯冷凝液。粗氯乙烯先经冷凝蒸出塔脱去溶于其中的乙炔等气体后，至氯乙烯塔进行积储，除去1,l-二氯乙烷等高沸点杂质，塔顶蒸出产品氯乙烯贮于低温贮槽。