氯乙烯的生产工艺新
PVC聚合的四种生产工艺
自压回收 压缩冷凝回收
转化率计算
粗料预估
加料完 反应过程中
动力学模型
主要控制过程
去离子水、 VCM、分散剂、各种助剂加料；
批量加料品种多，要求高
所需的物料品种较多
去离子水 VCM单体 引发剂 分散剂 调节剂 终止剂等等
加料的精度要求高
仪表精度不低于0.5级； 测量上经常采用双流量计，计量槽＋流量计，电子称 部分物料甚至采用稀释方式来提高加料的精度
电石法生产PVC工艺流程示意图
电石法乙炔工艺
乙炔发生
四种工艺比较二
本体法生产工艺在无水、无分散剂，只加入 引发剂的条件下进行聚合，不需要后处理设 备，投资小、节能、成本低。用本体法PVC树 脂生产的制品透明度高、电绝缘性好、易加 工，用来加工悬浮法树脂的设备均可用于加 工本体法树脂。 溶液聚合单体溶解在一种有机溶剂（如n－丁 烷或环己烷）中引发聚合，随着反应的进行 聚合物沉淀下来。溶液聚合反应专门用于生 产特种氯乙烯与醋酸乙烯共聚物。溶液聚合 反应生产的共聚物纯净、均匀，具有独特的 溶解性和成膜性。
注水控制
根据反应速率注水
W dV dC 0 ( 1 2 ) .......... 1) ....( dt 1 2 dt
根据式（1）的注水速率可以保持反应釜的液位恒定在初始液位。 而上式的注水速率只取决于反应速率。反应速率可以通过聚合热 的计算得到，聚合热表达如下：
Q Wi C p (Tin Tout ) F j K j Tmj
单体生成操作画面一
单体生成操作画面二
氯乙烯生产工艺介绍
氯乙烯生产工艺介绍氯乙烯（C2H3Cl）是一种无色的、具有特殊气味的液体。
它是一种重要的工业原料，广泛用于制造塑料、橡胶和溶剂等。
下面将介绍氯乙烯的生产工艺。
氯乙烯的生产主要通过氯乙烯法和乙烯法两种工艺进行。
一、氯乙烯法：氯乙烯法是利用1,2-二氯乙烷（EDC）经热解得到氯乙烯的过程。
这个过程通常分为三步进行。
1、氯化乙烯：首先，将乙烯气体和盐酸通过氯化塔，在反应塔内进行反应。
在反应过程中，由于乙烯的不饱和，会极易将氯气引入乙烯分子中，从而生成1-氯乙烷和2-氯乙烷。
反应温度和压力一般为60~100℃和2~4MPa。
此反应是一个放热反应，可以通过控制反应温度来控制放热反应的速率。
2、稳定剂除去：在反应塔中，乙烯会与氯乙烷反应生成1,1,2-三氯乙烯和催化剂，这对后续的脱氯反应会有负面影响。
因此，需要将反应液中的稳定剂去除。
目前，常用的方法是采用碱性条件进行除去。
3、脱氯：将稳定后的液体通过脱氯器，通过高温脱氯的方法，将1,1,2-三氯乙烷中的两个氯原子去除，生成氯乙烯和盐酸。
在脱氯过程中，需要控制反应温度和压力，一般将温度控制在200~270℃，压力控制在0.5~1.0MPa。
二、乙烯法：乙烯法是通过乙烯气体经氯化、催化氧化等步骤制得氯乙烯的方法。
1、乙烯氯化：将乙烯和氯气通过氯化塔，以催化剂的存在下，进行氯化反应。
在反应塔中，乙烯分子通过与氯气反应生成EDC，其中的副产物包括1,2-二氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷等。
2、乙烯催化氧化：将EDC通过加热分解，使其分解为氯乙烯和盐酸。
反应温度一般控制在300℃以上，压力控制在0.5~1.0MPa。
该反应是一个放热反应，因此需要控制反应温度来控制反应速率。
3、氯乙烯分离：将催化氧化产生的混合气体通过分馏塔，将氯乙烯和副产物分离。
分馏塔内根据化学物质的沸点差异进行分离，将纯净的氯乙烯收集起来。
氯乙烯的生产工艺主要是通过氯乙烯法和乙烯法来进行。
其中，氯乙烯法主要是通过1,2-二氯乙烷热解来制得氯乙烯，而乙烯法则是通过乙烯气体经氯化和催化氧化等步骤制得。
氯乙烯的生产 氯乙烯的生产原理
CH2=CHCl+2HCl
（3）乙烯氧氯化反应 CH2=CH2+2HCl +1/2O2 CH2ClCH2Cl+ H2O
总反应式 ： 2CH2=CH2+Cl2 +1/2O2 2CH2=CHCl+ H2O
反应原理
乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯的工艺流程框图
• 使HCl在整个生产过程中始 终保持平衡；
• 平衡氧氯化法是目前世界公 认为技术先进、经济合理的 生产方法。
氯乙烯的生产原理
图1
图2
图3
目
CONTENTS
录
01 反应原理 02 乙烯直接氯化反应 03 二氯乙烷裂解反应 04 乙烯氧氯化反应
01
反应原理
反应原理 乙烯氧氯化法生产氯乙烯包括三步反应：
（1）乙烯直接氯化反应 CH2=CH2+Cl2 CH2ClCH2Cl
（2）二氯乙烷裂解反应 2CH2ClCH2Cl
FeCl3
抑制取代反应，促进乙烯和氯气的加成反应，减少副反应， 增加氯乙烯的收率。
03
二氯乙烷裂解反应
04
乙烯氧氯化反应
二氯乙烷裂解反应
主反应： CH2=CH2+2HCl+1/2O2 → CH2ClCH2Cl+ H2O ∆H=-251kJ/mol （1）
副反应：CH2=CH2+2O2 → 2CO+2H2O CH2=CH2+3O2 → 2CO2+2H2O CH2=CHCl+HCl → CH3CHCl2
02
乙烯直接氯化反应
乙烯直接氯化反应
主反应：CH2=CH2+Cl2 CH2ClCH2Cl ∆H=-171.7kJ/mol 副反应：CH2ClCH2Cl+Cl2 → CH2ClCHCl2+HCl
氯乙烯安全生产要点(新编版)
( 操作规程 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改氯乙烯安全生产要点(新编版)Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.氯乙烯安全生产要点(新编版)1工艺简述平衡氧氯化法制氯乙烯的生产工艺主要由直接氯化、氧氯化、二氯乙烷精馏、裂解、氯乙烯精馏等工序组成。
首先氯气和乙烯在直接氯化反应器中反应生成二氯乙烷，并剩有部分含乙烯、氧气的尾气。
二氯乙烷去二氯乙烷精制单元精制，除去其中的水、低沸物和高沸物。
精制后的二氯乙烷去二氯乙烷裂解单元，在裂解炉中于510℃、2.0MPa下进行热裂解，产生氯乙烯和氯化氢。
氯乙烯、氯化氢和未裂解的二氯乙烷一起进入氯乙烯精制单元进行分离，得到高纯度的氯乙烯。
分离出的氯化氢返回氧氯化反应器，与氧气、乙烯反应生成二氯乙烷，该二氯乙烷也进入二氯乙烷精制单元精制。
氯乙烯生产所用原料及产品（如乙烯、氯气、氯化氢、二氯乙烷、氯乙烯等）都是易燃、易爆有毒物质，工序属有毒生产作业岗位。
2重点部位2.1直接氯化单元该单元采用乙烯和氯气进行直接氯化反应。
由于隔膜法生产的氯气中含氧达4%，故反应后的尾气中有氧气存在，而直接氯化反应中为使氯气转化率尽可能提高，又采取了乙烯与氯气1.25：1克分子比，所以在尾气中氧气与乙烯共存，有形成爆炸性混合物的可能，一旦控制不好就有可能发生事故。
如某装置就曾出现过因操作工误关闭直接氯化反应乙烯阀门，造成尾气中氧含量增高，形成爆炸性混合物而发生闪爆的事故。
pvc生产原理
pvc生产原理
PVC（聚氯乙烯）是一种重要的合成塑料，其生产原理是通过聚合反应将氯乙烯（VC）单体分子连接成长链聚合物。
以下是PVC的生产过程：
1. 氯乙烯制备：氯乙烯是从石油基础化工产品经过裂解或氯化生产的。
主要方法有乙炔法、乙烷氯化法和氯化乙炔法。
其中乙炔法是常用的制备氯乙烯的方法。
2. 聚合反应：将氯乙烯单体加入反应釜中，同时加入过氧化物类或乙酰过氧乙酸类的引发剂，引发剂在加热条件下会分解产生自由基。
自由基与氯乙烯发生链引发反应，将氯乙烯单体分子连接起来形成线性聚合物。
3. PVC颗粒化：聚合反应后的PVC以悬浮液的形式存在于反应体系中。
通过加入棕榈油、硬脂酸等表面活性剂，使聚合物颗粒分散均匀，避免颗粒间的聚集。
4. 脱水和干燥：将悬浮液通过过滤或离心分离，去除大部分的反应剩余物和溶剂。
然后将湿润的PVC颗粒置于干燥室中进行烘干，以去除残余的溶剂和水分。
5. 熔融加工：将烘干后的PVC颗粒通过塑料挤出机或注塑机进行熔融加工，使其变为可塑性良好的热塑性塑料。
在熔融状态下，可以通过挤出或注塑成型，制备出各种形状的PVC制品。
PVC生产的关键在于聚合反应，通过控制反应条件、化学添加剂的选择和控制，可以获得具有不同性能和用途的PVC产品。
氯乙烯生产工艺简介
作者：郭 利 云 王 帆 白燕洁
氯乙烯生产工艺简介
氯乙烯单体(VCM)是生产聚氯乙烯树脂的主要原 料，其产品的质量和成本直接影响到聚氯乙烯树脂 的质量和成本。 氯乙烯生产工艺经历了较长时间的生产和工艺 改造，产生了电石法、二氯乙烷法等工艺，发展到 目前世界上最先进的平衡氧氯化工艺，该工艺流程 长、能耗高、三废污染严重。近十几年来，为降低 氧氯化中的能耗问题和环境污染问题，保持资源与 环境的可持续发展，各大公司纷纷改进及开发研究 新的氯乙烯生产工艺，以最大限度地降低成本，提 高产品的质量和市场竞争力。
乙烯直接氯化
e. 杂质 在高温氯化反应中，氧气可能与乙烯 中的氢原子反应生成水，而水与三氯化铁反应 产生盐酸而使催化剂浓度发生变化，并对设备 造成腐蚀；硫酸根和催化组分中的阳离子反应， 影响催化剂的用量和反应的选择性。因此，应 严格控制原料气中氧气、水分和硫酸根的含量， 要求氧气和水含量小于5×10-5、硫酸根含量小 于2X10-6 。
主要合成路线
（1）电石乙炔法 电石乙炔法是最早的生产方法。主要利用乙炔和氯 化氢为原料，用氯化汞作催化剂进行加成反应，生产氯 乙烯。该法设备、工艺简单，投资低，可以小规模经营， 但是电石耗电大，成本上升，反应中使用的催化剂污染 严重。在世界上先进国家和我国的先进PVC厂已逐渐将 其淘汰。反应路线为
反应路线同联合法，但原料乙烯及乙炔是石脑 油裂解得到的混合气。此法虽然摆脱了电石原 料，省去了分离乙炔和乙烯的费用，但是其工 艺过程复杂，基建投资大，成本高。
主要合成路线
（4）平衡氧氯化法 在氯乙烯生产中利用氯化氢的第二种方法是将氯化氢 用于与乙烯的氧氯化反应。 在乙烯氧氯化合成二氯乙烷的反应逐步取代了联合法。 乙烯氧氯化反应解决了氯化氢的利用问题，使以乙烯 和氯气为原料生产氯乙烯的方法显出极大的优越性。 乙烯氧氯化法生产氯乙烯包括两个反应，第一个反应 是乙烯在铜催化剂存在下与氯化氢进行氧氯化反应生 成1，2-二氯乙烷，第二个反应时1，2-二氯乙烷裂解 脱氯化氢生成氯乙烯。
氯乙烯生产工艺
氯乙烯生产工艺氯乙烯的生产方法有电石乙：炔法、乙烯氧氧化法、乙烯直接氯化法等。
电石法在国内氯乙烯生产工艺中占主导地位。
氯乙烯装置吸收近年来乙炔法氯乙烯的技术改进成果，选择改良传统合成转化技术，利用经分别干燥处理的乙炔和氯化氢原料气，按设定比例混合后，通过一段、二段反应器反应生成氯乙烯，反应过程中放出的热量，通过冷剂庚烷气化移热。
采用专有技术反应器，提高了生产能力，单台反应器生产强度高，节省了设备投资，节约了占地面积。
由于庚烷冷剂的气化潜热较大，容易控制反应温度，催化剂不易升华，所以消耗低。
同时避免了国内传统工艺用水移热导致设备腐蚀的潜在危险，有效地防止催化剂结块，保证生产顺利稳定地运行。
来自反应器的合成气经净化、压缩、冷凝、精馏，得到氯乙烯成品。
精馏尾气采用变压吸附技术回收尾气中的VCM、乙炔和氢气等，降低了原料和动力消耗，有利于环境保护，尾气达标排放。
一、氯乙烯工艺流程与特点（一）装置组成氯乙烯装置由原料处理单元，VCM合成单元，VCM净化、压缩单元，VCM冷凝、精馏单元，尾气及废水处理单元和罐区单元组成。
（二）工艺流程与特点1、工艺流程(1）原料处理单元氯化氢进入氯化氢深冷器，由35℃的冷冻盐水冷至13℃，进入盐酸分离器和氯化氢除雾器，除去冷凝盐酸后进入干燥预热器，用热水加热到20℃，依次进入一段干燥塔、二段干燥塔、三段干燥塔与98%硫酸逆流接触，经硫酸除雾器除去夹带硫酸，将氯化氢干燥至含水量lOOppm以下，送至混合器。
盐酸分离器和氯化氢除雾器分离下来的盐酸进入废酸槽，由废酸泵送人副产盐酸槽。
98%的硫酸先进入98%硫酸罐，再由98%硫酸泵送至硫酸除雾器下部，通过溢流先后进入三段干燥塔、二段干燥塔、一段干燥塔，最后溢流到废硫酸罐，由废硫酸泵送出。
三台干燥塔中的硫酸通过各自的循环泵进行循环。
废硫酸可以送至罐区外销。
乙炔气进入乙：炔冷却塔，冷却后经乙炔气除雾器除去水分后至乙块干燥塔干燥，干燥采用变温吸附工艺，将乙块干燥至含水量50ppm以下，至混合器。
氯乙烯生产工艺流程
氯乙烯生产工艺流程
氯乙烯是一种重要的有机化学品，广泛应用于塑料制造、橡胶工业、冶金等领域。
其生产工艺主要包括乙炔法和乙烯法两种，以下为氯乙烯生产工艺流程的具体介绍。
1. 乙炔法的生产工艺流程：
（1）原料准备：通过精炼过程，将石油原料脱除杂质，获得
纯净的液态乙烷。
（2）氯化反应：将乙烷与氯气在高温下进行氯化反应，生成
氯乙烯。
反应温度通常在400-600℃之间，反应产物经冷却、
凝固后得到氯乙烯。
（3）净化分离：将反应产物经过净化处理，去除杂质如氯乙烷、氯乙炔等，得到高纯度的氯乙烯。
2. 乙烯法的生产工艺流程：
（1）原料准备：乙烯和氯气作为原料通过精炼过程获得纯净
的乙烯和氯气。
（2）氯化反应：将乙烯和氯气在催化剂的作用下进行氯化反应，生成氯乙烯。
常用的催化剂有氯化铜、氯化钴等。
（3）净化分离：将反应产物经过净化处理，去除杂质如未反
应的乙烯、氯乙烷等，得到高纯度的氯乙烯。
以上是氯乙烯生产工艺流程的简要介绍，实际生产中还涉及到废气处理、回收再利用等环节。
随着技术的不断进步，氯乙烯生产工艺也在不断改进，以提高产量和降低能耗。
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课件演示小组：学霸小组 ------陈洋，宋磊，刘江波，贾文龙，李普庆
目录
氯乙烯的市场市场现状
氯乙烯的性质
氯乙烯的生产技术
氯乙烯生产新工艺
第一节：氯乙烯的市场现状
氯乙烯是聚氯乙烯树脂的单体，是目前塑料产量 最大的品种之一，市场需求量大 氯乙烯制品在工农业，交通运输业，日常生活等 方面应用十分广泛
高温氯化技术
高温氯化最大好处 就是充分利用了反 应过程产生的大量 热量,降低了EDC 精馏单元的负荷;缺 点是反应纯度较低, 容易产生三氯乙烷 等副产物。
第三节:氯乙烯生产新工艺
1、乙烯直接氯化/氯化氢氧化制氯乙烯工艺 乙烯直接氯化/氯化氢氧化制氯乙烯是一种新的生产氯乙烯技术， HCl先电解产生氯，产生的氯再回到直接氯化，得到的产物送入VCM 精制单元后得到产品氯乙烯。其工艺简图如图所示。乙烯直接氯化/ 氯化氢氧化工艺的EDC收率比平均氧氯化工艺高，另外生产的投资 费用也比较低，同时由于该 工艺在生产过程中不产生水，减少了对 设备的腐蚀。此外，乙烯直接氯化/氯化氢氧化工艺的转化率也高于 平均氧氯化工艺，主要原因是直接氯化反应没有多氯代烃及部分氧 化的副产品生成。
直接氯化工艺 通过乙稀和氯气直接进行加成 反应生产EDC是世界上被普遍 采用的技术,该工艺以FeCl3或 者络合物作为催化剂,用液相 EDC作为介质,氯气和乙烯鼓泡 通过液相进行反应,生成高纯度 的EDC。根据产物EDC的产出 氯化可分为低温氯化技术、中 温氯化技术以及高温氯化技术
氧氯化工艺
氧氯化反应是以乙稀、氯化氧、 氧气(或空气)为原料,用氯化铜 作为催化剂,生产EDC。乙稀氧 氯化反应过程产生大量反应热 量,一般在填满催化剂的固定床 或流化床反应器中进行反应。
在热、光及过氧化 物等引发剂作用下，可 以本体聚合、溶液聚合 及乳液聚合。可以与丙 烯酸、苯乙烯等进行共 聚。还可进行加成、缩 合、取代等反应。分子 中的双键在自由基引发 剂存在下可以进行聚合 和共聚反应。可以发生 加成反应、氧化反应和 热解反应。有水存在时 ，可以发生水解反应。
用以制造聚氯乙烯的 均聚物和共聚物，可与乙 酸乙烯酯、丁二烯等共聚 ，可用作染料及香料的萃 还剂。塑料工业的重要原 料，也可用作冷冻剂等。 用于制造聚氯乙烯。也可 与乙酸乙烯酯、丁二烯、 丙烯腈、丙烯酸酯、偏氯 乙烯等共聚，制造胶黏剂 、涂料、食品包装材料、 建筑材料等。还可用作染 料及香料的萃取剂。
电石法
乙炔和氯化氢气相反应生成氯乙烯，催化剂主要成分为氯化汞,载体为 活性碳。
主反应:
CaC2+H20=C2H2+Ca(0H)2
C2H2+HCI—CH2=CHC1+124.77KJ
主要副反应:C2H2+H20 =CH3CHO CH2=CHCl+HCI=CH3CHCl2
电石法
乙炔和氯化氢按摩尔比1: 1.05-1.1混合进入装有氯化汞催化剂反应器内
直接氯化工艺
直接氯化可分为低 温氯化技术、中温 氯化技术以及高温 氯化技术
低温氯化技术
低温氯化的优点 是EDC纯度比较 高,同时副产品相 对较少;缺点是粗 EDC需要进行水 洗、碱洗处理,造 成废水量大,增加 EDC损失。
中温氯化技术
中温氯化技术的优 点主要有:反应速 率快、催化剂无损 耗、反应器不容易 被腐烛;缺点就是 反应过程中产生的 大量热量没有能够 得到充分的利用。
第三节：氯乙烯的Biblioteka 产技术电石法电石法是氯乙烯最早完成工 业化生产的。电石和水发生 反应生成乙炔,乙炔与氯化 氢在催化剂氯化汞的作用下 发生加成反应,生成氯乙烯 。
乙烯法
乙烯氧氯化法是乙稀与氯气直接加成 反应生成二氯乙烷，二氯乙烷在裂解 炉内进行裂解得到产品氯乙稀及副产 物氯化氢。氯化氢再在氧氯化反应器 内与乙稀、氧气发生氯化反应得到二 氯乙烷以及少量的水。
流化床氧氯化技术
氯乙烯生产新工艺
2、乙烷直接氧氯化生产氯乙稀工艺 乙烷直接氧氯化制VCM是近年来新开发的合成工艺,这个新 工艺的关键是开发出高稳定性及高活性的催化剂。此前国外主要为欧洲以 及美国对乙烷氧氯化制VCM工艺的研发工作十分活跃。欧洲EVC公司在 2003年完成了乙烷直接氧氯化制VCM工艺的半工业化。目前我国尚无以乙 烷为原料经氧氯化催化合成制VCM的合成路线。用乙烷法生产VCM,可以 大大降低VCM的生产成本,尤其在天然气资源比较丰富的地区,乙烷氧氯化 制VCM相比平衡氧氯化法制VCM而言经济效益较好。 3、二氯乙烷/纯碱工艺新技术 二氯乙烷/纯碱工艺新技术工艺由荷兰Akzo公司所开发,他们将Solvay公 司的碳酸氢钠生产工艺与乙烯氧氯化生产EDC、EDC裂解生产VCM的工艺 进行了结合,创造了一条生产VCM并副产纯碱的新工艺路线。在此工艺中, 氧氯化单元不需使用电解氯化钠来生产氯,而是使用有机氯化铵作氯化剂,大 大降低了能源消耗。该工艺提高了 VCM的转化率,同时还副产高质量的纯 碱,且设备等投资比平衡氧氯化工艺缩减了 30%。
(1)直接氯化,乙烯及氯气发生加成反应生成 1,2-二氯乙烷; (2)EDC裂解,EDC在高温情况下裂解生成氯 化氢和氯乙烯; (3)氧氯化,在裂解过程中生成的氯化氢和乙 烯、氧气发生氧化反应生成EDC和少量的水 。
乙稀平衡氧氯化法
目前世界上各氯乙烯生产大国使用的平衡氧氯化 法工艺稍有不同,其不同主要集中在直接氯化及 氧氯化两部分,而EDC裂解部分基本没有差异。
本次课程结束，谢谢欣赏
氯乙烯的生产主要有电石法和乙烯法
氯乙烯生产在石油化工生产中占有重要地位
第二节：氯乙烯的性质及用途
无色易液化气体 。具有醚臭。 微溶 于水。水中溶解度（ %，体积）： 0℃0.81；10℃0.57 ；20℃0.29。溶于乙 醇、乙醚、四氯化碳 、苯。易燃，能与空 气形成爆炸性混合物 ，爆炸极限3.6%26.4%（体积分数） 。遇明火、高温有燃 烧爆炸的危险。有毒 。
氧氯化工艺
固定床氧氯化技术
固定床反应器通常为串联的多 级形式,其结构与大型多管热 交换器相似,管程为催化剂,壳 程为冷却介质。反应温度一般 控制在220-260C,系统压力一 般为0.4-0.6MPa,原料气中乙烯 通常100%过量并可以循环使用。
纯氧法流化床氧氯化工艺的反 应温度225C,反应压力0.2MPa, 气体空速1500-1600h-l,原料气 中乙稀过量,以提高氯化氢的转 化率。空气法流化床氧氯化工 艺的反应温度230C,反应压力 0.32MPa,气体空速300-500 h-1, 原料气中乙稀不过量。
进行反应,反应为放热反应,热量通过列管外的循环冷却水移走,反应后粗 氯乙烯气体进入水洗搭及碱洗塔,洗涤去气体中的氯化氢及二氧化碳,碱洗 后的气体,通过干燥塔进行压缩、全凝并液化,液体氯乙烯通过低沸点塔及 高沸点塔,除去高、低沸物,得到精氯乙烯送入贮槽。
电石法
乙稀平衡氧氯化法
C2H4+CI2——C2H4CI2 (FeCl3) C2H4CI2 ——C2H3Cl+HCl C2H4+2HCI+I/2O 2—— C2H4CI2+H2O(CuCl2)