乙烯氧氯化法生产氯乙烯 化工工艺学课件

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乙烯氧氯化制氯乙烯

乙烯氧氯化制氯乙烯

乙烯氧氯化制氯乙烯氯乙烯是最重要的单体之一,主要用于生产聚氯乙烯。

就产量而言,在乙烯系列高聚物中聚氯乙烯仅次于聚乙烯居第2位。

氯乙烯也能与1-1-二氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸甲酯、丁二烯和丙烯腈等共聚。

此外,氯乙烯还用作冷冻剂。

1. 氯乙烯生产方法评述在氯乙烯生产历史上,曾出现过以下4种生产方法。

(1)乙炔法这是20世纪50年代前氯乙烯的主要生产方法,中国至今还有一些化工企业仍采用本法生产氯乙烯。

乙炔转化率97%~98%,氯乙烯产率80%~95%,主要的副产物是1-1-二氯乙烷,它是由氯乙烯与过量的氯化氢经加成反应生成的。

反应中为保证催化剂HgCl2不被乙炔还原成低价汞盐Hg2Cl2或金属汞,氯化氢是过量的,过量以不超过15%为宜。

乙炔法技术成熟,反应条件缓和,设备简单,副产物少,产率高。

因为用氯化氢作原料,适合在以氯化氢为副产物的企业(例如电化厂)组织生产。

本法的主要缺点是乙炔价贵,催化剂含汞有毒,不仅损害工人身体健康,还会污染环境。

(2)乙烯法这是20世纪50年代后发展起来的生产方法。

乙烯与氯经加成反应生成二氯乙烷:二氯乙烷再在500~550摄氏度下热裂解或在1.0MPa,140~145摄氏度下经碱分解制得氯乙烯:乙烯已能由石油烃热裂解大量制造出来,价格比乙炔便宜,催化剂毒害比氯化汞小得多。

但氯的利用率只有50%,另一半氯以氯化氢的形式从热裂解气中分离出来后,由于含有有机杂质,色泽和纯度都达不到国家标准,它的销售和利用问题就成为工厂必须解决的技术经济问题,虽然也可用空气或氧把氯化氢氧化成氯气重新使用,但设备费和操作费均较高,导致氯乙烯生产成本提高。

(3)联合法是上述两法的改良。

目的是用乙炔来消耗乙烯法副产的氯化氢。

本法等于在工厂中并行建立两套生产氯乙烯的装置,基建投资和操作费用会明显增加,有一半烃进料是价格较贵的乙炔,致使生产总成本上升,乙炔法的引入仍会带来汞的污染问题。

因此,本法也不甚理想。

氯乙烯的生产 乙烯氧氯化法生产氯乙烯工艺条件的确定

氯乙烯的生产 乙烯氧氯化法生产氯乙烯工艺条件的确定
乙烯氯氧化法生产氯乙烯 工艺条件的确定
乙烯氯氧化法生产 氯乙烯的反应原理
乙烯直接氯化过程 乙烯氯氧化过程 二氯乙烷裂解过程

CONTENTS

01 乙烯直接氯化过程 02 乙烯氯氧化过程 03 二氯乙烷裂解过程
01
乙烯直接氯化过程
乙烯直接氯化过程
影响 因素
乙烯直接氯化过程
1.原料配比
CH2=CH2+Cl2
理论上
C2H4:HCl:O2=1:2:0.5
HCl会吸附在催化剂表面,使催化剂发生变化,床层会急剧升高,甚至发生节涌 现象,以致不能正常操作。
C2H4稍过量,O2过量50%左右,可保证HCl完全转化
C2H4:HCl:O2=1.05:2:(0.75~0.85)
乙烯氯氧化过程
2.原料气纯度 CH2=CH2+2HCl +1/2O2
乙烯氧氯化过程、二氯乙烷裂 解过程的工艺条件。
1.原料纯度 2CH2ClCH2Cl
CH2=CHCl+2HCl
严格控制1,2-二氯丙烷含量,小于0.1%; 铁量要求不大于10-4; 水分含量控制在5×10-6以下。
二氯乙烷裂解过程
2.反应温度 2CH2ClCH2Cl
T =450℃
CH2=CHCl+2HCl
裂解反应速率很慢,转化率很低
T =500℃ T ≥600℃
常压或加压反应皆可,一般在0.1~1MPa
乙烯氯氧化过程
5.停留时间 CH2=CH2+2HCl +1/2O2
CH2ClCH2Cl+ H2O
停留时间短
HCl转化不完全
停留时间长
转化率下降
停留时间一般为5~10s

乙烯氧氯化法生产氯乙烯[1]

乙烯氧氯化法生产氯乙烯[1]

乙烯氧氯化法生产氯乙烯[1]乙烯氧氯化法是一种合成氯乙烯的工业化有机合成方法。

这种方法是使用乙烯作为原料,通过氯化和氧化两步反应,从而制得氯乙烯。

这种方法可以生产高纯度、优质氯乙烯,并且产量大,效率高,应用广泛。

1. 反应方程式乙烯氧氯化化学反应的方程式如下:C2H4 + Cl2 + 2H2O → C2H3Cl + 2H3O+这两个反应步骤分别称为氯化和氧化两个反应过程。

2. 反应机理以上所述的两个反应步骤都是一些相对独立的化学反应。

在第一步反应中,石墨催化剂(主要是Cl-)与 Cl2 与 H2O 反应,生成了 HO- 和 H+ 两种离子。

在这种情况下,Cl2 受到 OH- 的影响而转化成了 HCl 和 ClO- 两种化合物。

H+ 与 HO- 反应,生成了 H2O。

以下是反应过程方程:H+ + OH- → H2O在第二步反应中,生成的 C2H3Cl 与 H2O 反应,生成 C2H3OH 和 HCl。

反应过程如下:3. 反应条件乙烯氧氯化反应必须在一定的条件下进行。

一般来说,反应温度经过优化得到大约是130℃ 至160℃范围内的温度。

反应要求加压,压力大约为 4 至 10 atm。

反应使用的催化剂一般是石墨或者是活性碳,馏分一般分离为腈类化合物和 HCl。

4. 反应特点1) 氧化反应与氯化反应可能发生互相干扰。

2) 活性碳催化剂的使用可以有效地提高氯乙烯的收率。

3) 该方法生产的氯乙烯可用于不同的化学和工业应用中,使其成为一种广泛使用的重要有机物。

5. 应用氧氯化法是氯乙烯生产最主要的方法之一,广泛应用于制造合成橡胶、塑料、树脂等多种化学产品和石化工业中。

在橡胶工业中,它被用于生产合成橡胶,其中化学方法是通过聚合氯乙烯来生成微粒。

在石化工业中,氧氯化法可以用于制造不同种类的聚合物,例如聚氯乙烯等。

6. 总结乙烯氧氯化法是一种生产高质量、大规模的氯乙烯的方式。

反应机理基于氯化和氧化反应两个步骤,而反应条件在温度和压力方面具有特定的要求。

氯乙烯的生产 氯乙烯的生产原理

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

CONTENTS

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

乙烯氧氯化制氯乙烯

乙烯氧氯化制氯乙烯

第七章氯化第四节乙烯氧氯化制氯乙烯问题4:什么叫氧氯化反应?什么叫HCl的平衡氧氯化制氯乙烯的反应过程?一.三步法(平衡HCl的氧氯化法)C2H4+Cl2——>C2H4Cl2C2H4+2HCl+0.5O2——>C2H4Cl2+H2O2C2H4Cl2——>2C2H3Cl+2HCl二.二步法:适用于副产HCl的工业,进口EDC.三.一步法:2C2H4+Cl2+0.5O2——>2C2H3Cl+H2O四.乙烷法制VCM(乙工业化)五.直接氯化反应1.C2H4+Cl2——>C2H4Cl2+Q催化剂:FeCl3,Q=171.5KJ/mol副反应:C2H4Cl2+Cl2——>C2H3Cl3+HCl 2.反应机理:离子型机理CH2=CH2+Cl—Cl——>[CH2—CH2Cl]+Cl [CH2=CH2—Cl]+Cl——>ClCH2CH2Cl催化剂作用:FeCl3+Cl2——>[FeCl4]+ClCl+C2H4——>[CH2CH2Cl][CH2CH2Cl]+[FeCl4]——>ClCH2CH2Cl+FeCl33.反应动力学:r=kC C2=*C Cl24.反应条件:a.C2=与Cl2的mol比工业上:C2=:Cl2=1.05:1因为Cl2的后处理困难;爆炸混合物。

b.反应温度:工业上:38°C—100°C38°C:产物液相出料;100°C:产物EDC气相出料。

※工艺流程:六.氧氯化反应:1.C 2H 4+2HCl+0.5O 2——>C 2H 4Cl 2+H 2O 催化剂CuCl 2;放热56.6KJ/mol副反应:乙烯燃烧副反应:深度氧氯化 C 2H 4+3HCl+O 2——>C 2H 3Cl 3+2H 2O C 2H 4+3HCl+2O 2——>CCl 3CHO+3H 2O 2.反应催化剂:表7-4不同K/Cu 原子比的CuCl2—KCl/r —Al2O3催化剂的选择性单组分催化剂:CuCl2/r-Al2O3C2H4:HCl:O2=1.16:2:0.9C2H4与O2过量,保证HCl的转化率。

乙烯氧氯化法生产氯乙烯1

乙烯氧氯化法生产氯乙烯1

乙烯氧氯化法生产氯乙烯一、概述1.氯乙烯的性质和用途氯乙烯在常温常压下是一种无色的有乙醚香味的气体,沸点-13.9℃,临界温度142℃,临界压力为5.12MPa,尽管它的沸点低,但稍加压力,就可得到液体的氯乙烯。

氯乙烯易燃,闪点小于-17.8℃,与空气容易形成爆炸混合物,其爆炸范围为4~21.7%(体积)。

氯乙烯易溶于丙酮、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂,微溶于水,在水中的溶解度是0.001g/L。

氯乙烯具有麻醉作用,在20~40%的浓度下,会使人立即致死,在10%的浓度下,—小时内呼吸管内急动而逐渐缓慢,最后微弱以致停止呼吸。

慢性中毒会使人有晕眩感觉,同时对肺部有刺激,因此,氯乙烯在空气中的允许浓度为500ppm。

氯乙烯是分子内包含氯原子的不饱和化合物。

由于双键的存在,氯乙烯能发生一系列化学反应,工业应用最重要的化学反应是其均聚与共聚反应。

氯乙烯是聚氯乙烯的单体,在引发剂的作用下,易聚合成聚氯乙烯。

氯乙烯也可以和其它不饱和化合物共聚,生成高聚物,这些高聚物在工业上和日用品生产上具有广泛的用途。

因此,氯乙烯的生产在有机化工生产中占有重要的地位。

2.氯乙烯的生产方法氯乙烯首先在工业上实现生产是在20世纪30年代,当时是使用电石水解成,乙炔和氯化氢进行加成反应得到的。

其化学反应方程式为:CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2C2H2 + HCl CH2CHCl50年代前,电石是由焦炭与生石灰在电炉中加热生成:CaO+3C CaC2 + CO随着氮乙烯需求量的增加,人们致力于寻找生产氯乙烯更廉价的原料来源。

在50年代初期,乙烯成为生产氯乙烯更经济、更合理的原料。

实现了由乙烯和氯气生产氯乙烯的工业生产路线。

该工艺包括乙烯直接氯化生产二氯乙烷及二氯乙烷裂解生产氯乙烯。

随后,人们注意到二氯乙烷裂解过程,除生成氯乙烯外还生成氯化氢。

由此,工业界想到由氢化氢可以连同乙炔生产工艺一起生产氯乙烯。

CH 2=CH2十C12 → CH 2C1—CH 2C1CH 2C1—CH 2C1 → CH 2=CHC1十HC1十HCl → CH 2=CHC150年代后期,开发出乙烯氧氯化工艺以适应不断增长的对氯乙烯的需求。

氯乙烯生产工艺ppt课件

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二氯乙烷的裂解部分参数
• 裂解温度:500℃。 • EDC预热器:170 ℃。 • 对流段预热:225 ℃。 • 急冷塔入口气温度270℃。
5.氯乙烯精制单元流程简易图
氯乙烯精制单元部分参数
• HCl塔:塔板数 60;压力1.2MPa;塔顶温度-24
• • • • •
℃;塔底温度110 ℃,设计回流比0.6。 作用:从VCM和EDC中分离出HCl。 VCM1# 塔:塔板数 80;压力0.55MPa;塔顶温度 43℃;塔底温度163 ℃,设计回流比1.8。 作用:从EDC中分离出VCM。 VCM2# 塔:(填料塔)压力0.5MPa;塔顶温度 40℃;塔底温度41 ℃。 作用:从VCM 中所含有的HCl汽提出来。
6.废水处理(EDC回收)
废液、废气焚烧
• VCM装置的废液、废气焚烧后回收HCl和热量。 • 下面是典型的废热回收流程:
平衡氧氯化生产氯乙烯工序
• 1.直接氯化 • 2.氧氯化 • 3.二氯乙烷精制 • 4.二氯乙烷裂解 • 5.氯乙烯精制 • 6.废水、废气处理
平衡氧氯化生产氯乙烯流程示意图
1. 直接氯化工序
直接氯化工序简易流程图
直接氯化工艺参数
• 参数: • 场所:鼓泡塔氯乙烷液相中
• 催化剂:0.3%FeCl3 (wt) • 温度:90℃ • 事项: • 1.反应温度不宜高,否则产生副产物多氯代烃 • 2.乙烯过量,目的是氯尽可能反应,抑制副产物 • 3.注意安全,控制尾气氧气的含量<10%.
氯乙烯的用途
• 氯乙烯在工业上的主要应用是生产聚氯乙
烯树脂,故常称其为氯乙烯单体(vinyl chloride monomer,VCM)。目前用于制 造聚化溶剂,主要 是1,1,1-三氯乙烷和1,1,2-三氯乙烷。

乙烯氧氯化法生产氯乙烯 化工工艺学课件

乙烯氧氯化法生产氯乙烯 化工工艺学课件

乙烯氧氯化法生产氯乙烯化工工艺学课件乙烯氧氯化法生产氯乙烯一、概述1(氯乙烯的性质和用途氯乙烯在常温常压下是一种无色的有乙醚香味的气体,沸点-13.9?,临界温度142?,临界压力为5.12MPa,尽管它的沸点低,但稍加压力,就可得到液体的氯乙烯。

氯乙烯易燃,闪点小于-17.8?,与空气容易形成爆炸混合物,其爆炸范围为4,21.7,(体积)。

氯乙烯易溶于丙酮、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂,微溶于水,在水中的溶解度是0.001g,L。

氯乙烯具有麻醉作用,在20,40,的浓度下,会使人立即致死,在10,的浓度下,—小时内呼吸管内急动而逐渐缓慢,最后微弱以致停止呼吸。

慢性中毒会使人有晕眩感觉,同时对肺部有刺激,因此,氯乙烯在空气中的允许浓度为500ppm。

氯乙烯是分子内包含氯原子的不饱和化合物。

由于双键的存在,氯乙烯能发生一系列化学反应,工业应用最重要的化学反应是其均聚与共聚反应。

氯乙烯是聚氯乙烯的单体,在引发剂的作用下,易聚合成聚氯乙烯。

氯乙烯也可以和其它不饱和化合物共聚,生成高聚物,这些高聚物在工业上和日用品生产上具有广泛的用途。

因此,氯乙烯的生产在有机化工生产中占有重要的地位。

2(氯乙烯的生产方法氯乙烯首先在工业上实现生产是在20世纪30年代,当时是使用电石水解成,乙炔和氯化氢进行加成反应得到的。

其化学反应方程式为:CaC + 2HO ? Ca(OH) + CH 22222CH + HCl ?CHCHCl 22250年代前,电石是由焦炭与生石灰在电炉中加热生成:CaO+3C ? CaC + CO 2随着氮乙烯需求量的增加,人们致力于寻找生产氯乙烯更廉价的原料来源。

在50年代初期,乙烯成为生产氯乙烯更经济、更合理的原料。

实现了由乙烯和氯气生产氯乙烯的工业生产路线。

该工艺包括乙烯直接氯化生产二氯乙烷及二氯乙烷裂解生产氯乙烯。

随后,人们注意到二氯乙烷裂解过程,除生成氯乙烯外还生成氯化氢。

由此,工业界想到由氢化氢可以连同乙炔生产工艺一起生产氯乙烯。

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乙烯氧氯化法生产氯乙烯化工工艺学课件乙烯氧氯化法生产氯乙烯一、概述1(氯乙烯的性质和用途氯乙烯在常温常压下是一种无色的有乙醚香味的气体,沸点-13.9?,临界温度142?,临界压力为5.12MPa,尽管它的沸点低,但稍加压力,就可得到液体的氯乙烯。

氯乙烯易燃,闪点小于-17.8?,与空气容易形成爆炸混合物,其爆炸范围为4,21.7,(体积)。

氯乙烯易溶于丙酮、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂,微溶于水,在水中的溶解度是0.001g,L。

氯乙烯具有麻醉作用,在20,40,的浓度下,会使人立即致死,在10,的浓度下,—小时内呼吸管内急动而逐渐缓慢,最后微弱以致停止呼吸。

慢性中毒会使人有晕眩感觉,同时对肺部有刺激,因此,氯乙烯在空气中的允许浓度为500ppm。

氯乙烯是分子内包含氯原子的不饱和化合物。

由于双键的存在,氯乙烯能发生一系列化学反应,工业应用最重要的化学反应是其均聚与共聚反应。

氯乙烯是聚氯乙烯的单体,在引发剂的作用下,易聚合成聚氯乙烯。

氯乙烯也可以和其它不饱和化合物共聚,生成高聚物,这些高聚物在工业上和日用品生产上具有广泛的用途。

因此,氯乙烯的生产在有机化工生产中占有重要的地位。

2(氯乙烯的生产方法氯乙烯首先在工业上实现生产是在20世纪30年代,当时是使用电石水解成,乙炔和氯化氢进行加成反应得到的。

其化学反应方程式为:CaC + 2HO ? Ca(OH) + CH 22222CH + HCl ?CHCHCl 22250年代前,电石是由焦炭与生石灰在电炉中加热生成:CaO+3C ? CaC + CO 2随着氮乙烯需求量的增加,人们致力于寻找生产氯乙烯更廉价的原料来源。

在50年代初期,乙烯成为生产氯乙烯更经济、更合理的原料。

实现了由乙烯和氯气生产氯乙烯的工业生产路线。

该工艺包括乙烯直接氯化生产二氯乙烷及二氯乙烷裂解生产氯乙烯。

随后,人们注意到二氯乙烷裂解过程,除生成氯乙烯外还生成氯化氢。

由此,工业界想到由氢化氢可以连同乙炔生产工艺一起生产氯乙烯。

CH,CH十C1 ? CH C1—CHC1 22222CH C1—CH C1 ? CH,CHC1十HC1 22250年代后期,开发出乙烯氧氯化工艺以适应不断增长的对氯乙烯的需求。

在这个过程中,乙烯、氧气和氯化氢反应生成二氯乙烷,和直接氯化过程结合在一起,两者所生成的二氯乙烷一并进行裂解得到氯乙烯,这种生产方法称为平衡法。

至今世界上虽仍有少量的氯乙烯来自于电石乙炔及乙炔—乙烯混合法,而绝大部分氯乙烯是通过基于乙烯和氯气的平衡过程生产。

平衡氧氯化生产工艺仍是已工业化的、生产氯乙烯单体最先进的技术,在世界范围内,93,的聚氯乙烯树脂都采用由平衡氧氯化法生产的氯乙烯单体聚合而成。

该法具有反应器能力大、生产效率高、生产成本低、单体杂质含量少和可连续操作等特点。

二、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 CH=CH + Cl ? CHClCHCl 22222(2)二氯乙烷裂解 2CHClCHCl ? 2CH=CHCl + 2HCl 222(3)乙烯氧氯化 CH=CH + 2HCl + O ? CHClCHCl + HO 222222总反应式 2CH=CH + Cl + O ? 2CH=CHCl + HO 222222其工艺过程示意如图6—14。

图6,14乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯的工艺流程此图可见,该法生产氯乙烯的原料只需乙烯、氯和空气(或氧),氯可以全部被利用,其关键是要计算好乙烯与氯加成和乙烯氧氯化两个反应的反应量,使1,2—二氯乙烷裂解所生成的HCl恰好满足乙烯氧氯化所需的HCl。

这样才能使HCl在整个生产过程中始终保持平衡。

该法是目前世界公认为技术先进、经济合理的生产方法。

现将三步反应原理分别进行讨论:1(主、副反应(1)乙烯直接氯化部分主反应: CH=CH + Cl ? CHClCHCl ?H , -171.7kJ,mo1 22222该反应可以在气相中进行,也可以在溶剂中进行。

气相反应由于放热大,散热困难而不易控制,因此工业上采用在极性溶剂存在下的液相反应,溶剂为二氯乙烷。

副反应:CHClCHCl + Cl ? CHClCHCl + HCl 2222CHClCHCl + Cl ? CHClCHCl + HCl 22222主要生成多氯乙烷。

乙烯中的少量甲烷和微量丙烯亦可发生氯代和加成反应形成相应副产物。

(2)二氯乙烷裂解部分主反应:CHClCHCl CH=CHCl + HCl ?H , 79.5kJ,mo1 222此反应是吸热可逆反应。

副反应:CH=CHCl ?CH?CH + HCl 2CH=CHCl + HCl ? CHCHCl 232CHClCHCl ? H + 2HCl + 2C 222n CH=CHCl 聚氯乙烯 2(3)乙烯氧氯化部分主反应:CH=CH + 2HCl + O ? CHClCHCl + HO ?H , -251kJ,mo1 222222这是一个强放热反应。

副反应:CH=CH + 2O ? 2CO + 2HO 2222CH=CH + 3O ? 2CO + 2HO 22222CH=CHCl + HCl ? CHCHCl 232CHClCHCl CH=CHCl CHClCHCl 22222还有生成其它氯衍生物的副反应反生。

这些副产物的总量仅为二氯乙烷生成量的1,以下。

2(催化剂乙烯液相氯化反应的催化剂常用FeCl。

加入FeCl的主要作用是抑制取代反应,促进33乙烯和氯气的加成反应,减少副反应增加氯乙烯的收率。

二氯乙烷裂解反应是在高温下进行,不需要催化剂。

乙烯氧氯化制二氯乙烷需在催化剂存在下进行。

工业常用催化剂是以γ—A1O 为载体23的CuCl催化剂。

根据氯化铜催化剂的组成不同,可分为单组分催化剂、双组分催化剂、多2组分催化剂。

近年来,发展了非铜催化剂。

三、操作条件1(乙烯直接氯化部分(1)原料配比乙烯与氯气的摩尔比常采用1.1:1.0。

略过量的乙烯可以保证氯气反应完全,使氯化液中游离氯含量降低,减轻对设备的腐蚀并有利于后处理。

同时,可以避免氯气和原料气中的氢气直接接触而引起的爆炸危险。

生产中控制尾气中氯含量不大于0.5%,乙烯含量小于1.5,。

(2)反应温度乙烯液相氯化是放热反应,反应温度过高,会使甲烷氯化等反应加剧,对主反应不利;反应温度降低,反应速度相应变慢,也不利于反应。

一般反应温度控制在53?左右。

(3)反应压力从乙烯氯化反应式可看出,加压对反应是有利的。

但在生产实际中,若采用加压氯化,必须用液化氯气的办法,由于原料氯加压困难,故反应一般在常压下进行。

2(二氯乙烷裂解部分(1)原料纯度在裂解原料二氯乙烷中若含有抑制剂,则会减慢裂解反应速度并促进生焦。

在二氯乙烷中能起强抑制作用的杂质是1,2—二氯丙烷,其含量为0.1,0.2,时,二氯乙烷的转化率就会下降4,10,。

如果提高裂解温度以弥补转化率的下降,则副反应和生焦量会更多,而且1,2—二氯丙烷的裂解产物氯丙烯具有更强的抑制裂解作用。

杂质l,1—二氯乙烷对裂解反应也有较弱的抑制作用。

其它杂质如二氯甲烷、三氯甲烷等,对反应基本无影响。

铁离子会加-4速深度裂解副反应,故原料中含铁量要求不大于10。

水对反应虽无抑制作用,但为了防止-6对炉管的腐蚀,水分含量控制在5×10以下。

(2)反应温度二氯乙烷裂解是吸热反应,提高反应温度对反应有利。

温度在450?时,裂解反应速度很慢,转化率很低,当温度升高到500?左右,裂解反应速度显著加快。

但反应温度过高,二氯乙烷深度裂解和氯乙烯分解、聚合等副反应也相应加速。

当温度高于600?,副反应速度将显著大于主反应速度。

因此,反应温度的选择应从二氯乙烷转化率和氯乙烯收率两方面综合考虑,一般为500,550?。

(3)反应压力二氯乙烷裂解是体积增大的反应,提高压力对反应平衡不利。

但在实际生产中常采用加压操作,其原因是为了保证物流畅通,维持适当空速,使温度分布均匀,避免局部过热;加压还有利于抑制分解生炭的副反应,提高氯乙烯收率;加压还利于降低产品分离温度,节省冷量,提高设备的生产能力。

目前,工业生产采用的有低压法(,0.6MPa)、中压法(1MPa)和高压法(,1.5MPa)等几种。

(4)停留时间停留时间长,能提高转化率,但同时氯乙烯聚合、生焦等副反应增多,使氯乙烯收率降低,且炉管的运转周期缩短。

工业生产采用较短的停留时间,以获得高收率并减少副反应。

通常停留时间为10s左右,二氯乙烷转化率为50,60,。

3(乙烯氧氯化部分(1)反应温度乙烯氧氯化反应是强放热反应,反应热可达251kJ,moI,因此反应温度的控制十分重要。

升高温度对反应有利,但温度过高,乙烯完全氧化反应加速,CO和CO 的生成量增多,2副产物三氯乙烷的生成量也增加,反应的选择性下降。

温度升高催化剂的活性组分CuCl2挥发流失快,催化剂的活性下降快,寿命短。

一般在保证HCl的转化率接近全部转化的前提下,反应温度以低些为好。

但当低于物料的露点时,HCl气体就会与体系中生成的水形成盐酸,对设备造成严重的腐蚀。

因此,反应温度一般控制在220,300 ?。

(2)反应压力常压或加压反应皆可,一般在0.1,1MPa。

压力的高低要根据反应器的类型而定,流化床宜于低压操作,固定床为克服流体阻力,操作压力宜高些。

当用空气进行氧氯化时,反应气体中含有大量的惰性气体,为了使反应气体保持相当的分压,常用加压操作。

(3)原料配比按乙烯氧氯化反应方程式的计量关系,CH:HC1:O,1:2:0.5(摩尔)。

在正常操作情况下,242CH稍有过量,O过量50,左右,以使HC1转化完全。

实际原料配比为CH:HC1:O,2422421.05:2:0.75,0.85(摩尔)。

若HC1过量,则过量的HCl会吸附在催化剂表面,使催化剂颗粒胀大,使密度减小;如果采用流化床反应器,床层会急剧升高,甚至发生节涌现象,以至不能正常操作。

CH稍过量,可保证HC1完全转化,但过量太多,尾气中CO和CO的含量242增加,使选择性下降。

氧的用量若过多,也会发生上述现象。

(4)原料气纯度原料乙烯纯度越高,氧氯化产品中杂质就越少,这对二氯乙烷的提纯十分有利。

原料气中的乙炔、丙烯和C烯烃含量必须严格控制。

因为它们都能发生氧氯化反应,而生成四氯乙烯、4三氯乙烯、1,2—二氯丙烷等多氯化物,使产品的纯度降低而影响后加工。

原料气HC1主要由二氯乙烷裂解得到,—般要进行除炔处理。

(5)停留时间要使HCl接近全部转化,必须有较长的停留时间,但停留时间过长会出现转化率下降的现象。

这可能是由于在较长的停留时间里,发生了连串副反应,二氯乙烷裂解产生HCl和氯乙烯。

在低空速下操作时,适宜的停留时间—般为5,10s。

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