氯乙烯的生产催化剂和工艺条件
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
目
CONTENTS
录
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].
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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。
典型化工产品生产技术—氯乙烯的生产技术
透明性
机械性
易加工
01 用途简介
PVC
主要应用于 建筑材料 日用品
主要应用于 管材 电线电缆
两大消费市场 硬制品 软制品
02 物理性质
物 质 概 况
中文名称： 英文名称： CAS号： 分子式： 分子量：
结构式：
氯乙烯 vinyl chloride
75-01-4 C2H3Cl
62.5
《化工生产技术》
氯乙烯工业发展概况
Contents 目录
01 发展历史 02 工艺概况 03 产能供需
01 发展历史
02 工艺概况
全球 VCM 生产两种方式
氯乙烯
电石法
乙炔由天然气或 电石制得，使用氯 化汞作催化剂，工 艺成熟，设备投资 低，但是能耗较高 ，存在环保问题。
乙烯法
乙烯法由乙烯 直接氯化或者是 氧氯化制得二氯 乙烷，再脱氯化 氢制得氯乙烯。
02 乙烯液相直接氯化制备二氯乙烷的工艺流程
从氯化塔引出的反应液，一部分经降温后循环回塔内保持塔内液面的稳定，其余则作 为粗产品送出，在两上串联的洗涤分层器中先后经过两次洗涤，以除去夹杂的HCl和 FeCl3。所得的粗二氯乙烷送至蒸馏工段精制。自氯化塔塔顶逸出的反应尾气经过两 次冷凝后回收夹带的二氯乙烷后，送焚烧炉处理。
温度对二氯乙烷选择性的影响
适宜温度范围约为220～230℃
8
6
z
4
2
200
250
300
温度/℃
温度对乙烯燃烧反应的影响
03 原料配比
氧氯化反应在230℃时反应速率方程为
r k[C2H 4 ][ HCl ]0.3
理论摩尔比C2H4:HCl:O2=1:2:0.5
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。
年产16万吨氯乙烯合成工艺设计
年产16万吨氯乙烯合成工艺设计1. 引言氯乙烯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于塑料、合成橡胶、溶剂等行业。
本文旨在设计一种年产16万吨氯乙烯的合成工艺，以满足市场需求并提高生产效率。
2. 工艺概述合成工艺的概述如下：1.原料准备：主要原料包括乙烯、氯气和催化剂。
2.反应装置：采用流动床反应器，具有较高的热传导和负载能力。
3.反应步骤：氯气与乙烯在催化剂作用下发生氯化反应，生成氯乙烯。
4.分离纯化：通过多级凝馏和萃取等工艺对氯乙烯进行纯化。
5.产品储存和包装：将纯化后的氯乙烯储存于贮罐中，并进行相应的包装以便于运输和销售。
3. 反应装置设计3.1 流动床反应器流动床反应器是当前工业生产中常用的反应器类型之一，由于其具有优良的热传导和负载能力，适用于氯乙烯的合成反应。
流动床反应器的设计要点如下：•反应器材料：选择耐腐蚀性能好、热传导性能高的不锈钢。
•反应器结构：采用垂直式结构，方便气体和液体的流动，并且易于维护和清洗。
•热交换器：在反应器内部设置热交换器，提高反应器的热效率，减少能量损失。
•自动控制系统：采用先进的自动控制系统，实时监测反应器的温度、压力等参数，保证反应的稳定进行。
4. 反应步骤与工艺条件4.1 氯化反应氯化反应是合成氯乙烯的关键步骤，该反应基于氯气与乙烯的化学反应。
反应方程式如下：C2H4 + Cl2 -> C2H3Cl + HCl氯化反应的工艺条件如下：•温度：反应温度为300-500摄氏度。
•压力：反应压力为1-5兆帕。
•催化剂：采用氯化汞作为催化剂，具有较高的活性和选择性。
4.2 分离纯化分离纯化工艺的目的是将氯乙烯从反应产物中分离出来，以提高氯乙烯的纯度和质量。
分离纯化工艺包括多级凝馏和萃取等步骤：•多级凝馏：通过不同的温度和压力条件，将乙烯、氯乙烯和其他杂质分离出来。
•萃取：采用特定的溶剂将残留的杂质进一步去除，提高氯乙烯的纯度。
5. 安全防护措施在氯乙烯合成工艺中，涉及到氯气和高温高压条件，因此必须采取必要的安全防护措施，以防止事故发生，保证生产安全。
氯乙烯合成反应原理及工艺条件
氯乙烯的合成过程及影响合成的工艺条件。
（一）氯乙烯合成反应原理一定纯度的乙炔气体和氯化氢气体按照1：（1.05-1.10）的比例混合后，进入转化器中，转化器列管中装填有吸附HgCL2催化剂的触媒，100-180℃温度下反应生成氯乙烯。
乙炔和氢气进入催化剂进行反应，一般认为反应机理分五个步骤来进行。
这五个步骤是外扩散，内扩散，表面反应，内扩散，外扩散。
其中表面反应为控制步骤。
上述反应是非均相放热反应，氯乙烯的合成工艺有固定床和沸腾床转化器，转化器的换热方式有多种选择，强制水循环移热工艺、庚烷自然循环移热工艺、热水自然循环移热工艺等。
反应历程：乙炔首先与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯基氯化汞，氯乙烯基氯化汞很不稳定，当遇到吸附在催化剂表面上的氯化氢时，分解生成氯乙烯在合成反应中还有少量的副反应的发生若氯化氢过量，生成的氯乙烯能再与氯化氢加成生成1,1-二氯乙烷。
若乙炔过量，过量的乙炔会使氯化汞还原成氯化亚汞和金属汞，使催化剂失去活性，同时生成1,2-二氯乙烯。
故生产中控制乙炔不过量。
有水存在时还会使乙炔和水生成乙醛等副反应副反应既消耗掉原料乙炔，又给氯乙烯精馏增加了负荷，合理的控制反应条件，才能增加氯乙烯产量，提高产品质量（二）氯乙烯合成工艺条件(1)反应温度：提高反应温度有利于加快氯乙烯合成速率，提高转化率。
但温度过高副反应增加，催化剂HgCl2易升华。
工业上,新催化剂反应温度控制在130 ℃,使用后期反应温度控制在180 ℃。
(2)反应压力乙炔与氯化氢合成氯乙烯是一个体积缩小的反应，提高压力有利于提高乙炔的转化率，但在高压、高温下乙炔容易爆炸，增加生产中的不安全因素，在常压下反应乙炔的转化率已达99%以上，因此压力在0.12～0.15Mpa即可。
(3)空间速度当空速增加时，气体与催化剂的接触时间减少，乙炔的转化率随之降低。
当空速减少时，乙炔转化率提高，但高沸点副产物也增多，生产能力下降。
实际生产中，空速为25～40，此时，即有较高的转化率，高沸点副产物的含量也较少。
氯乙烯生产工艺参数和操作规程
氯乙烯生产工艺参数和操作规程氯乙烯是一种重要的工业化学品，广泛应用于塑料、合成橡胶、溶剂等领域。
下面将介绍氯乙烯的生产工艺参数和操作规程。
一、氯乙烯生产工艺参数：1.原料：氯乙烯的主要原料为乙烯和氯气。
其中，乙烯是通过蒸馏和脱氢制得，氯气则是由氯碱工业生产的废气中提取和净化得到。
2.催化剂：在氯乙烯的生产过程中，一般采用贵金属催化剂，如氯化铜、氯化铂等。
催化剂的选择需要考虑活性、稳定性和成本等因素。
3.反应装置：氯乙烯的生产一般采用流化床反应器。
流化床反应器具有良好的热传导性和物料混合性，能够提高反应效果。
4. 反应条件：氯乙烯的生产需要在一定的温度和压力下进行。
典型的反应条件为温度为300℃左右，压力为1-2 atm。
5.分离工艺：氯乙烯的生产过程中需要进行分离和纯化。
常用的分离工艺包括精馏、萃取、吸附等。
6.产品质量：氯乙烯的产品质量受到催化剂的选择和反应条件的影响，主要指标包括纯度、含水量、杂质含量等。
二、氯乙烯生产操作规程：1.准备工作：开车前需要对设备进行检查和清洗，确保设备的正常运行。
清洗过程中需要遵循相关的操作规程和安全操作规范。
2.开车操作：根据工艺要求调整设备参数，如温度、压力等。
在催化剂投入后，逐步升温并保持一定的反应温度。
3.监控操作：通过仪表和控制系统对反应装置进行监控，及时调整参数，确保反应的稳定进行。
同时，对产物进行在线分析和抽样检测，确保产品质量。
4.设备维护：定期对设备进行维护和检修，清理积存物、更换损坏的零部件，确保设备的正常运行。
5.废物处理：对产生的固体废物、液体废物和气体废物进行分类和处理，严格遵守环保法规和相关要求，确保废物不对环境造成污染。
在氯乙烯生产过程中，需要严格遵守相关的操作规程和安全操作规范，确保生产过程的安全和产品的质量。
同时，也需要根据实际情况定期进行工艺参数的优化和调整，提高生产效率和产品质量。
氯乙烯生产工艺论文
氯乙烯生产工艺论文氯乙烯是一种有机物，化学式为C2H3Cl，是化工行业中重要的原料之一。
氯乙烯的生产主要通过乙烯与氯气反应得到。
下面就氯乙烯的生产工艺进行论文阐述。
氯乙烯的生产工艺主要有多种方法，如直接氯化法、间接氯化法和乙烯裂解法等。
其中，直接氯化法是最常用的氯乙烯生产工艺。
直接氯化法是将乙烯和氯气进入反应器，在催化剂的作用下发生氯化反应，生成氯乙烯。
乙烯和氯气的摩尔比在1.1-1.2之间，可以获得较高的乙烯转化率和氯乙烯选择性。
反应温度一般在300-500°C之间，温度过高会导致催化剂失活，温度过低会影响反应速率。
压力一般在1-4 atm之间，可以有效控制反应速率。
直接氯化法的催化剂主要有氯化铝、氯化石墨和氯化铜等。
氯化铝是最常用的催化剂，具有较高的活性和选择性。
催化剂的选择对于反应的效果有重要影响，可以通过控制催化剂的种类、比表面积和造粒度来调节反应的转化率和选择性。
反应器的设计也是氯乙烯生产工艺中的重要环节。
反应器一般采用流化床反应器或固定床反应器。
流化床反应器可以提高催化剂的利用率和反应速率，但对于产物的分离和净化会有一定困难。
固定床反应器结构简单，操作方便，但对催化剂的热稳定性要求较高。
氯乙烯的分离和净化是氯乙烯生产工艺中的关键环节。
常用的分离方法有蒸汽重整法、吸附法和萃取法等。
蒸汽重整法是最常用的方法，通过利用氯乙烯与乙烯的沸点差异进行分离。
吸附法和萃取法相对较少使用，吸附法主要用于氯乙烯的脱色，而萃取法主要用于氯乙烯的净化。
总之，直接氯化法是目前氯乙烯生产工艺中最常用的方法。
该方法具有工艺简单、反应速率高、催化剂活性和选择性较高等优点。
但是，反应过程中也存在一些问题，如催化剂的选择性和稳定性、反应器的设计和操作等。
未来的研究可以着重解决这些问题，优化氯乙烯生产工艺，提高产量和质量。
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乙烯平衡氧氯化法
1.直接加成氯化 C2H4+Cl2—C2H4Cl2(EDC) 2.EDC裂解 C2H4Cl2—CH2=CHCl+HCl 3.氧氯化 C2H4+HCl+1/2O2—C2H4Cl2+H2O
加成氯化反应
乙烯与氯气液相加成生成1，2-二氯乙烷—— 放热反应 催化剂：FeCl3（浓度250~300ml/L） 温度：低温氯化50℃ 高温氯化90℃ 压力：常压气液相反应
反应温度：205~235℃（CuCl2-KCl/ ϒ-Al2O3 ）
原料配比：n(乙烯):n(氯化氢):n(氧气)=1:2:0.5 (一般采用乙烯和氧稍过量，保证催化剂氧化还原 过程正常进行) 原料气纯度：ω(乙烯)=99.5%以上 停留时间：10s
二氯乙烷裂解
C2H4Cl2—CH2=CHCl+HCl
氯乙烯的生产方法
电石法（乙炔法） 乙烯法 联合法 氧氯化法
目前氯乙烯的生产方法主要是电石法和乙烯法
氯乙烯的生产工艺
• 电石法（乙炔法）
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，乙炔与氯化氢发生加 成反应，生成氯乙烯 催化剂主要成分为氯化汞，载体为活性炭 温度：100~180℃ 常压
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塔及碱 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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ精氯乙烯送入贮槽
低温氯化
优点：EDC纯度比较高，副产品相对较少 缺点：粗EDC需要进行水洗、碱洗处理，造成 废水量大，增加EDC损失
高温氯化
优点：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：反应纯度较低，容易产生三氯乙烷等 副产物
氧氯化反应
氯化氢被氧气氧化为氯气和水，氯气与乙烯 发生加成反应 催化剂：氯化铜 载体：ϒ-Al2O3 反应压力：常压或低压 增大压力可提高反应速 率，而选择性下降
主反应： CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2 C2H2+HCl—CH2=CH2Cl+124.77KJ 副反应： C2H2+H2O=CH3CHO CH2=CHCl+HCl=CH3CHCl2
优点：工艺简单、投资少、收率高
缺点：乙烯从电石中获得能耗大、原 料成本高、催化剂氯化汞毒性大
工艺过程
温度：430~530℃ 压力：2.7MPa 无需催化剂