氯乙烯生产方式、生产原理
聚氯乙烯生产工艺流程

聚氯乙烯生产工艺流程聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,简称PVC)是由氯乙烯单体经过聚合反应产生的一种热塑性合成树脂。
PVC具有良好的物理性能、化学稳定性和加工性能,广泛应用于建筑材料、电线电缆、塑料板材、管道等领域。
以下是一种常见的聚氯乙烯生产工艺流程。
1. 原料准备:聚氯乙烯的主要原料是乙烯和氯气。
乙烯通常从石油或天然气中提炼出来,而氯气则是通过盐酸电解产生的。
2. 氯乙烯生产:乙烯与氯气在催化剂的存在下进行加成反应,生成氯乙烯单体。
这个反应过程通常在高温和高压条件下进行,并采用连续流动的方式进行。
3. 聚合反应:氯乙烯单体经过氯化链的聚合反应,形成聚合氯乙烯颗粒。
该反应通常在聚合釜中进行,聚合釜内部具有搅拌装置以保证反应均匀进行。
4. 精制处理:聚合氯乙烯颗粒经过筛网除去不良颗粒。
然后,颗粒经过溶剂处理,去除掉不溶于溶剂的杂质。
5. 粉碎和干燥:经过精制处理后的聚合氯乙烯颗粒进行粉碎,将颗粒细化为粉末;然后利用干燥机将湿度降低至目标值,以便后续加工。
6. 添加剂混合:将干燥的聚合氯乙烯粉末与所需的添加剂,如增塑剂、稳定剂、着色剂等一起加入到混合机中进行充分混合。
添加剂可以根据产品的不同需求进行调整。
7. 挤出成型:混合好的PVC颗粒通过挤出机加热熔融,然后通过模具,将熔融的PVC挤出成型。
挤出成型可以选择成型板材、管道等。
8. 冷却和切割:挤出成型后的PVC在冷却水槽中迅速冷却,以使其固化。
然后,通过切割设备将PVC产品切割成所需长度,以便包装和运输。
9. 包装和存储:切割好的PVC产品进行包装,通常使用塑料薄膜进行包装。
然后将包装好的产品储存到仓库中,待出售或进一步加工使用。
以上是聚氯乙烯生产的一个基本工艺流程,具体的生产工艺还会根据不同厂家和产品的要求进行调整。
聚氯乙烯的生产过程需要严格控制各个环节的条件和参数,以确保产品的质量和性能。
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[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。
乙烯法pvc生产工艺技术

乙烯法pvc生产工艺技术乙烯法PVC(聚氯乙烯)是一种常用的塑料材料,广泛应用于建筑、电子、汽车、医疗等领域。
乙烯法PVC生产工艺技术是指通过乙烯与氯气的化学反应,生成单体氯乙烯,并通过聚合反应制得聚氯乙烯。
乙烯法PVC的生产工艺分为以下几个步骤:1.乙烯制备:乙烯是乙烯法PVC生产的原料之一,可以通过石油裂解或天然气加工等方式制备。
乙烯制备的关键是确保乙烯的纯度和质量。
2.氯气制备:氯气是乙烯法PVC生产的另一个重要原料。
可以通过盐酸电解或氯气制备装置制备。
这一步骤中需要注意保证氯气的纯度和质量,以确保后续反应的进行。
3.单体氯乙烯制备:乙烯与氯气经过氯化反应生成单体氯乙烯。
这是一个放热反应,需要控制反应条件,例如温度、压力和反应时间等,以及使用催化剂来促进反应的进行。
4.聚合反应:单体氯乙烯通过聚合反应形成聚氯乙烯。
聚合反应可以分为热聚和自由基聚合两种方式。
热聚是将单体氯乙烯加热至高温,利用热能使其分子发生聚合。
自由基聚合则是通过引入引发剂,使单体氯乙烯的聚合反应在温和条件下进行。
5.产品加工:聚氯乙烯经过聚合反应后,可以通过挤出、注塑、吹塑等方式进行加工。
挤出是将聚氯乙烯加热,然后通过挤压机将其挤出成型。
注塑是将熔融的聚氯乙烯注射进模具中,通过冷却固化成型。
吹塑则是将熔融的聚氯乙烯通过模具吹气,使其成型。
乙烯法PVC生产工艺技术在实际应用中需要注意以下几点:1.原料质量的控制:乙烯和氯气作为乙烯法PVC生产的关键原料,其质量对产品质量有很大影响。
因此,需要对原料进行严格的检测和控制,确保其纯度和质量。
2.反应条件的控制:乙烯与氯气的氯化反应和聚合反应需要控制合适的温度、压力和反应时间。
过高或过低的反应条件都会影响产品的质量和产量。
3.催化剂的选择和使用:在氯化反应和聚合反应中,催化剂的选择和使用对反应的进行起到重要作用。
需要选择适合的催化剂,以提高反应效率和产品质量。
4.工艺流程的调整和优化:乙烯法PVC生产工艺技术是一个复杂的过程,需要根据实际情况进行工艺流程的调整和优化,以提高产品的工艺性能和经济效益。
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。
氯乙烯生产方式生产原理

氯乙烯生产方式生产原理氯乙烯(C2H3Cl)是一种重要的有机化工原料,广泛应用于塑料、橡胶等行业。
氯乙烯的生产方式主要有氯乙烯法和乙烯氯化法两种。
一、氯乙烯法氯乙烯法是最早采用的生产氯乙烯的方法。
主要步骤如下:1.乙炔生成将乙炔与输送的氯进行反应,生成氯乙炔。
乙炔在乙炔生成炉中由底部喷嘴向上喷射,与天然气或石油气混合并点燃,通过反应管中的催化剂催化反应生成乙炔。
2.氯乙炔生成将生成的乙炔与氯气进行反应,生成氯乙炔。
反应温度一般为180-250℃,反应采用催化剂如二氧化铜、碳化钙等。
3.氯乙炔分解将氯乙炔进行高温分解,生成氯乙烯和氢氯化物。
分解反应温度在400-500℃之间,采用一系列的水冷器进行冷却。
4.分离纯化将氯乙烯和氢氯化物通过冷凝器进行冷凝,然后采用分离塔将混合物进行分离,得到纯净的氯乙烯产品。
二、乙烯氯化法乙烯氯化法是一种近年来逐渐发展起来的氯乙烯生产方法。
主要步骤如下:1.乙烯氯化将乙烯与氯气在催化剂存在下进行氯化反应,生成氯乙烯。
常用的催化剂有氯化铝、硫酸六铵等,反应温度一般控制在200-300℃之间。
2.硫酸处理将氯乙烯与浓硫酸进行接触,将其中的杂质如水、氯化氢等去除。
3.纯化通过蒸馏、萃取等方式将氯乙烯进行纯化,得到高纯度的氯乙烯产品。
氯乙烯的生产原理可以简单概括为以下几点:1.氯乙烯本质上是由碳、氢和氯组成的有机化合物。
生产氯乙烯的基础是乙烯与氯气进行反应。
在乙烯分子上添加氯分子可以通过断裂乙烯的碳碳双键,并与氯原子形成新的碳氯化学键。
2.生产氯乙烯的方法主要分为氯乙烯法和乙烯氯化法两种。
氯乙烯法主要是通过乙烯与氯气在适当催化剂存在下的反应生成氯乙炔,然后将氯乙炔进行高温分解得到氯乙烯;乙烯氯化法则是通过乙烯与氯气在催化剂存在下直接进行反应得到氯乙烯。
3.生产氯乙烯时需要控制反应条件。
反应温度的选择取决于催化剂的种类和反应动力学,一般在200-500℃之间。
反应过程中需要注意控制反应速率和选择适当的反应时间,避免不完全反应和副反应的发生。
氯乙烯工序操作规1
氯乙烯工序操作规程氯乙烯合成工作任务及生产原理一、工作任务本工序主要任务是利用乙炔工序送来的精制乙炔气体及盐酸工序送来的氯化氢气体,在转化器内通过氯化高汞触媒作用下,生成粗氯乙烯气体,经压缩和精馏得到精制的单体,输送至下一工序做为原料。
二、生产原理1、混合气脱水利用氯化氢吸湿性质,预先吸收乙炔气中的部分水,生成40%左右的盐酸,降低混合气中的水分;利用冷冻方法使混合气体中残留水分冷却,进一步降低混合气中的水分;利用盐酸冰点低,将混合气体深冷,以降低混合气体中水蒸汽分压来降低气相中水含量。
在混合气冷冻脱水过程中,冷凝的40%盐酸,除少量是以液膜状自石墨冷却器列管内壁流出外,大部分呈极细微的“酸雾”悬浮于混合气流中,形成“气溶胶”,采用浸渍3~5%憎水性有机硅树脂的5~10μm细玻璃纤维,发现“气溶胶”与垂直的玻璃纤维相碰撞后,大部分雾粒被截留,在借重力向下流动的过程中液滴逐渐增大,最后滴落下来并排出。
2、氯乙烯合成一定纯度的乙炔气体和氯化氢气体按照1:1.05~1.1的比例混合后,在氯化高汞触媒的作用下,在100~180℃温度下反应生成氯乙烯。
反应方程式如下:C2H2 + HCl → C2H3Cl +29.8 Kcal/mol3、粗氯乙烯的净化利用适当的液体吸收剂处理气体混合物,利用气体在吸收剂中溶解度的差异,使后者分离。
反应后的粗氯乙烯气体经水洗、碱洗至中性,反应方程式如下:CO2 + 2 NaOH → Na2CO3 + H2ONa2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO2HCl + NaOH → NaCl + H2O4、酸解析、尾气吸附原理在后面各自的操作规程中,在此不再累述。
5、氯乙烯压缩精馏中性氯乙烯气体经机前冷却器脱水后,通过压缩机压缩升压至0.55MPa 左右,经机后冷却器降温至45℃除去部分油水后,在全凝器内全部冷凝成过冷液体后,先送入水分离器,再送入低沸塔除去低沸物,再送进高沸塔除去高沸物,得到精制的液态氯乙烯单体。
工业制作氯乙烯的原理
工业制作氯乙烯的原理氯乙烯是一种重要的化工原料,广泛应用于塑料、橡胶、涂料等行业。
工业上制造氯乙烯主要有两种方法,即乙烯氯化法和四氯化碳法。
乙烯氯化法是指使用乙烯和氯气作为原料,经过氯化反应生成氯乙烯。
这种方法主要有乙烯盐酸法和乙烯氯化氧化法两种。
乙烯盐酸法是乙烯氯化法中最常用的方法。
该方法将乙烯在盐酸中溶解生成乙烯盐酸溶液,并通过加热加压的方式使盐酸中的乙烯转化为氯乙烯,反应方程式如下:C2H4 + HCl -> C2H5Cl在这个反应过程中,乙烯经过吸氯生氯的反应生成氯乙烯,同时产生大量的热量。
乙烯盐酸法制备氯乙烯的优点是反应速度快,适用于工业规模的生产,同时反应过程相对简单。
但是该方法有一个缺点,就是需要使用大量的盐酸,而盐酸一方面在生产过程中可能会产生环境污染,另一方面还会对设备产生腐蚀影响。
乙烯氯化氧化法是通过将乙烯与氯气反应生成氯化乙烯,然后再与氧气反应形成氯乙烯,具体的反应方程式如下:C2H4 + Cl2 -> C2H4Cl2C2H4Cl2 + O2 -> C2H3Cl乙烯氯化氧化法制备氯乙烯的优点是不需要使用大量的酸,相对环保,而且反应过程相对简单。
但是该方法需要高温高压条件下进行反应,设备要求较高,工艺复杂。
四氯化碳法是另一种制备氯乙烯的方法。
该方法将四氯化碳和乙烯在催化剂的作用下反应生成氯乙烯,反应方程式如下:C2H4 + CCl4 -> C2H3Cl + CCl3H该方法的优点是反应过程相对简单,适合用于小规模生产。
但是四氯化碳是危险品,有毒且易燃,制备氯乙烯的过程中需要严格控制反应条件和安全措施。
以上介绍了工业制备氯乙烯的三种主要方法,乙烯氯化法可以通过乙烯盐酸法和乙烯氯化氧化法两种不同的反应方式进行制备,而四氯化碳法则是另一种独立的制备方法。
不同的方法适用于不同规模的生产,根据具体的生产需求和条件选择适合的制备方法,可以高效地获得氯乙烯这一重要的化工原料。
PVC生产工艺流程
PVC生产工艺流程PVC(聚氯乙烯)是一种广泛应用于塑料制品中的聚合物材料,其生产工艺流程主要包括原料准备、聚合反应、塑化、挤出、成型、冷却和包装等步骤。
下面将详细介绍PVC的生产工艺流程。
1.原料准备PVC的主要原料是氯乙烯(C2H3Cl),它是通过乙烯(C2H4)和氯气(Cl2)在催化剂作用下反应得到的。
乙烯和氯气需要通过液化或气化方法得到纯净的原料。
同时,还需要准备一些助剂,如热稳定剂、润滑剂、填充剂和颜料等,用于调整PVC的性能和外观。
2.聚合反应将氯乙烯和一定比例的聚合引发剂加入反应釜中,在高温(大约60-70℃)和高压(大约5-10MPa)下进行聚合反应。
聚合反应通常需要几个小时的时间,反应的结果是将氯乙烯聚合成PVC高分子。
3.塑化聚合得到的PVC高分子是具有一定的韧性但仍然是硬固态的,不能直接用于生产塑料制品。
因此,需要将其塑化成软化的熔体,以便于挤出和成型。
塑化过程中需要添加一定比例的塑化剂,如邻苯二甲酸酯类等,以降低PVC的玻璃化转变温度,使其在较低的温度下变为熔融状态。
4.挤出将塑化后的PVC熔体通过挤出机进行挤出,通过挤出机的螺杆将PVC 熔体从机筒中推送出来,经过模样(也称为挤出头)的形状,通过模具形成所需的截面形状。
挤出工艺的优点是可以连续生产长条状、薄壁状或管道状的PVC制品。
5.成型通过挤出头形成的PVC材料可以进行进一步的成型处理,以制作成所需的塑料制品。
常见的成型方法包括注塑成型、吹塑成型和压延成型等。
注塑成型和吹塑成型适用于制备中小型塑料制品,而压延成型适用于较大尺寸的塑料制品,如板材和薄膜等。
6.冷却经过成型的PVC制品需要冷却才能固化成最终的形状和性能。
通常采用水冷却或自然冷却的方式进行。
冷却的过程中,PVC制品会逐渐变硬和固化,并保持其所需的形状和尺寸。
7.包装冷却完成后的PVC制品需要进行包装,以便于运输和销售。
常见的包装方式有散装包装和托盘包装等,根据不同的产品形状和尺寸选择合适的包装方法。
氯乙烯的生产工艺
氯⼄烯的⽣产⼯艺⽬录摘要 (1)关键词 (1)前⾔ (1)1 PVC的性质 (1)1.1 PVC的化学及物理特性 (1)1.2 PVC性能 (2)1.3 PVC主要⽤途 (4)2电⽯⼄炔法制氯⼄烯单体 (5)2.1电⽯⼄炔法制氯⼄烯的基本原理 (5)2.2⼄炔加氯化氢反应⼯艺条件 (7)2.3制氯⼄烯的⼯艺流程 (8)2.4物料衡算 (9)2.5热量衡算 (12)2.6主要设备尺⼨的计算 (15)⼩结 (22)参考⽂献 (23)致谢 (24)摘要:该设计内容是⼄炔电⽯法⽣产PVC,PVC的制备主要通过⼄炔⼯段,氯⼄烯⼯段。
⼄炔⼯段利⽤外购的电⽯和⽔在⼄炔发⽣器中发⽣反应⽣成⼄炔⽓体,⼄炔⽓体经过压缩、清静、⼲燥后得到纯净的⼄炔⽓体。
合成⼯段利⽤电解分⼚⽣产的副产品氯⽓和氢⽓反应合成HCL,或者是由废盐酸和蒸汽通过脱析、脱⽔⼯序⽣成⼲燥HCL,进⼀步净化后供给VCM转化,部分HCL由氯⼄烯分⼚提供。
纯净的⼄炔⽓体和HCL经过混合预热后发⽣反应转化为VCM单体,VCM再经过⽔洗碱洗、压缩、精馏后就送进VCM储罐等待参加聚合反应。
关键词: 氯⼄烯聚氯⼄烯前⾔⽬前PVC产业在全世界发展迅速,前景⼴阔,各国都看好PVC的潜⼒以及其对⽣态环境的好处,PVC正以其优越、独特的性能向世⼈证明其作⽤和地位是⽬前任何其它产品都⽆法取代的,社会发展需要它,环境保护需要它,它是我们⼈类社会⽂明进步的必然趋势。
随着“新农村建设”的开展,国内市场PVC 产品需求,尤其是建筑使⽤PVC管材、农业灌溉管、农⽤膜等的需求量将⼤增。
同时,PVC深加⼯技术在快速发展,特种PVC、糊树脂等新产品市场处于快速增长的临界点,总之,未来国内PVC市场潜⼒⽆限。
1 PVC的性质1.1 PVC的化学和物理特性刚性PVC是使⽤最⼴泛的塑料材料之⼀。
PVC材料是⼀种⾮结晶性材料。
PVC材料在实际使⽤中经常加⼊稳定剂、润滑剂、辅助加⼯剂、⾊料、抗冲击剂及其它添加剂。
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氯乙烯的生产方式、生产原理1生产方式按其所用原料可大致分为下列几种:⑴乙烯法此法系以乙烯为原科,可通过三种不同途径进行,其中两种是先以乙烯氯化制成二氯乙烷:C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2然后从二氯乙烷动身,通过不同方式脱掉氯化氢来制取氯乙烯;另一种则直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。
现分述如下:①二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法)C2H4Cl2+ NaOH → C2H3Cl + NaCl + H2O此法是生产氯乙烯最古老的方式。
为了加速反映的进行,必需使反映在碱的醇溶液小进行。
那个方式有严峻的缺点:即生产进程间歇,而且要消耗大量的醇和碱,另外在生产二氯乙烷时所用的氯,最后成为氯化钠形式花费了,所以只在小型的工业生产中采用。
②二氯乙烷高温裂解C2H4Cl2→ C2H3Cl + HCl那个进程是将二氯乙烷蒸气加热到600℃以上时进行的,与此同时,还发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反映,结果使氯乙烯产率降低。
为了提高产率,必需利用催化剂。
所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等,反映在480~520℃下进行,氯乙烯产率可达85%。
③乙烯直接高温氯化这一方式不走二氯乙烷的途径,直接按下式进行:C2H4 +Cl2→ C2H3Cl + HCl由上式能够看出这一反映是取代反映,但实际上乙烯与氯在300℃以下主如果加成反映,生成二氯乙烷。
要想使生成氯乙烯的取代反映成为唯一的反映,则必需使温度在450℃以上,而要避免在低温时的加成进程,能够采用将原科单独加温的方式来解决,但在高温下反映激烈,反映热难以移出,容易发生爆炸的问题。
目前一般用氯化钾和氯化锌的融熔盐类作裁热体,使反映热专门快移出。
此法主要的缺点是副反映多,产品组成复杂,同时生成大量的炭黑,反映热的移出还有很多困难,所以大规模的工业生产还未实现。
⑵乙炔法这一方式是以下列反映为基础的:C2H2+ HCl → C2H3Cl其生产方式又可分为液相法和气相法。
①液相法液相法系以氯化亚铜和氧化铵的酸性溶液为触媒,其反映进程是向装有含12~15%盐酸的触媒溶液的反映器中,同时通入乙炔和氯化氢,反映在60℃左右进行,反映后的合成气再通过净制手续将杂质除去。
液相法最主要的长处是不需要采用高温,但它也有严峻的缺点,即乙炔的转化率低,产品的分离比较困难。
②气相法气相法是以活性炭为裁体,吸附氯化汞为触媒,亦即咱们在下一节重点讨论的方式。
此法是以乙炔和氯化氢气相加成为基础。
反映是在装满触媒的转化器中进行。
反映温度一般为120~180℃左右。
此法最主要的长处是乙炔转化率很高,所需设备亦不太复杂,生产技术比较成熟,所以已为大规模工业生产所采用;其缺点是氯化汞触媒有毒,价钱昂贵。
另外,从久远的进展上看乙炔法本钱要比乙烯法高。
⑶乙烯乙炔法此法是以乙烯和乙快同时为原料进行联合生产,它是以下列反映为基础的:C2H4 + Cl2→ C2H4Cl C2H4Cl → C2H3Cl + HCl C2H2+ HCl → C2H3Cl按其生产方式,此法又可分为:①联合法联合法即二氯乙烷的脱氯化氢和乙炔的加成结合起来的方式。
二氯乙烷裂解的副产物氯化氢,直接用作乙炔加成的原料,这免去了前者处置副产物的麻烦,又能够省去单独成立一套氯化氢合成系统,在经济上比较有利。
在联合法中,氯乙烯的合成仍是在单独的设备中进行的,所以需要较大的投资。
虽然如此,这种方式仍较以上各类方式合理、经济。
②共轭法(亦称裂解加成一步法)如上所述,联合法虽较其它单独生产法合理、经济,但氯乙烯的制备仍在单独的设备中进行,仍需占用很多设备,所以还不够理想。
共轭法就是在联合法的基础上进行改良的。
此法系同时往一个装有触媒的反映器中加入二氯乙烷和乙炔的混合物,催化热裂解是在230℃、压力在4Kg/cm2以下进行,二氯乙烷裂解时生成的氯化氢当即在20~50秒钟内和乙快反映,反映的生成物再经进一步的净制处置,以将杂质除去。
共轭法最主要的缺点是很难同时达到两个反映的最适宜条件,因此使乙烯与乙炔的消耗量提高。
③混合气化法近几年来,在烯炔法的基础上进展了一种十分经济的氯乙烯生产方式—混合气化法。
这一方式以石脑油和氯气为原料,只取得氯乙烯产品,故不存在废气的利用和同时生产多种产品的问题,能够小规模并很经济地生产出氯乙烯。
这种方式由下列几个进程组成:a 以石脑油的火焰裂解法制造含有乙炔和乙烯的裂解气;b 裂解气中的稀乙烯不经分离,直接同氯化氢反映制造氯乙烯;c 裂解气中的稀乙炔不经分离,直接同氯气反映制造二氯乙烷;d 将二氯乙烷热裂成氯乙烯和氯化氢,并将氯化氢分离,以便能够在反映(2)中利用;e 将从上述进程所得的氯乙烯进行合理的分离。
那个方式特别适用于不能取得电石乙炔或乙烯的地域,或是乙炔和乙烯价钱较高的地域。
由于乙炔和乙烯不需分离、浓缩和净化,没有副产物,因此不需添置分离没备,原料可综合利用,不需成立大型石油联合企业。
此法的缺点是一次投资费用较大。
⑷氧氯化法从乙烯法的二氯乙烷(EDC)裂解制造氯乙烯(VC)的进程中,生成物除氯乙烯外还有等分子的副产氯化氢生成,因此氯化氢的合理利用是个重要的问题。
氯化氢的利用,如前所述能够采用联合法加以回收,也能够采用氧氯化法将其作为氯源而从头利用。
氧氯化法是以氧氯化反映为基础的。
所谓氧氯化反映,就是在触媒作用下以氯化氢和氧的混合气作为氯源而利用的一种氯化反映。
氧氯化法就是在触媒存在下将氯化氢的氧化和烃的氯化一步进行的方式。
以乙烯为原料用氧氯化法制取氯乙烯的方式大致有下列三种形式:①三步氧氯化法三步氧氯化法示用意如图1-1所示:图1-1 三步氧氯化法示用意其反映原理如下:2C2H4 + 2Cl2→ 2C2H4Cl22C2H4 + 4HCl + O2→ 2C2H4Cl2 + 2H2O4C2H4Cl2→ 4C2H3Cl + 4HCl4C2H4 + 2Cl2 + O2→ 4C2H3Cl + 2H2O②二步氧氯化法二步氧氯化法示意如图1-2所示:图1-2 二步氧氯化法其原理是以下述反映为基础:4C2H4 + 2Cl2 + O2→ 2C2H4Cl2 + 2H2O2C2H4Cl2→ 2C2H3Cl + 2HCl2C2H4 + 2HCl + O2→ 2C2H3Cl + 2H2O③一步氧氯化法一步氧氯化法亦称乙烯直接氧氯化。
它是直接以下式反映为基础的:C2H4 + 2Cl2 + O2→ 4C2H3Cl + 2H2O一步氧氯化法示用意如图1-3所示:图1-3 一步氧氯化法由上述能够看出,三步法实际上系由乙烯氯化制二氯乙烷、乙烯氧氯化制二氯乙烷和二氯乙烷裂解制氯乙烯三种方式所组合而成,二步法则由乙烯氧氯化法和二氯乙烷裂解法组合而成。
所以周密地讲,这两种方式的氧氯化反映仅是用来制造二氯乙烷,而不是直接制造出氯乙烯,其进程是将氯化氢氧化和乙烯的氯化同时在一个进程中进行。
它们都是以下式反映为基础的:2C2H4 + 4HCl + O2→ 2C2H4Cl2 + 2H2O那个反映需要在触媒的存在下进行。
一般作为氧氯化反映的触媒,以持有可变原子价的金属氯化物最为有效;实际利用的触媒,以二价铜盐(氯化铜、硫酸铜)为主体,见碱金属和碱土金属盐类(氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸氢钠、硫酸钠)等作为助触媒,另外还加入稀土金属盐类作为第三成份组成复合触媒。
加入助触媒的目的用以提高氯的吸收能力和二氯乙烷的选择率,抑制乙烯的燃烧反映和触媒的升华或中毒;加入稀土元素则使之具有低温活性,以改善触媒对温度的依赖性,从而延长设备和载体的寿命。
在触媒作用下的氧氯化反映机理如下:C2H4 + 2CuCl2→ Cu2Cl2 + C2H4Cl2Cu2Cl2 + 3/2O2→ CuO·CuCl2CuO·CuCl2+ 2HCl → 2CuCl2 + H2OC2H4 + HCl +2O2→ C2H4Cl2 + 2H2O触媒裁体一般利用多孔性氧化铝、氧化镁、二氧化硅和硅藻土等。
反映器的形式很多,一般有固定床、移动床和流化床。
另外也有流化床与固定床的组合形式或是以液相法来进行氧氯化反映的,各类形式的反映条件和经济效果也大不相同。
至于一步氧氯化法则是最近几年来最新的一种氯乙烯生产方式。
其特点是工艺进程特别简单,在资源利用、动力消耗和经济上更为合理,但技术和设备条件要求很高,需要纯度较高的乙烯和特殊的催化剂。
⑸乙烷法为了取得更充沛的原料和更廉价的氯乙烯,当前各国正在踊跃研究以乙烷为原料制取氯乙烯的方式。
其途径如下:A.乙烷直接氯化将饱和碳氢化合物在不稳固的温度范围内,例如在1000℃下与氯气反映,可生成相当量的氯乙烯。
反映式为:C2H6 +2Cl2→ C2H3Cl + 3HClB.乙烷氧氯化反映式为:2C2H6 + Cl2 + 3/2O2→ 2C2H3Cl + 3H2O目前这些方式仅处于实验阶段,工业化方式尚未完成。
虽然此刻工业上生产氯乙烯的方式大致上有以上几种,可是,由于全世界石油价钱上涨,再结合我国目前的技术及经济等综合状况来看,电石法比较适合我国。
因此,行业整合和节能降耗成为此后的必然形势,国内电石法企业必需转变观念,未雨绸缪,降低环境污染,增强“新工艺、新设备和新材料”的开发和应用,合理引进入口设备,使装置的技术水平不断提高,增强抵御市场风险的能力,才能够在竞争激烈的市场中博得竞争优势,立于不败之地。
2生产原理⑴电石乙炔法生产氯乙烯工艺原理用乙炔气相法生产氯乙烯,即以活性炭为载体,吸附氯化汞为触媒,以乙炔和氯化氢气相加成为基础,在触媒的转化器中进行氯乙烯生产工艺。
此方式的长处是:乙炔转化率高,所需设备不太复杂,反映温度为160~180℃,生产技术比较成熟。
目前为大规模工业生产所再用,其缺点是:氯化汞触媒有毒,价钱昂贵,污染环境。
一些工段的生产原理如下:①氯乙烯的合成转化反映机理乙炔与氯化氢HgCl2催化剂存在下产生气相相加成反映。
反映式如下:CH≡CH + HCl → CH2=CHCl + mol(mol)上述反映进程分为:外扩散、内扩散、表面反映,内扩散和外扩散五个步骤,其反映机理如下:乙炔与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞:CH≡CH + HgCl2→ ClCH=CH-HgCl因氯乙烯氯汞很不稳固,遇氯化氢分解生成氯乙烯:ClCH-CH-HgCl + HCl → CH2=CHCl + HgCl2②粗氯乙烯的净化(水洗、碱洗)原理水洗是属于一种气体的吸收操作,亦即利用适当的液体吸收剂处置气体混合物,使后者分离。
水是最常常利用易患的吸收剂。
利用降膜吸收器形成的液膜,强化了氯化氢与水的接触,能较有效地除去氯化氢,还能提高副产物盐酸的浓度。
水洗是一种简单、单纯的溶解进程,通称为简单吸收或物理吸收;而碱洗却不同,用碱洗吸收氯化氢、二氧化碳的进程,则起了化学反映,所用的碱液为12~15%左右的NaOH溶液。