乙烯法VCM全部资料(唐亮)
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7
（3）乙烯法 （二氯乙烷法）
原理：
a. 乙烯氯化 C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 b. 二氯乙烷热裂解： C2H4Cl2 → CH2= CHCl + HCl c. 氯化氢氧化： 2 HCl +1/2O2 → Cl2 +H2O 所得的氯用于a步反应。
HCL氧化
Cl2 直接氯化
水
EDC热裂解
（2）裂解反应： C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl
（3）氧氯化反应：C2H4+
HCl+
1 2
O2
CuCl2
C2H4Cl2+H2O
15
一般生产装置设九个生产单元
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. 废物处理
7. 罐区
8. 公用工程
9. 氯化氢回收
有液相和气相两种方法 b. 乙烯的氧氯化：
C2H4 + 2HCl + 1/2O2 → C2H4Cl2 + H2O
10
反应器有固定床和流化床。固定床— 流化床相结合。 催化剂有一元，两元或多元催化剂。
11
c. 二氯乙烷热裂解：
C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl 伴生的氯化氢用于氧氯化步骤中（b）。 氧氯化法生产氯乙烯目前以三步法技术最 为成熟。实现这个技术工业化的有：MONSANTO 化 学 公 司 ， DOW 化 学 公 司 ， STAUFFER 、 B.F.GOODRICH和日本的东洋曹达公司等。
22
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 七. 燃料碳四（C4）
用于二氯乙烷裂解炉，氯化氢回收焚烧炉的燃料 气。
俗名：液化石油气。
23
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标
二. 中间体
1. 1,2-二氯乙烷
学名：1,2-二氯乙烷 俗名：二氯乙烷
英文名：Ethylene dichloride 或1,2-Dichloroethane
英文缩写：EDC
国外各主要公司在氧氯化法上的主要区别在于
工艺控制条件、催化剂的选择、反应设备的设计、
热能的利用等方面，形成各自的专利技术。
16
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 一. 乙烯 Ethylene
分子式：C2H4 结构式：CH2=CH2 分子量：28.04 外观：无色气体。 相对密度：0.9852（0℃） 爆炸极限： 空气中：下限 2.75% 上限 28.6%
合成炉
HCl
H2,Cl2
CaC2
C2H2 净化脱水
反应器 精制
VCM
电石乙炔法工艺流程简图
4
电石乙炔法历史悠久，是最工业化的。 优点：工艺流程简单，易掌握。 缺点：能耗大，成本高。
5
（2）联合法
Cl2、C2H4 EDC CaC2 H2O
裂解
VC
HCl
C2H2
VC
VCM
6
联合法生产过程 优点：成本较电石法低 缺点：未能脱离电石乙炔法的传统方法
氧气中：下限 2.9% 上限 79.9% 主要质量要求：
乙烯含量：≥99.95%（mol） 水份：≤15PPm（mol）
17
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 二. 氯气： Chlorine 分子式：CL2 分子量：70.906 外观：黄绿色气体 相对密度：2.482 主要质量要求： 氯气：≥99.60%(mol) 水份：≤50PPm（mol）
20
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 五. 氧氯化催化剂 俗名：OC催化剂 OC Catalyst 以Al2O3 为载体的 CuCl2. 作用：
1）促进反应进行，提高反应速度； 2）传递反应放出的反应热。
21
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 六. 氢氧化钠
固体氢氧化钠用于产品氯乙烯的水分干燥。 液体氢氧化钠溶液用于酸性物料的中和处理。 学名：氢氧化钠 英文名：Sodium Hydroxide 俗名：苛性钠、烧碱 分子式：NaOH 分子量：40.005
18
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标
三. 氧气 Oxygen
分子式：O2
分子量：32.000
外观：无色气体 密度：1.429g/l
主要质量要求：
氧气：≥99.50%(mol)
水份：≤10PPm（mol）
惰性气体：≤0.5PPm（mol）
19
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 四. 直接氧氯化催化剂 学名：无水三氯化铁 俗名：DC催化剂（DC Catalyst） 分子式：FeCl3 分子量：162.21 英文名：Ferric Chloride anhyclrous 外观：棕黑色晶体 密度：2.898g/cm3 作用：主要抑制取代反应，促进乙烯和氯气的加成 反应，生成二氯乙烷，减少副产物。
二十世纪二十年代，美国联碳化学公司与杜邦公司 对氯乙烯聚合物的制备发表了专利——标志着氯乙烯及 其聚合物的制备已进入实用技术阶段。
2
德国法本公司于1931年采取乳液聚合法生 产聚氯乙烯。
1933年美国碳化物和碳化学公司用溶液聚 合法生产聚氯乙烯。
3
二. 聚氯乙烯的工业制法 1. 氯乙烯单体的合成 （1）电石乙炔法
12
（5）烯炔法（略） （6）氯乙烯联产氯溶剂法（略）
13
乙烯氧氯化法生产氯乙烯
14
第一节 概述
二十世纪六十年代开始（1964年）工业化。
优点：原料价格低廉、丰富，氯化氢得到合理利用，
产率高，质量好。
是当今世界氯乙烯生产的主流。
世界各国多采用三步法：
（1）直接氯化反应：C2H4 + Cl2
C2H4Cl2
1
一. 聚氯乙烯工业的发展概况
20世纪30～50年代———塑料工业迅速发展的时期 1835年 法国V.Regnault首先发现氯乙烯 1838年 法国V.Regnault观察到聚氯乙烯 1872年 包曼（Baumann）报道了氯乙烯制备并观察 到在强烈阳光照射后产生聚氯乙烯。
直到1910年，德国和美国研究了氯乙烯在紫外线和 过氧化物存在下的聚合反应。
空气或氧
乙烯 氯气
VCM产品
VCM回收 EDC循环
EDC精制 副产物
二氯乙烷法生产VCM工艺流程框图
8源自文库
（4）氧氯化法
氧氯化法是全部以乙烯制氯乙烯的生产 方法。
1940年完成实验室工作。 直到1964年才开始步入工业规模。 是氯乙烯制造技术划时代的进步。
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原理：
a. 乙烯的氯化： C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2
（3）乙烯法 （二氯乙烷法）
原理：
a. 乙烯氯化 C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 b. 二氯乙烷热裂解： C2H4Cl2 → CH2= CHCl + HCl c. 氯化氢氧化： 2 HCl +1/2O2 → Cl2 +H2O 所得的氯用于a步反应。
HCL氧化
Cl2 直接氯化
水
EDC热裂解
（2）裂解反应： C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl
（3）氧氯化反应：C2H4+
HCl+
1 2
O2
CuCl2
C2H4Cl2+H2O
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一般生产装置设九个生产单元
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. 废物处理
7. 罐区
8. 公用工程
9. 氯化氢回收
有液相和气相两种方法 b. 乙烯的氧氯化：
C2H4 + 2HCl + 1/2O2 → C2H4Cl2 + H2O
10
反应器有固定床和流化床。固定床— 流化床相结合。 催化剂有一元，两元或多元催化剂。
11
c. 二氯乙烷热裂解：
C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl 伴生的氯化氢用于氧氯化步骤中（b）。 氧氯化法生产氯乙烯目前以三步法技术最 为成熟。实现这个技术工业化的有：MONSANTO 化 学 公 司 ， DOW 化 学 公 司 ， STAUFFER 、 B.F.GOODRICH和日本的东洋曹达公司等。
22
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 七. 燃料碳四（C4）
用于二氯乙烷裂解炉，氯化氢回收焚烧炉的燃料 气。
俗名：液化石油气。
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1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标
二. 中间体
1. 1,2-二氯乙烷
学名：1,2-二氯乙烷 俗名：二氯乙烷
英文名：Ethylene dichloride 或1,2-Dichloroethane
英文缩写：EDC
国外各主要公司在氧氯化法上的主要区别在于
工艺控制条件、催化剂的选择、反应设备的设计、
热能的利用等方面，形成各自的专利技术。
16
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 一. 乙烯 Ethylene
分子式：C2H4 结构式：CH2=CH2 分子量：28.04 外观：无色气体。 相对密度：0.9852（0℃） 爆炸极限： 空气中：下限 2.75% 上限 28.6%
合成炉
HCl
H2,Cl2
CaC2
C2H2 净化脱水
反应器 精制
VCM
电石乙炔法工艺流程简图
4
电石乙炔法历史悠久，是最工业化的。 优点：工艺流程简单，易掌握。 缺点：能耗大，成本高。
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（2）联合法
Cl2、C2H4 EDC CaC2 H2O
裂解
VC
HCl
C2H2
VC
VCM
6
联合法生产过程 优点：成本较电石法低 缺点：未能脱离电石乙炔法的传统方法
氧气中：下限 2.9% 上限 79.9% 主要质量要求：
乙烯含量：≥99.95%（mol） 水份：≤15PPm（mol）
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1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 二. 氯气： Chlorine 分子式：CL2 分子量：70.906 外观：黄绿色气体 相对密度：2.482 主要质量要求： 氯气：≥99.60%(mol) 水份：≤50PPm（mol）
20
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 五. 氧氯化催化剂 俗名：OC催化剂 OC Catalyst 以Al2O3 为载体的 CuCl2. 作用：
1）促进反应进行，提高反应速度； 2）传递反应放出的反应热。
21
1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 六. 氢氧化钠
固体氢氧化钠用于产品氯乙烯的水分干燥。 液体氢氧化钠溶液用于酸性物料的中和处理。 学名：氢氧化钠 英文名：Sodium Hydroxide 俗名：苛性钠、烧碱 分子式：NaOH 分子量：40.005
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1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标
三. 氧气 Oxygen
分子式：O2
分子量：32.000
外观：无色气体 密度：1.429g/l
主要质量要求：
氧气：≥99.50%(mol)
水份：≤10PPm（mol）
惰性气体：≤0.5PPm（mol）
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1.1 原材料、中间体和产品的物化性质和质量指标 四. 直接氧氯化催化剂 学名：无水三氯化铁 俗名：DC催化剂（DC Catalyst） 分子式：FeCl3 分子量：162.21 英文名：Ferric Chloride anhyclrous 外观：棕黑色晶体 密度：2.898g/cm3 作用：主要抑制取代反应，促进乙烯和氯气的加成 反应，生成二氯乙烷，减少副产物。
二十世纪二十年代，美国联碳化学公司与杜邦公司 对氯乙烯聚合物的制备发表了专利——标志着氯乙烯及 其聚合物的制备已进入实用技术阶段。
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德国法本公司于1931年采取乳液聚合法生 产聚氯乙烯。
1933年美国碳化物和碳化学公司用溶液聚 合法生产聚氯乙烯。
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二. 聚氯乙烯的工业制法 1. 氯乙烯单体的合成 （1）电石乙炔法
12
（5）烯炔法（略） （6）氯乙烯联产氯溶剂法（略）
13
乙烯氧氯化法生产氯乙烯
14
第一节 概述
二十世纪六十年代开始（1964年）工业化。
优点：原料价格低廉、丰富，氯化氢得到合理利用，
产率高，质量好。
是当今世界氯乙烯生产的主流。
世界各国多采用三步法：
（1）直接氯化反应：C2H4 + Cl2
C2H4Cl2
1
一. 聚氯乙烯工业的发展概况
20世纪30～50年代———塑料工业迅速发展的时期 1835年 法国V.Regnault首先发现氯乙烯 1838年 法国V.Regnault观察到聚氯乙烯 1872年 包曼（Baumann）报道了氯乙烯制备并观察 到在强烈阳光照射后产生聚氯乙烯。
直到1910年，德国和美国研究了氯乙烯在紫外线和 过氧化物存在下的聚合反应。
空气或氧
乙烯 氯气
VCM产品
VCM回收 EDC循环
EDC精制 副产物
二氯乙烷法生产VCM工艺流程框图
8源自文库
（4）氧氯化法
氧氯化法是全部以乙烯制氯乙烯的生产 方法。
1940年完成实验室工作。 直到1964年才开始步入工业规模。 是氯乙烯制造技术划时代的进步。
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原理：
a. 乙烯的氯化： C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2