1、乙炔法合成氯乙烯工艺乙炔法合成氯乙烯工艺制作人：制作人：阳斌阳斌1总纲总纲概述概述电石乙炔法电石乙炔法合成原理合成原理工艺工艺流程流程反应主要影响因素反应主要影响因素2概述概述氯乙烯（VCM）生产简介工艺 氯乙烯是1835年由法国人V.Regnault首先在实验室中制得，他用氢氧化钾的乙醇溶液处理二氯乙烷得到了氯乙烯。1902年，Biltz 将二氯乙烷进行热分解也可制得氯乙烷。1911年，kiatte和Rollett 利用乙炔和氯化氢催化加成反应合成了氯乙烯。1913年，Griesheim-Elektron用氯化汞作催化剂，使氯乙烯合成技术进一步发展。1931年，德国首先实现了氯乙烯的工业化生
2、产，原料是乙炔和氯化氢，催化剂是氯化汞。随着石油化工的发展，随后出现了乙烯法、联合法、乙烯氧氯化法和乙烷一步氧氯化法等氯乙烯单体合成方法。我国因石油资源相对较少，电石原料分布广泛，所以目前很多化工企业仍采用电石法制取氯乙烯。3概述概述氯乙烯的工业应用 氯氯乙乙烯烯在在工工业业上上的的主主要要应应用用时时生生产产聚聚氯氯乙乙烯烯树树脂脂，故故常常称称其其为为氯氯乙乙烯烯单单体体（VCMVCM）所所谓谓聚聚氯氯乙乙烯烯树树脂脂是是一一类类由由氯氯乙乙烯烯单单体体衍衍生生的的均均聚聚物物和和共共聚聚物物，其其中中氯氯乙乙烯烯占占树树脂脂组组分分质质量量的的50%50%，因因此此VCMVCM的的生生产
3、产质质量量和和成成本本直直接接影影响响到到聚聚氯氯乙乙烯烯树树脂脂的的质质量量和和成成本本。目目前前用用于于制制造造聚聚氯氯乙乙烯烯树树脂脂的的氯氯乙乙烯烯约约占占其其产产量量的的96%96%，VCMVCM的的需需求求量量和和产产量量在在很很大大程程度度上上取取决决于于聚聚氯氯乙乙烯烯树树脂脂的的需需求求量量。聚聚氯氯乙乙烯烯为为五五大大和和成成树树脂脂之之一一，由由于于其其价价廉廉易易得得、应应用用广广泛泛，因因此此需需求求量量和和产产量量逐逐年年上上升升。氯氯乙乙烯烯是是离离分分子子材材料料工工业业的的重重要要单单体体，产产量量很很大大，还还可可用用于于合合成成1,1,2-1,1,2-三三
4、氯氯乙乙烷烷和和1,1-1,1-二二氯氯乙乙烯烯等等。故故氯氯乙乙烯烯的的生生产产在在基基本本有有机机化化学学工工业业中中占占有重要的地位有重要的地位4 原理原理电石法制氯乙烯主要化学反应乙炔来源：乙炔来源：主反应：主反应：主要副反应：主要副反应：5主要影响因素主要影响因素 原料配比 温度 空间流速6在在反反应应中中乙乙炔炔可可与与催催化化剂剂氯氯化化汞汞反反应应生生成成氯氯化化亚汞和单质汞，所以在实际生产中要使原料气中氯化氢过量以避免催化剂中毒，减少副反应的发生。在气体纯度稳定的情况下，乙炔和氯化氢摩尔配比一般应保证在1.051.10 之间。但氯化氢过多，会生成多氯化物等副产物。乙炔和氯化氢
5、的纯度波动，流量计的偏差原因，可能导致转化率的波动，实际生产中配比需要根据出口气体成分分析进行适当调整。影响因素影响因素原料乙炔与氯化氢的配比7影响因素影响因素反应温度加加成成反反应应是是在在气气相相中中进进行行。虽虽然然从从热热力力学学分分析析此此反反应应很很有有利利，但但由由于于反反应应速速度度慢慢，因因此此必必须须在在催催化化剂剂存存在在下下进进行行。工工业业上上采采用用的的催催化化剂剂是是HgCHgCl l2 2活活性性炭炭，其其活活性性随随HgHgClCl2 2含含量量的的增增高高而而增增大大，一一般般HgClHgCl2 2含含量量为为10-2010-20。该该催催化化剂剂的的主主要
6、要缺缺点点是是活活性性稳稳定定性性较较差差。据据研研究究，当当反反应应温温度度140140时时，活活性性基基本本稳稳定定。但但温温度度低低，反反应应速速度度太太慢慢，乙乙炔炔转转化化率率低低。反反应应温温度度高高于于140140，催催化化剂剂就就出出现现明明显显的的失失活活，并并随随温温度度的的升升高而加剧。高而加剧。8影响因素影响因素反应温度 使使催催化化剂剂失失活活的的主主要要原原因因是是活活性性组组分分HgClHgCl2 2的的升升华华。当当温温度度高高于于200200时时，就就会会有有大大量量HgClHgCl2 2升升华华而而使使催催化化剂剂的的活活性性迅迅速速下下降降故故反反应应温温
7、度度的的控控制制十十分分重重要要，工工业业上上一一段段控控制制在在160-180160-180，HgClHgCl2 2蒸蒸汽汽压压与与温温度度关关系系如如下图下图。9影响因素影响因素空间流速 固固定定床床催催化化反反应应器器常常用用空空间间流流速速（单单位位时时间间内内通通过过单单位位体体积积催催化化剂剂的的气气体体量量）衡衡量量其其生生产产能能力力。乙乙炔法合成氯乙烯反应中通常以乙炔空间流速来衡量。炔法合成氯乙烯反应中通常以乙炔空间流速来衡量。当当空空间间流流速速增增加加时时，原原料料气气与与催催化化剂剂接接触触时时间间短短，乙乙炔炔转转化化率率降降低低；反反之之，当当空空间间流流速速降降低
8、低时时，乙乙炔炔转转化化率率提提高高，副副产产物物增增加加，生生产产能能力力下下降降。较较适适宜宜的的空空间间流流速速为为1m3 催催化化剂剂2535 m3/h。针针对对串串联联转转化化器器中中的的催催化化剂剂不不同同时时期期，空空间间流流速速应应根根据据实实际际生生产产进进行行调调整整，应应用用活活性性较较高高的的新新触触媒媒时时空空间间流流速速应应适适当当降降低低，运运转转一一段段时时间间后后触触媒媒活活性性降降低低应应调调高高空空间流速，保证转化率。间流速，保证转化率。10工艺流程工艺流程乙炔加氯化氢制氯乙烯工艺流程图11工艺流程工艺流程流程说明 乙乙炔炔加加氯氯化化氢氢是是放放热热反反
9、应应，局局部部过过热热会会影影响响催催化化剂剂的的寿寿命命，因因此此必必须须及及时时地地移移出出反反应应热热。工工业业上上常常采采用用多多管管式式的的固固定定床床氯氯化化反反应应器器，管管内内盛盛放放催催化化剂剂，干干燥燥和和已已净净化化的的乙乙炔炔和和氯氯化化氢氢的的混混合合气气自自上上而而下下地地通通过过催催化化剂剂层层进进行行反反应应。管管外外用用加加压压热热水水循循环环进进行行冷冷却却。由由于于受受到到热热点点温温度度的的限限制制，乙乙炔炔空空速速也也受受到到限限制制。要要充充分分发发挥挥床床层层催催化化剂剂的的效效率率，就就必必须须使使整整个个床床层层温温度度都都接接近近最最佳佳的的
10、允允许许温温度度。采采取取分分段段进进气气、分分段段冷冷却却和和适适当当调调整整催催化化剂剂活活性性等等方方法法，可可使使床床层层温温度度分分布布得得到到改改善善，乙乙炔炔空空速速可可以以提提高高，因因而而催催化化剂剂的的生生产产能能力力也也可可以以显著提高。显著提高。12工艺流程工艺流程流程说明 乙乙炔炔可可由由电电石石水水解解得得到到，经经净净化化和和干干燥燥后后与与干干燥燥的的HClHCl以以1 1：1.05-1.11.05-1.1的的比比例例混混和和进进入入反反应应器器进进行行加加成成反反应应，乙乙炔炔转转化化率率可可达达9999左左右右，副副产产物物1,1-1,1-二二氯氯乙乙烷烷的
11、的生生成成量量约约为为1 1左左右右。自自反反应应器器出出来来的的气气体体产产物物中中除除含含有有产产物物氯氯乙乙烯烯和和副副产产物物1,1-1,1-二二氯氯乙乙烷烷外外，还还含含有有5-105-10HClHCl，和和少少量量未未反反应应的的乙乙炔炔。反反应应气气经经水水洗洗和和碱碱洗洗除除去去HClHCl等等酸酸性性气气体体，并并用用固固体体KOHKOH进进行行干干燥燥，再再经经冷冷却却冷冷凝凝得得粗粗氯氯乙乙烯烯冷冷凝凝液液。粗粗氯氯乙乙烯烯先先经经冷冷凝凝蒸蒸出出塔塔脱脱去去溶溶于于其其中中的的乙乙炔炔等等气气体体后后，至至氯氯乙乙烯烯塔塔进进行行积积储储，除除去去1,l-1,l-二二氯氯乙乙烷烷等等高高沸点杂质，塔顶蒸出产品氯乙烯贮于低温贮槽。沸点杂质，塔顶蒸出产品氯乙烯贮于低温贮槽。13Good-bye14
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