乙烯氧氯化法生产氯乙烯[1]
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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。
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。
氯乙烯的制法氯乙烯是一种重要的有机化工原料,广泛应用于塑料、橡胶、涂料等行业。
它的制法主要有两种:乙烯氯化法和乙烯氧氯化法。
乙烯氯化法是指通过将乙烯与氯气反应生成氯乙烯的方法。
这种方法主要分为气相氯化法和液相氯化法两种。
在气相氯化法中,乙烯和氯气在催化剂的作用下进行反应。
催化剂通常采用氯化铜、氯化铝等物质。
反应过程中,乙烯和氯气经过混合后进入反应器中,通过加热使其发生反应。
反应生成的氯乙烯蒸汽被冷却后,通过冷凝器进行液体分离,最终得到纯净的氯乙烯。
这种方法制备氯乙烯的工艺简单,但是由于氯气具有毒性,对设备和操作要求较高。
液相氯化法是将乙烯溶解在氯化亚铜溶液中,通过加热使其反应生成氯乙烯。
这种方法相对较安全,操作简单,但是生产成本较高。
乙烯氧氯化法是指通过将乙烯与氯和氧气混合反应生成氯乙烯的方法。
这种方法主要分为直接氧氯化法和间接氧氯化法两种。
直接氧氯化法是将乙烯、氯和氧气混合后,经过催化剂的作用进行反应。
催化剂通常采用氯化铜和氯化铝等。
反应过程中,乙烯、氯和氧气进入反应器中,通过加热使其发生反应。
反应生成的氯乙烯蒸汽被冷却后,通过冷凝器进行液体分离,最终得到纯净的氯乙烯。
这种方法制备氯乙烯的工艺相对较为复杂,但是反应效率较高。
间接氧氯化法是将乙烯首先与氯气反应生成氯乙烯,然后将氯乙烯与氧气进一步反应生成氯乙烯醇。
最后,氯乙烯醇经过脱水处理得到氯乙烯。
这种方法操作相对较复杂,但是反应过程中产生的氯乙烯醇可以用于其他化工产品的制备,具有较高的综合利用价值。
除了以上两种主要的制法外,还有一些其他的制备方法。
例如,通过氯化钠和乙醇的反应生成氯乙烯。
这种方法操作简单,但是产率较低。
总的来说,氯乙烯的制法多种多样,各有优缺点。
在实际生产中,可以根据具体情况选择合适的制备方法。
无论采用哪种方法,都需要注意操作安全,严格控制反应条件,以确保产品质量和生产效率。
氯乙烯作为重要的有机化工原料,在各个行业中具有广泛的应用前景。
氯乙烯的工业生产方法以下是 9 条关于氯乙烯的工业生产方法:1. 电石法呀,这可是很常见的一种呢!就好比搭积木,把电石和水反应生成乙炔,再和氯化氢一结合,嘿,氯乙烯就出来啦!比如在一些化工厂里,工人们就熟练地操作着这个过程,神奇吧!2. 乙烯氧氯化法也挺厉害哟!想象一下,乙烯和氯气、氧气就像好朋友一起聚会,然后发生一系列反应,最后就变出氯乙烯啦。
在那些大型化工厂中,不就是这样不断生产出氯乙烯来满足我们的需求嘛!3. 还有乙烷直接氯化法呢!就像一场奇妙的化学反应魔法,乙烷直接和氯气反应,逐步转化成氯乙烯。
你说神不神,那些工厂里可不就是靠着这个魔法般的方法给我们带来氯乙烯嘛!4. 二氯乙烷催化裂解,哇塞,这听着就很有意思!就如同拆礼物一样,把二氯乙烷拆开,就得到氯乙烯这个惊喜啦!在某些生产线上,大家不都在运用这个有趣的方法嘛!5. 乙烯平衡氧氯化法,这可是个很棒的途径呀!好比走一条特别的路,让乙烯经过氧氯化这个过程,轻松走到氯乙烯的终点。
工厂里的技术人员对这个方法肯定很熟悉吧!6. 混合烯炔法也不能小瞧呢!它就像是一个独特的组合拳,把各种烯炔混合起来,最后打出氯乙烯这个成果。
不是有很多厂都用过这个方法嘛!7. 氯乙醇法也有它的特别之处哦!就好像是在变魔术,氯乙醇经过一些变化,嘿,氯乙烯就出现啦。
以前一些地方不就用这种神奇的方法来生产吗?8. 氯乙烯联合生产法,哇,这多酷呀!就像一群小伙伴一起合作完成一件大事,多种反应凑到一起,造就了氯乙烯。
难道不是有好些地方用这种联合的力量来生产嘛!9. 醋酸乙烯法也值得一提呀!人家这可是另辟蹊径呢,像开辟新道路一样,通过醋酸乙烯来搞出氯乙烯。
是不是很厉害,很多地方都有应用这个方法吧!我的观点就是这些工业生产方法都各有特点和用处,为我们的生活带来了很多便利和可能性呀!。
2023年氯化工艺参考题库含答案(图片大小可自由调整)第1卷一.全能考点(共50题)1.【判断题】使用有毒物品作业场所与生活区分开,如有必要,作业场所可以住人。
2.【单选题】将被测量表面与标有一定数值的()比较来确定被测表面粗糙度数值的方法。
A、测量数据B、相对数据C、角度样板D、粗糙度样板3.【判断题】可燃气体及有毒气体探测器与释放源的水平距离在5m以内。
4.【判断题】乙烯氧氯化法生产氯乙烯,氧氯化反应的催化剂活性组分是氧化铝。
5.【单选题】移动式压力容器压力表盘刻度极限值应当为最大工作压力的()倍。
A、1.5~2.0B、1.5~3.0C、2D、36.【单选题】危险物品的生产、经营、储存单位的()和安全生产管理人员必须进行安全能力考试。
A、.主要负责人B、.所有领导C、.职工7.【判断题】浮顶油罐可不设防雷装置,并且浮顶与罐体无须可靠电气连接。
8.【判断题】工作零线即中性线用N表示,保护零线用PE表示,同一导线既为工作零线又为保护零线用PEN表示。
9.【单选题】离心泵盘车检查泵轴灵快与否,每次旋转()。
A、90°,2-3周B、270°,4-5周C、180°,3-4周10.【单选题】管道、阀门和水封装置冻结时,只能用热水或蒸汽加热解冻,严禁使用()。
B、工业水解冻C、明火烘烤11.【判断题】严禁铁器敲打设备,不准带压检修和紧固系统设备及管道法兰,停炉后炉温过高不能再点炉。
12.【单选题】征收排污费的对象包括()。
A、一切开发建设项目B、一切超标排污的企事业单位C、一切排放污染物的企事业单位13.【单选题】演练结束后()工作日内按照预案分级管理的原则报安全生产监督管理部门和有关单位。
A、5B、10C、1514.【判断题】无安全措施或未经安全技术交底的施工项目,你有权拒绝施工。
15.【单选题】《中华人民共和国消防法》规定,禁止在具有火灾、爆炸危险的场所吸烟、使用明火。
因特殊情况需要使用明火作业的,应当按规定事先(),采取相应的消防安全措施;作业人员应当遵守消防安全规定。
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。
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。
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?0一.三步法(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+HCl2.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.C2H4+2HCl+0.5O2——>C2H4Cl2+H2O 催化剂CuCl2;放热56.6KJ/mol副反应:乙烯燃烧副反应:深度氧氯化C2H4+3HCl+O2——>C2H3Cl3+2H2OC2H4+3HCl+2O2——>CCl3CHO+3H2O2.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。
聚氯乙烯合成方法及主要用途聚氯乙烯氯乙烯单体制备:工业上制备氯乙烯的方法主要有乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。
1、乙炔法乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法乙炔可由电石(碳化钙)与水作用制的。
此法能耗大,目前用此法生产氯乙烯制造聚氯乙烯树脂厂家主要集中在我国,占我国聚氯乙烯树脂总量的70%。
2、联合法由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷,然后在加压条件下将其加热裂解,脱去氯化氢后得到氯乙烯,副产品氯化氢再与乙炔反应,又制得氯乙烯。
3、乙烯氧氯化法使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水,二氯乙烷再经裂解,生成氯乙烯。
副产品氯化氢再回收到氧氯化工段,继续反应。
4、乙烯平衡氧氯化法是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。
乙烯与氯反应生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷,二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。
氯化氢回收后,继续参与氧氯化反应。
聚氯乙烯聚合工艺:在工业化生产氯乙烯均聚物时,根据树脂应用领域,一般采用五种方法生产,即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。
(1)本体聚合法一般采用“两段本体聚合法”,第一段称为预聚合,采用高效引发剂,在62~75°C温度下,强烈搅拌,使氯乙烯聚合的转化率为8%时,输送到另一台聚合釜中,再加入含有低效引发剂的等量新单体,在约60°C温度下,慢速搅拌,继续聚合至转化率达80%时,停止反应。
本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质,只有引发剂。
因此,此法生产的氯乙烯树脂纯度较高,质量较优,其构型规整,孔隙率高而均匀,粒度均一。
但聚合时操作控制难度大,聚氯乙烯树脂的分子量分布一般较宽。
(2)悬浮聚合法液态氯乙烯单体以水为分散介质,并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂,在一定温度下,借助搅拌作用,使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。
聚合完成后,经碱洗、汽提、离心、干燥得到白色粉末状聚氯乙烯树脂。
乙烯氧氯化法
乙烯氧氯化法是一种工业化生产氯乙烯的方法,其主要原料为乙烯和氯气。
该方法的优点在于生产过程简单,反应速度快,产率高,且可以在常温下进行。
因此,乙烯氧氯化法是目前生产氯乙烯的主要方法之一。
乙烯氧氯化法的反应机理是乙烯和氯气在催化剂的作用下发生氧氯化反应,生成氯乙烯和HCl。
催化剂通常采用氯化铜、氯化铁等金属盐类,也可以使用氧化铁、氧化铜等氧化物作为催化剂。
反应温度一般在100-200℃之间,反应压力为1-2 atm。
乙烯氧氯化法的反应式如下:
C2H4 + Cl2 → C2H3Cl + HCl
乙烯氧氯化法的优点在于:
1. 生产过程简单,反应速度快。
2. 产率高,可以达到90%以上。
3. 可以在常温下进行,不需要高温高压条件。
4. 原料易得,成本低廉。
乙烯氧氯化法的缺点在于:
1. 反应生成的HCl会对设备和环境造成腐蚀。
2. 反应产生的HCl需要进行处理,增加了生产成本。
3. 反应过程中需要使用催化剂,催化剂的选择和回收也是一个难点。
总的来说,乙烯氧氯化法是一种简单、高效的生产氯乙烯的方法,具有广泛的应用前景。
随着环保意识的提高,对于HCl的处理和催化剂的回收也将成为该方法需要解决的问题。
未来,乙烯氧氯化法还有很大的发展空间,可以通过改进反应条件和催化剂的选择来提高产率和降低成本,同时也需要加强环保措施,减少对环境的影响。
乙烯氧氯化法概述乙烯氧氯化法是一种用于合成氯乙烯的化学过程。
在该过程中,乙烯(也称为乙烯烷)经过氧化和氯化反应,产生氯乙烯。
乙烯氧氯化法是工业上最重要的氯乙烯生产方法之一,其产量占全球氯乙烯总产量的很大比例。
原理乙烯氧氯化法的原理是将乙烯和氯气通过催化剂的作用在高温条件下反应,生成氯乙烯。
首先,通过催化剂的作用,乙烯与氧气反应生成乙烯氧化物。
然后,将乙烯氧化物与氯气继续在催化剂的作用下反应,生成氯乙烯。
整个过程如下所示:乙烯 + 氧气→ 乙烯氧化物乙烯氧化物 + 氯气→ 氯乙烯 + 氯化氢其中,氯乙烯是目标产品,氯化氢是一个副产物,通常会被回收利用。
反应条件乙烯氧氯化法的反应条件对于反应效率和产物质量非常重要。
以下是乙烯氧氯化法常见的反应条件:•温度:反应温度通常在300-500摄氏度之间,以确保反应能够进行,在达到理想速率的同时,避免产生不良的副反应。
•压力:通常会在正压条件下进行,以确保足够的反应物接触、混合和反应。
•催化剂:乙烯氧氯化法中使用的催化剂通常是金属氯化物,如铜氯化物或铬氯化物。
这些催化剂能够促使反应进行,并提高反应的选择性。
设备乙烯氧氯化法通常需要一套专门的设备来进行。
以下是乙烯氧氯化法常见的设备:•反应器:用于进行乙烯氧化和氯化反应。
反应器通常是圆柱形的,由耐高温、耐腐蚀的材料制成,如不锈钢。
•加热装置:用于控制反应温度。
可以使用电加热器、燃烧炉等设备来加热反应器。
•强制循环系统:用于保持反应物在反应器中的均匀分布,促进反应进行。
•分离设备:用于分离产物和副产物。
通常使用蒸馏柱和冷凝器来分离氯乙烯和氯化氢。
应用氯乙烯是一种重要的化工原料,被广泛用于合成聚氯乙烯(PVC),这是一种常见的塑料材料。
因此,乙烯氧氯化法在化工行业中具有广泛的应用。
聚氯乙烯是一种重要的塑料材料,具有良好的耐化学品性能、电绝缘性能和可塑性。
它在建筑、电子、汽车、包装等领域中被广泛使用。
乙烯氧氯化法的产物氯乙烯是生产聚氯乙烯的重要原料,因此乙烯氧氯化法对于塑料行业的发展具有重要意义。
edc乙烯氧氯化法EDC乙烯氧氯化法是一种重要的工业化学生产方法,用于合成氯乙烯。
本文将全面介绍EDC乙烯氧氯化法的工艺原理、操作步骤以及相关应用,以期为读者提供有益的指导。
EDC乙烯氧氯化法,全称为乙烯气氧氯化法,是一种将乙烯气与氯气在氧气的气氛下进行反应,产生1,2-二氯乙烷(EDC)的化学反应。
该方法通常在反应器中进行,反应器内的催化剂通常是氯化铜和氯化铝。
此外,反应还需要适当的温度和压力进行控制。
具体操作步骤如下:1. 首先,将乙烯气与氯气按设定的摩尔比例送入反应器中。
通常情况下,乙烯气和氯气的比例为1:1。
2. 接下来,通过控制适当的温度和压力,加入氧气以促进反应的进行。
温度的选择很关键,一般在100-200°C之间,而压力通常在1-5大气压。
3. 在反应进行的同时,催化剂起到了至关重要的作用。
氯化铜和氯化铝能够促进乙烯气和氯气的反应,提高产率和选择性。
4. 反应结束后,通过冷凝和分离等工艺步骤,得到纯度较高的1,2-二氯乙烷。
EDC乙烯氧氯化法有着广泛的应用。
其中最重要的应用是用于生产聚氯乙烯(PVC)。
EDC是PVC的重要原料,通过进一步氯化反应,可以合成乙烯基氯,然后与乙烯共聚合成PVC树脂。
PVC广泛应用于建筑材料、管道、电线电缆和塑料制品等领域。
此外,EDC乙烯氧氯化法还可用于生产丙氯醇和氯乙炔等化学品。
丙氯醇是一种常用的有机合成中间体,广泛应用于医药、染料和农药等领域。
氯乙炔则可用于生产合成橡胶和有机合成材料。
总之,EDC乙烯氧氯化法是一种重要的工业化学生产方法,具有广泛的应用前景。
通过本文的介绍,读者可以对该方法的工艺原理和操作步骤有一个全面的了解,并了解其在聚氯乙烯、丙氯醇和氯乙炔等化学品生产中的应用。
希望读者能够从中受益,并在相关领域做出更好的贡献。
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。
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CH2=CH2 + Cl2 → CH2ClCH2Cl(2)二氯乙烷裂解 2C H2ClCH2Cl → 2CH2=CHCl + 2HCl(3)乙烯氧氯化CH2=CH2 + 2HCl + O2 → CH2ClCH2Cl + H2O 总反应式2CH2=CH2 + Cl2 + O2 →2CH2=CHCl + H2O 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:CH2=CH2 + Cl2 → CH2ClCH2Cl △H = -171.7kJ /mo1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:CH2ClCHCl + Cl2 → CH2ClCHCl2 + HClCH2ClCHCl2 + Cl2 → CHCl2CHCl2 + HCl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:CH2ClCH2Cl CH2=CHCl + HCl △H = 79.5kJ/mo1此反应是吸热可逆反应。
副反应:CH2=CHCl →CH≡CH + HClCH2=CHCl + HCl → CH3CHCl2CH2ClCH2Cl → H2 + 2HCl + 2Cn CH2=CHCl 聚氯乙烯(3)乙烯氧氯化部分主反应:CH2=CH2 + 2HCl + O2 → CH2ClCH2Cl + H2O△H =-251kJ/mo1这是一个强放热反应。
副反应:CH2=CH2 + 2O2 → 2CO + 2H2OCH2=CH2 + 3O2 → 2CO2 + 2H2OCH2=CHCl + HCl → CH3CH2ClCH2ClCH2Cl CH2=CHCl CH2ClCHCl2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FeCl3。
加入FeCl3的主要作用是抑制取代反应,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。
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—A12O3为载体的CuCl2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。
铁离子会加速深度裂解副反应,故原料中含铁量要求不大于10-4。
水对反应虽无抑制作用,但为了防止对炉管的腐蚀,水分含量控制在5×10-6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,CO2和CO的生成量增多,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,C2H4:HC1:O2=1:2:0.5(摩尔)。
在正常操作情况下,C2H4稍有过量,O2过量50%左右,以使HC1转化完全。
实际原料配比为C 2H4:HC1:O2=1.05:2:0.75~0.85(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。
C2H4稍过量,可保证HC1完全转化,但过量太多,尾气中CO和CO2的含量增加,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C4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、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。
四、工艺流程1.乙烯直接氯化生产二氯乙烷的工艺流程乙烯液相氯化生产二氯乙烷,催化剂为FeCl3。