乙烯生产运行与操控-聚氯乙烯（PVC）产品

课程:有机化工生产运行与操控知识点：拓展产品——氯乙烯情境一：乙烯的生产运行与操控一、性质及用途1、氯乙烯的性质和用途性质用途无色乙醚香味的气体。沸点-13.9℃，氯乙烯易燃，爆炸范围4～21.7％。氯乙烯易溶于丙酮、乙醇、二氯乙烷等有机溶剂，微溶于水。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。氯乙烯的主要用途是在工业上进行均聚或共聚以生产高聚物，目前世界上用于制造聚氯乙烯树脂的氯乙烯单体约占氯乙烯总产量的96%，而美国则高达98%。氯乙烯的聚合物广泛用于工业、农业、建筑及人们的日常生活之中。聚氯乙烯（Polyvinylchlorid，PVC）

全名为Polyvinylchlorid，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。全球合成材料使用量第二。近年来PVC在东南亚的增长显著，东南亚各国都有进行基础设施建设。生产三维表面膜的材料中，PVC是最适合的材料。

PVC可分为软PVC和硬PVC。硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。

PVC是聚氯乙烯塑料，色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料，故其产品一般不存放食品和药品。二、生产方法(1)电石乙炔法电石是由焦炭与生石灰在电炉中加热生成：其化学反应方程式为：

CaO+3CCaC2+COCaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2

C2H2+HClCH2CHCl

能耗大、价格高、污染严重被廉价的乙烯法所取代。氯乙烯的生产方法(2)乙烯-乙炔联合法CH2＝CH2十C12→CH2C1—CH2C1CH2C1—CH2C1→CH2＝CHC1十HC1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。

(3)平衡氧氯化法所谓氧氯化反应就是在催化剂作用下，以氯化氢和氧的混合物作为氯源而使用的一种氯化反应，或者说，就是在催化剂作用下，将氯化氢的氧化和烃的氯化一步进行的反应。CH2=CH2+2HCl+½O2→CH2ClCH2Cl+H2OCH2＝CH2十C12→CH2C1—CH2C1CH2C1—CH2C1→CH2＝CHC1十HC1HCl在整个生产过程中始终保持平衡。这种生产方法称为平衡氧氯化法。

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。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。

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）乙烯氧氯化

CH2=CH2+2HCl+½O2→CH2ClCH2Cl+H2O

（3）二氯乙烷裂解

2CH2ClCH2Cl→2CH2=CHCl+2HCl

总反应式

2CH2=CH2+Cl2+½O2→2CH2=CHCl+H2O

参见工艺流程框图图乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯的工艺流程框图此图可见，该法生产氯乙烯的原料只需乙烯、氯和空气(或氧)。

HCl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）乙烯直接氯化部分主反应：催化剂常用FeCl3。

CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl53℃气相反应由于放热大，液相反应，溶剂为二氯乙烷。

（2）乙烯氧氯化部分主反应：以γ—A12O3为载体的CuCl2催化剂CH2=CH2+2HCl+½O2→CH2ClCH2Cl+H2O这是一个强放热反应。（3）二氯乙烷裂解部分500～550℃，不需要催化剂CH2ClCH2Cl

CH2=CHCl+HCl南京塑企主动谋变迎接"禁塑令“2008-05-2213:46:05国际金融报

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