典型石油化工产品生产-氯乙烯的生产

氯乙烯认识及生产路线选择01氯乙烯的性质目录CONTENTS02氯乙烯的生产方法氯乙烯的性质01氯乙烯的性质Propertiesofvinylchloride01PART化学式CH2CHCl，是卤代烃的一种，无色有毒有醚样气味的气体。沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。氯乙烯结构氯乙烯的性质Propertiesofvinylchloride01PART氯乙烯容易液化，易溶于丙酮，乙醇、烃类等有机溶剂，微溶于水。与空气形成爆炸混合物，爆炸极限4%～22%（体积），在加压下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。氯乙烯的性质Propertiesofvinylchloride01PART氯乙烯分子内是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：聚合反应：nCH2=CHCl

-[-CH2-CHCl-]-n催化剂此外，氯乙烯还可进行碳氯键的取代反应、氧化反应、加成反应、裂解反应。氯乙烯的生产方法02氯乙烯的生产方法Productionmethodofvinylchloride02PART乙炔法01二氯乙烷法02平衡氧氯化法03乙炔法01氯乙烯的生产方法Productionmethodofvinylchloride02PART在20世纪30年代，其化学反应方程式为:HgCl22500~3000℃CaC2+2H2O

Ca(OH)2+CH≡CHCH≡CH+HClCH2=CHClCaO+3CCaC2+CO

20世纪50年代前，电石由焦发与生石灰在电炉中加热生成:二氯乙烷法02氯乙烯的生产方法Productionmethodofvinylchloride02PART在20世纪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。CH2=CH2+Cl2

→

CH2CI-CH2ClCH2Cl-CH2Cl→

CH2=CHCl+HClCH≡CH+HCl

→CH2=CHCl平衡氧氯化法03氯乙烯的生产方法Productionmethodofvinylchloride02PARTCH2=CH2O2

HCl裂解CH2Cl-CH2ClCH2=CHCl+HCl裂解生成的HCl恰好满足乙烯氧氯化所需的HCl。HCl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。优点：具有反应器生产能力大、生产效高、生产成本低、单体杂质含量少和可连续操作等特点。小结氯乙烯的性质及其三种生产方法，目前平衡氧氯化法是已工业化的、最先进的生产氯乙烯的方法。氯乙烯的生产原理图1图2图301反应原理03二氯乙烷裂解反应目录CONTENTS04乙烯氧氯化反应02乙烯直接氯化反应反应原理01反应原理reactionprinciple01PART乙烯氧氯化法生产氯乙烯包括三步反应：（1）乙烯直接氯化反应CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl（2）二氯乙烷裂解反应2CH2ClCH2ClCH2=CHCl+2HCl（3）乙烯氧氯化反应CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O总反应式：2CH2=CH2+Cl2+1/2O22CH2=CHCl+H2O反应原理reactionprinciple01PART使HCl在整个生产过程中始终保持平衡；平衡氧氯化法是目前世界公认为技术先进、经济合理的生产方法。乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯的工艺流程框图乙烯直接氯化反应02乙烯直接氯化反应Directchlorinationofethylene02PART主反应：CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl∆H=-171.7kJ/mol副反应：CH2ClCH2Cl+Cl2→CH2ClCHCl2+HClCH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl工业上采用在极性溶剂二氯乙烷存在下的液相中反应。催化剂：FeCl3作用：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03乙烯氧氯化反应04二氯乙烷裂解反应Ethyleneoxychlorination04PART主反应：副反应：CH2=CH2+2O2

→2CO+2H2O

（2）CH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O

（3）CH2=CHCl+HCl→CH3CHCl2

（4）CH2ClCH2ClCH2=CHClCH2ClCHCl2

（5）CH2=CH2+2HCl+1/2O2→CH2ClCH2Cl+H2O∆H=-251kJ/mol（1）

-HClHCl+O2催化剂：以γ-A12O3为载体的CuCl2催化剂小结乙烯氧氯化法生产氯乙烯的三个反应过程乙烯直接氯化过程二氯乙烷裂解过程乙烯氧氯化生产过程乙烯氧氯化法生产氯乙烯的主要反应氯乙烯生产工艺流程三步氧氯化法生产氯乙烯的七个工序直接氯化二氯乙烷裂解氧氯化二氯乙烷精馏氯乙烯精馏废水处理残夜焚烧01乙烯直接氯化生产二氯乙烷工艺流程目录CONTENTS02乙烯氧氯化生产二氯乙烷工艺流程03二氯乙烷裂解制氯乙烯工艺流程乙烯直接氯化生产二氯乙烷工艺流程01乙烯直接氯化生产二氯乙烷工艺流程Processflowofethylenedirectchlorinationtoproducedichloroethane01PART低温工艺高温工艺催化剂为FeCl

3

乙烯直接氯化生产二氯乙烷工艺流程Processflowofethylenedirectchlorinationtoproducedichloroethane01PART反应温度控制在53℃左右，反应过程会释放出大量未充分利用的热量，反应产物会夹带出催化剂需经水洗处理，产生大量污水。低温法乙烯液相氯化生产二氯乙烷工艺流程氯化塔乙烯直接氯化生产二氯乙烷工艺流程Processflowofethylenedirectchlorinationtoproducedichloroethane01PART乙烯和氯气在0.2~0.3MPa，120℃下反应，原料利用率高，二氯乙烷的收率高，反应热得到利用，反应产物不会带出催化剂。高温氯化法制取二氯乙烷的工艺流程A-U型循环管；B-分离器；1-反应器；2-精馏塔乙烯氧氯化生产二氯乙烷工艺流程02乙烯氧氯化生产二氯乙烷工艺流程Processflowofethyleneoxychlorinationtoproducedichloroethane02PART1-加氢反应器，氯化氢中的乙炔选择加氢为乙烯；3-流化床反应器，乙烯、氯化氢和空气发生氧氯化反应；5-空气压缩机，向反应器输送空气。乙烯流化床氧氯化制二氯乙烷反应部分工艺流程图乙烯氧氯化生产二氯乙烷工艺流程Processflowofethyleneoxychlorinationtoproducedichloroethane02PART4-分层器，分离得到粗二氯乙烷；13-二氯乙烷塔，经过精馏，塔顶得到成品二氯乙烷。二氯乙烷分离和精制部分工艺流程图粗二氯乙烷二氯乙烷二氯乙烷裂解制氯乙烯工艺流程03乙烯氧氯化生产二氯乙烷工艺流程Processflowofcrackingdichloroethanetoproducevinylchloride03PART2-裂解反应炉，二氯乙烷在0.558MPa和500~550℃条件下进行裂解得氯乙烯和氯化氢；6-氯化氢塔，塔顶采出氯化氢，塔釜主要是氯乙烯和二氯乙烷；7-氯乙烯塔，塔顶得到氯乙烯，塔釜得到二氯乙烷。二氯乙烷裂解制氯乙烯工艺流程小结乙烯直接氯化生产二氯乙烷工艺流程乙烯氧氯化生产二氯乙烷工艺流程二氯乙烷裂解制氯乙烯工艺流程乙烯氯氧化法生产氯乙烯

工艺条件的确定乙烯氯氧化法生产氯乙烯的反应原理乙烯直接氯化过程乙烯氯氧化过程二氯乙烷裂解过程01乙烯直接氯化过程目录CONTENTS02乙烯氯氧化过程03二氯乙烷裂解过程乙烯直接氯化过程01乙烯直接氯化过程Directchlorinationofethylene01PART原料配比反应温度影响因素反应压力乙烯直接氯化过程Directchlorinationofethylene01PART1.原料配比

CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl乙烯氯气略过量的乙烯可以保证氯气反应完全减轻对设备的腐蚀乙烯一般过量3%~25%乙烯直接氯化过程Directchlorinationofethylene01PART2.反应温度

CH2=CH2+Cl2

CH2ClCH2Cl∆H=-171.7kJ/mol

T过高使甲烷氯化等反应加剧，对主反应不利T降低反应速率相应变慢，不利于反应反应温度控制在53℃左右乙烯直接氯化过程Directchlorinationofethylene01PART3.反应压力常压下进行

CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Clp升高对反应有利原料氯加压因难乙烯氯氧化过程02乙烯氯氧化过程Ethyleneoxychlorinationprocess02PART原料配比1原料气纯度2反应温度3反应压力4停留时间5乙烯氯氧化过程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART1.原料配比

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O理论上C2H4:HCl:O2=1:2:0.5HCl会吸附在催化剂表面，使催化剂发生变化，床层会急剧升高，甚至发生节涌现象，以致不能正常操作。C2H4稍过量，O2过量50%左右，可保证HCl完全转化C2H4:HCl:O2=1.05:2:(0.75~0.85)乙烯氯氧化过程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART2.原料气纯度原料气HCl要进行除炔处理

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O对二氯乙烷的提纯有利乙烯纯度高产品纯度降低，影响后续加工含乙炔、丙烯和C4烯烃乙烯氯氧化过程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART3.反应温度

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O∆H=-251kJ/molT升高副产物增加，反应的选择性下降；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。T降低低于物料的露点时，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。反应温度控制在220~300℃乙烯氯氧化过程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART4.反应压力常压或加压反应皆可，一般在0.1~1MPa

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O流化床反应器宜于低压操作；固定床为克服流体阻力，操作压力宜高些；用空气进行氧氯化时，为了使反应气体保持相当的分压，常用加压操作。乙烯氯氧化过程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART5.停留时间停留时间一般为5~10s

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O停留时间短HCl转化不完全停留时间长转化率下降二氯乙烷裂解过程03二氯乙烷裂解过程Dichloroethanecrackingprocess03PART原料纯度反应温度反应压力停留时间二氯乙烷裂解过程Dichloroethanecrackingprocess03PART1.原料纯度严格控制1，2-二氯丙烷含量，小于0.1%；铁量要求不大于10-4；水分含量控制在5×10-6以下。

2CH2ClC