典型石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)-氯乙烯的生產(chǎn)

氯乙烯認識及生產(chǎn)路線選擇01氯乙烯的性質目錄CONTENTS02氯乙烯的生產(chǎn)方法氯乙烯的性質01氯乙烯的性質Propertiesofvinylchloride01PART化學式CH2CHCl，是鹵代烴的一種，無色有毒有醚樣氣味的氣體。沸點-13.9℃，臨界溫度142℃，臨界壓力5.22MPa。氯乙烯結構氯乙烯的性質Propertiesofvinylchloride01PART氯乙烯容易液化，易溶于丙酮，乙醇、烴類等有機溶劑，微溶于水。與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限4%～22%（體積），在加壓下更易爆炸，貯運時必須注意容器的密閉及氮封，并應添加少量阻聚劑。氯乙烯的性質Propertiesofvinylchloride01PART氯乙烯分子內(nèi)是包含氯原子的不飽和化合物。由于雙鍵的存在，氯乙烯能發(fā)生一系列化學反應：聚合反應：nCH2=CHCl

-[-CH2-CHCl-]-n催化劑此外，氯乙烯還可進行碳氯鍵的取代反應、氧化反應、加成反應、裂解反應。氯乙烯的生產(chǎn)方法02氯乙烯的生產(chǎn)方法Productionmethodofvinylchloride02PART乙炔法01二氯乙烷法02平衡氧氯化法03乙炔法01氯乙烯的生產(chǎn)方法Productionmethodofvinylchloride02PART在20世紀30年代，其化學反應方程式為:HgCl22500~3000℃CaC2+2H2O

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

20世紀50年代前，電石由焦發(fā)與生石灰在電爐中加熱生成:二氯乙烷法02氯乙烯的生產(chǎn)方法Productionmethodofvinylchloride02PART在20世紀50年代初期，乙烯成為生產(chǎn)氯乙烯更經(jīng)濟、更合理的原料。實現(xiàn)了由乙烯和氯氣生產(chǎn)氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)路線。CH2=CH2+Cl2

→

CH2CI-CH2ClCH2Cl-CH2Cl→

CH2=CHCl+HClCH≡CH+HCl

→CH2=CHCl平衡氧氯化法03氯乙烯的生產(chǎn)方法Productionmethodofvinylchloride02PARTCH2=CH2O2

HCl裂解CH2Cl-CH2ClCH2=CHCl+HCl裂解生成的HCl恰好滿足乙烯氧氯化所需的HCl。HCl在整個生產(chǎn)過程中始終保持平衡。這種生產(chǎn)方法稱為平衡氧氯化法。優(yōu)點：具有反應器生產(chǎn)能力大、生產(chǎn)效高、生產(chǎn)成本低、單體雜質含量少和可連續(xù)操作等特點。小結氯乙烯的性質及其三種生產(chǎn)方法，目前平衡氧氯化法是已工業(yè)化的、最先進的生產(chǎn)氯乙烯的方法。氯乙烯的生產(chǎn)原理圖1圖2圖301反應原理03二氯乙烷裂解反應目錄CONTENTS04乙烯氧氯化反應02乙烯直接氯化反應反應原理01反應原理reactionprinciple01PART乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯包括三步反應：（1）乙烯直接氯化反應CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl（2）二氯乙烷裂解反應2CH2ClCH2ClCH2=CHCl+2HCl（3）乙烯氧氯化反應CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O總反應式：2CH2=CH2+Cl2+1/2O22CH2=CHCl+H2O反應原理reactionprinciple01PART使HCl在整個生產(chǎn)過程中始終保持平衡；平衡氧氯化法是目前世界公認為技術先進、經(jīng)濟合理的生產(chǎn)方法。乙烯平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的工藝流程框圖乙烯直接氯化反應02乙烯直接氯化反應Directchlorinationofethylene02PART主反應：CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl?H=-171.7kJ/mol副反應：CH2ClCH2Cl+Cl2→CH2ClCHCl2+HClCH2=CH2+HCl→CH3CH2Cl工業(yè)上采用在極性溶劑二氯乙烷存在下的液相中反應。催化劑：FeCl3作用：抑制取代反應，促進乙烯和氯氣的加成反應，減少副反應，增加氯乙烯的收率。二氯乙烷裂解反應03乙烯氧氯化反應04二氯乙烷裂解反應Ethyleneoxychlorination04PART主反應：副反應：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催化劑：以γ-A12O3為載體的CuCl2催化劑小結乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的三個反應過程乙烯直接氯化過程二氯乙烷裂解過程乙烯氧氯化生產(chǎn)過程乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的主要反應氯乙烯生產(chǎn)工藝流程三步氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的七個工序直接氯化二氯乙烷裂解氧氯化二氯乙烷精餾氯乙烯精餾廢水處理殘夜焚燒01乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程目錄CONTENTS02乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程03二氯乙烷裂解制氯乙烯工藝流程乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程01乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程Processflowofethylenedirectchlorinationtoproducedichloroethane01PART低溫工藝高溫工藝催化劑為FeCl

3

乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程Processflowofethylenedirectchlorinationtoproducedichloroethane01PART反應溫度控制在53℃左右，反應過程會釋放出大量未充分利用的熱量，反應產(chǎn)物會夾帶出催化劑需經(jīng)水洗處理，產(chǎn)生大量污水。低溫法乙烯液相氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程氯化塔乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程Processflowofethylenedirectchlorinationtoproducedichloroethane01PART乙烯和氯氣在0.2~0.3MPa，120℃下反應，原料利用率高，二氯乙烷的收率高，反應熱得到利用，反應產(chǎn)物不會帶出催化劑。高溫氯化法制取二氯乙烷的工藝流程A-U型循環(huán)管；B-分離器；1-反應器；2-精餾塔乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程02乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程Processflowofethyleneoxychlorinationtoproducedichloroethane02PART1-加氫反應器，氯化氫中的乙炔選擇加氫為乙烯；3-流化床反應器，乙烯、氯化氫和空氣發(fā)生氧氯化反應；5-空氣壓縮機，向反應器輸送空氣。乙烯流化床氧氯化制二氯乙烷反應部分工藝流程圖乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程Processflowofethyleneoxychlorinationtoproducedichloroethane02PART4-分層器，分離得到粗二氯乙烷；13-二氯乙烷塔，經(jīng)過精餾，塔頂?shù)玫匠善范纫彝?。二氯乙烷分離和精制部分工藝流程圖粗二氯乙烷二氯乙烷二氯乙烷裂解制氯乙烯工藝流程03乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程Processflowofcrackingdichloroethanetoproducevinylchloride03PART2-裂解反應爐，二氯乙烷在0.558MPa和500~550℃條件下進行裂解得氯乙烯和氯化氫；6-氯化氫塔，塔頂采出氯化氫，塔釜主要是氯乙烯和二氯乙烷；7-氯乙烯塔，塔頂?shù)玫铰纫蚁?，塔釜得到二氯乙烷。二氯乙烷裂解制氯乙烯工藝流程小結乙烯直接氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程乙烯氧氯化生產(chǎn)二氯乙烷工藝流程二氯乙烷裂解制氯乙烯工藝流程乙烯氯氧化法生產(chǎn)氯乙烯

工藝條件的確定乙烯氯氧化法生產(chǎn)氯乙烯的反應原理乙烯直接氯化過程乙烯氯氧化過程二氯乙烷裂解過程01乙烯直接氯化過程目錄CONTENTS02乙烯氯氧化過程03二氯乙烷裂解過程乙烯直接氯化過程01乙烯直接氯化過程Directchlorinationofethylene01PART原料配比反應溫度影響因素反應壓力乙烯直接氯化過程Directchlorinationofethylene01PART1.原料配比

CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl乙烯氯氣略過量的乙烯可以保證氯氣反應完全減輕對設備的腐蝕乙烯一般過量3%~25%乙烯直接氯化過程Directchlorinationofethylene01PART2.反應溫度

CH2=CH2+Cl2

CH2ClCH2Cl?H=-171.7kJ/mol

T過高使甲烷氯化等反應加劇，對主反應不利T降低反應速率相應變慢，不利于反應反應溫度控制在53℃左右乙烯直接氯化過程Directchlorinationofethylene01PART3.反應壓力常壓下進行

CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Clp升高對反應有利原料氯加壓因難乙烯氯氧化過程02乙烯氯氧化過程Ethyleneoxychlorinationprocess02PART原料配比1原料氣純度2反應溫度3反應壓力4停留時間5乙烯氯氧化過程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART1.原料配比

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O理論上C2H4:HCl:O2=1:2:0.5HCl會吸附在催化劑表面，使催化劑發(fā)生變化，床層會急劇升高，甚至發(fā)生節(jié)涌現(xiàn)象，以致不能正常操作。C2H4稍過量，O2過量50%左右，可保證HCl完全轉化C2H4:HCl:O2=1.05:2:(0.75~0.85)乙烯氯氧化過程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART2.原料氣純度原料氣HCl要進行除炔處理

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O對二氯乙烷的提純有利乙烯純度高產(chǎn)品純度降低，影響后續(xù)加工含乙炔、丙烯和C4烯烴乙烯氯氧化過程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART3.反應溫度

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O?H=-251kJ/molT升高副產(chǎn)物增加，反應的選擇性下降；催化劑的活性組分CuCl2揮發(fā)流失快，催化劑的活性下降快，壽命短。T降低低于物料的露點時，HCl氣體就會與體系中生成的水形成鹽酸，對設備造成嚴重的腐蝕。反應溫度控制在220~300℃乙烯氯氧化過程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART4.反應壓力常壓或加壓反應皆可，一般在0.1~1MPa

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O流化床反應器宜于低壓操作；固定床為克服流體阻力，操作壓力宜高些；用空氣進行氧氯化時，為了使反應氣體保持相當?shù)姆謮海Ｓ眉訅翰僮?。乙烯氯氧化過程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART5.停留時間停留時間一般為5~10s

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O停留時間短HCl轉化不完全停留時間長轉化率下降二氯乙烷裂解過程03二氯乙烷裂解過程Dichloroethanecrackingprocess03PART原料純度反應溫度反應壓力停留時間二氯乙烷裂解過程Dichloroethanecrackingprocess03PART1.原料純度嚴格控制1，2-二氯丙烷含量，小于0.1%；鐵量要求不大于10-4；水分含量控制在5×10-6以下。

2CH2ClC