化工毕业设计范例资料(2)

德国赫司特公司（Hechst）采用直接氯化法生产二氯乙烷，生产设备通过回收反应热可节省大量能源。孟山都公司（Monsanto）和M.W凯洛格公司（M.W Kellogg）开发的“PARTEC”工艺，采用“孟山都”的乙烯直接氯化工艺生产二氯乙烷，将二氯乙烷裂解过程中副产的氯化氢经氧化生成氯，再返回到直接氯化段使用，无需氧氯化单元，节约了大量的工艺操作费用和维护费用，我们把这种工艺称作乙烯直接氯化/氯化氢氧化工艺。

此外，国外一些大公司还开发了一些新工艺。例如采用乙烯作原料，采用碳

酸氢钠生产工艺副产的盐酸三甲胺作为氯化剂，用乙烯氧化法生产二氯乙烷，进一步生产氯乙烯，开发了生产苯乙烯共生纯碱的新工艺；创造了干电解法氯化氢转化为氯的新工艺，使乙烯直接氧氯化生产氯乙烯副产的氯化氢处理后可返回直接氯化段使用，不但简化了工艺，而且降低了生产成本。总之，氯乙烯单体生产技术发展潜力很大，国外各大公司正在下大力气开展这项工作。

第二章 氯乙烯性质、生产方法及流程简述

2.1 氯乙烯性质

2.1.1 物理性质

氯乙烯的分子式为C2H3C1，结构式为CH2＝CHCl，分子量为62.5 含量: 纯度≥99.99％

外观与性状： 无色、有醚样气味的气体 熔点(℃)：-159.8 沸点(℃)： -13.4 相对密度(水=1)： 0.91 相对蒸气密度(空气=1)： 2.15 饱和蒸气压(kPa)： 346.53(25℃) 临界温度(℃)： 142 临界压力(MPa)： 5.60

辛醇/水分配系数的对数值： 1.38 引燃温度(℃)： 415。 爆炸上限%(V/V)： 31.0 爆炸下限%(V/V)： 3.6

溶解性：溶于乙醇、乙醚、四氯化碳、苯等多数有机溶剂，微溶于水。 水中溶解度（%，体积）：0℃ 0.81；10℃ 0.57；20℃ 0.29。

2.1.2 化学性质

腐蚀性： 干燥态氯乙烯不具腐蚀性，但含水状态下会腐蚀铁及不锈钢。 感光性： 会进行迅速的光化学氧化作用与聚合反应。

危害性聚合： (1)于空气中或遇热、日光会会产生危害性聚合反应。(2)通常加酚为抑制剂以防止聚合。

反应性与不相容性： (1)与铜、铝和催化性不纯物等金属、空气、氧、阳光、点火源、氧化剂接触起激烈聚合反应。(2)受热及未添加或耗尽抑制剂的情形下

会发生放热性聚合反应，造成爆炸。(3)氯乙烯和大气中的氧以及強氧化剂反应会产生过氧化物，並会起剧烈的聚合反应。

分解性： 燃烧会产生HCl, CO, CO2及高毒性之光气烟雾。

氯乙烯的两个起反应部分，氯原子和双键，能进行的化学反应很多。但一般来讲，连接在双键上的氯原子不太活泼，所以有关双键的反应则比有关氯原子的反应多，现各举一两个例子如下： a、有关氯原子的反应

(1)、与丁二酸氢钾反应生成丁二酸乙烯酯：

(2)、与苛性钠共热时，脱掉氯化氢生成乙炔： CH2b、有关双键的反应

(1)、与氯化氢加成生成二氯乙烷： CH2CH2Cl

CH2Cl

CH

CH2=CHCl +

2COOKCH2COOH

2COO-CH=CH2

+ KCl

CH2COOH

CH + HCl + H2O

(2)、在紫外线照射下能与硫化氢加成生成2—氯乙硫醇： CH2CHCl + H2S

HSCH2

CH2Cl

(3)、氯乙烯通过聚合反应可生成聚氯乙烯：

nCH2

CH2

Cl

2.2 氯乙烯的生产方法

氯乙烯的生产方法是多种多样的，按其所用原料可大致分为下列几种：

2.2.1 乙烯法

此法系以乙烯为原科，可通过三种不同途径进行，其中两种是先以乙烯氯化制成二氯乙烷：

CH2

CH2 + Cl2

CH2Cl

CH2Cl

然后从二氯乙烷出发，通过不同方法脱掉氯化氢来制取氯乙烯。另一种则直接从乙烯高温氯化来制取氯乙烯。现分述如下：

(1)、二氯乙烷在碱的醇溶液中脱氯化氢(也称为皂化法)：

CH2CH2Cl + NaOH

CH2

CHCl + NaCl + H2O

此法是生产氯乙烯最古老的方法。为了加快反应的进行，必须使反应在碱的醇溶液小进行。这个方法有严重的缺点：即生产过程间歇，并且要消耗大量的醇和碱，此外在生产二氯乙烷时所用的氯，最后成为氯化钠形式耗费了。所以只在小型的工业生产中采用。

(2)、二氯乙烷高温裂解：

CH2Cl

CH2Cl

CH2

CHCl + HCl

这个过程是将二氯乙烷蒸气加热到600℃以上时进行的。但与此同时，还发生脱掉第二个氯化氢生成乙炔的反应，结果使氯乙烯产率降低。为了提高产率，必须使用催化剂。所用的催化剂为活性炭、硅胶、铝胶等，反应在480～520℃下进行，氯乙烯产率可达85％。

(3)、乙烯直接高温氯化：这一方法不走二氯乙烷的途径，直接按下式进行：

CH2

CH2 + Cl2

CH2

CHCl + HCl

由上式可以看出这一反应是取代反应。但实际上乙烯与氯在300℃以下主要是加成反应，生成二氯乙烷。要想使生成氯乙烯的取代反应成为唯一的反应，则必须使温度在450℃以上，而要避免在低温时的加成过程，可以采用将原科单独加温的方法来解决。但在高温下反应激烈，反应热难以移出，容易发生爆炸的问题。目前一般用氯化钾和氯化锌的融熔盐类作裁热体，使反应热很快移出。

此法主要的缺点是副反应多，产品组成复杂，同时生成大量的炭黑，反应热的移出还有很多困难，所以大规模的工业生产还未实现。

2.2.2 乙炔法

这一方法是以下列反应为基础的：

CH

CH + HCl

CH2

CHCl

其生产方法又可分为液相法和气相法。

(1)、液相法：液相法系以氯化亚铜和氧化铵的酸性溶液为触媒，其反应过程是向装有含12～15％盐酸的触媒溶液的反应器中，同时通入乙炔和氯化氢，反应在60℃左右进行，反应后的合成气再经过净化工段将杂质除去。

液相法最主要的优点是不需要采用高温，但它也有严重的缺点，即乙炔的转化率低，产品的分离比较困难。

(2)、气相法：气相法是以活性炭为裁体，吸附氯化汞为触媒，亦即我们在下一节重点讨论的方法。此法是以乙炔和氯化氢气相加成为基础。反应是在装满触媒的转化器中进行。反应温度一般为120～180℃左右。此法最主要的优点是乙炔转化率很高，所需设备亦不太复杂，生产技术比较成熟，所以已为大规模工业生产所采用。其缺点是氯化汞触媒有毒，价格昂贵。另外，从长远的发展上看乙炔法成本要比乙烯法高。

2.2.3 乙烯乙炔法

此法是以乙烯和乙快同时为原料进行联合生产，它是以下列反应为基础的：

CH2

CH2 + Cl2 CH2Cl

CH2ClCH2

CH2Cl

CH2ClCHCl + HCl

CHCH + HClCH2

CHCl

按其生产方法，此法又可分为：

(1)、联合法：联合法即二氯乙烷的脱氯化氢和乙炔的加成结合起来的方法。二氯乙烷裂解的副产物氯化氢，直接用作乙炔加成的原料，这免去了前者处理副产物的麻烦，又可以省去单独建立一套氯化氢合成系统，在经济上比较有利。在联合法中，氯乙烯的合成仍是在单独的设备中进行的，所以需要较大的投资。虽然如此，这种方法仍较以上各种方法合理、经济。

(2)、共轭法(亦称裂解加成一步法)：如上所述，联合法虽较其它单独生产法合理、经济，但氯乙烯的制备仍在单独的设备中进行，仍需占用很多设备，所以还不够理想。共轭法就是在联合法的基础上进行改进的。

此法系同时往一个装有触媒的反应器中加入二氯乙 …… 此处隐藏：2734字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……