脫氯化氫制氯乙烯可行性報(bào)告

1、1,2-二氯乙烷氣相催化裂解脫氯化氫制氯乙烯可行性報(bào)告概述氯乙烯（h2cchcl ）是一種應(yīng)用于高分子化工的重要的單體，可由乙烯或乙炔制得。為無色、易液化氣體，沸點(diǎn)-13.9，臨界溫度142，臨界壓力5.22mpa。主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯，并能與醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酸酯、偏二氯乙烯（1，1-二氯乙烯）等共聚，制得各種性能的樹脂。此外，還可用于合成1，1，2-三氯乙烷及1，1-二氯乙烯等。1835年法國(guó)人v.勒尼奧用氫氧化鉀在乙醇溶液中處理二氯乙烷首先得到氯乙烯。20世紀(jì)30年代，德國(guó)格里斯海姆電子公司基于氯化氫與乙炔加成，首先實(shí)現(xiàn)了氯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)。初期，氯乙烯采用電石，乙炔與氯化氫催化加成

2、的方法生產(chǎn)，簡(jiǎn)稱乙炔法。以后，隨著石油化工的發(fā)展，氯乙烯的合成迅速轉(zhuǎn)向以乙烯為原料的工藝路線。1940年，美國(guó)聯(lián)合碳化物公司開發(fā)了二氯乙烷法。為了平衡氯氣的利用，日本吳羽化學(xué)工業(yè)公司又開發(fā)了將乙炔法和二氯乙烷法聯(lián)合生產(chǎn)氯乙烯的聯(lián)合法。1960年，美國(guó)陶氏化學(xué)公司開發(fā)了乙烯經(jīng)氧氯化合成氯乙烯的方法，并和二氯乙烷法配合，開發(fā)成以乙烯為原料生產(chǎn)氯乙烯的完整方法，此法得到了迅速發(fā)展。乙炔法、混合烯炔法等其他方法由于能耗高而處于逐步被淘汰的地位。生產(chǎn)方法 乙烯、乙炔和混合烯炔法的特點(diǎn)如下：乙烯氧氯化法 ：現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)氯乙烯的主要方法。分三步進(jìn)行：第一步乙烯氯化生成二氯乙烷；第二步二氯乙烷熱裂解為氯乙烯及

3、氯化氫；第三步乙烯、氯化氫和氧發(fā)生氧氯化反應(yīng)生成二氯乙烷。乙烯氯化：乙烯和氯加成反應(yīng)在液相中進(jìn)行：ch2ch2+cl2ch2clch2cl采用三氯化鐵或氯化銅等作催化劑，產(chǎn)品二氯乙烷為反應(yīng)介質(zhì)。反應(yīng)熱可通過冷卻水或產(chǎn)品二氯乙烷汽化來移出。反應(yīng)溫度40110，壓力0.150.30mpa，乙烯的轉(zhuǎn)化率和選擇性均在99以上。二氯乙烷熱裂解生成氯乙烯的反應(yīng)式為： clch2ch2clch2chcl+ hcl反應(yīng)是強(qiáng)烈的吸熱反應(yīng)，在管式裂解爐中進(jìn)行，反應(yīng)溫度500550，壓力0.61.5mpa；控制二氯乙烷單程轉(zhuǎn)化率為5070，以抑制副反應(yīng)的進(jìn)行。主要副反應(yīng)為：ch2 chclhcch + hcl ch

4、2 chcl+ hclclch3chclclch2ch2cl2c+h2+2hcl裂解產(chǎn)物進(jìn)入淬冷塔，用循環(huán)的二氯乙烷冷卻，以避免繼續(xù)發(fā)生副反應(yīng)。產(chǎn)物溫度冷卻到50150后，進(jìn)入脫氯化氫塔。塔底為氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通過氯乙烯精餾塔精餾，由塔頂獲得高純度氯乙烯，塔底重組分主要為未反應(yīng)的粗二氯乙烷，經(jīng)精餾除去不純物后，仍作熱裂解原料。氧氯化反應(yīng)以載在氧化鋁上的氯化銅為催化劑，以堿金屬或堿土金屬鹽為助催化劑。主反應(yīng)式為： h2cch2+2hcl+o2clch2ch2cl+h2o主要副反應(yīng)為乙烯的深度氧化（生成一氧化碳、二氧化碳和水）和氯乙烯的氧氯化（生成乙烷的多種氯化物）。反應(yīng)溫度200230

5、，壓力0.21mpa，原料乙烯、氯化氫、氧的摩爾比為 1.05:2:0.750.85。反應(yīng)器有固定床和流化床兩種形式，固定床常用列管式反應(yīng)器，管內(nèi)填充顆粒狀催化劑，原料乙烯、氯化氫與空氣自上而下通過催化劑床層，管間用加壓熱水作熱載體，以移走反應(yīng)熱，并副產(chǎn)壓力1mpa的蒸汽。固定床反應(yīng)器溫度較難控制，為使有較合理的溫度分布，常采用大量惰性氣體作稀釋劑，或在催化劑中摻入固體物質(zhì)。二氯乙烷的選擇性可達(dá)98以上。在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行乙烯氧氯化反應(yīng)時(shí)，采用細(xì)顆粒催化劑，原料乙烯、氯化氫和空氣分別由底部進(jìn)入反應(yīng)器，充分混合均勻后，通入催化劑層，并使催化劑處于流化狀態(tài)，床內(nèi)裝有換熱器，可有效地引出反應(yīng)熱。這

6、種反應(yīng)器反應(yīng)溫度均勻而易于控制，適宜于大規(guī)模生產(chǎn)，但反應(yīng)器結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，催化劑磨損大。由反應(yīng)器出來的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水淬冷，再冷凝成液態(tài)粗二氯乙烷。冷凝器中未被冷凝的部分二氯乙烷及未轉(zhuǎn)化的乙烯、惰性氣體等經(jīng)溶劑吸收等步驟回收其中二氯乙烷。所得粗二氯乙烷經(jīng)精制后進(jìn)入熱解爐裂解。乙烯氧氯化法的主要優(yōu)點(diǎn)是利用二氯乙烷熱裂解所產(chǎn)生的氯化氫作為氯化劑，從而使氯得到了完全利用。乙炔法： 在氯化汞催化劑存在下，乙炔與氯化氫加成直接合成氯乙烯： chch+hclch2chcl其過程可分為乙炔的制取和精制，氯乙烯的合成以及產(chǎn)物精制三部分。在乙炔發(fā)生器中，電石與水反應(yīng)產(chǎn)生乙炔，經(jīng)精制并與氯化氫混合、干燥后進(jìn)入列管式反應(yīng)器

7、。管內(nèi)裝有以活性炭為載體的氯化汞(含量一般為載體質(zhì)量的10)催化劑。反應(yīng)在常壓下進(jìn)行，管外用加壓循環(huán)熱水(97105)冷卻，以除去反應(yīng)熱，并使床層溫度控制在180200。乙炔轉(zhuǎn)化率達(dá)99，氯乙烯收率在95以上。副產(chǎn)物是1，1-二氯乙烷（約1），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。此法工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，投資低，收率高；但能耗大，原料成本高，催化劑汞鹽毒性大，并受到安全生產(chǎn)、保護(hù)環(huán)境等條件限制，不宜大規(guī)模生產(chǎn)。氣相催化脫氯化氫法 本工藝是利用特定的催化劑氣相催化脫氯化氫，從而制得氯乙烯單體和氯化氫氣體。簡(jiǎn)易工藝流程如下圖高溫裂解工藝和氣相催化裂解工藝比較如下從以上數(shù)據(jù)我們可以得出：1：氣相催化裂解法可以提高產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率，其轉(zhuǎn)化率在95左右。2：氣相催化裂解法可比高溫裂解法降低200元/噸左右得成本(具體數(shù)據(jù)需按照原材料及產(chǎn)物市場(chǎng)價(jià)格變化而有所變動(dòng))