典型石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)-氯乙烯的生產(chǎn)

氯乙烯認(rèn)識(shí)及生產(chǎn)路線選擇01氯乙烯的性質(zhì)目錄CONTENTS02氯乙烯的生產(chǎn)方法氯乙烯的性質(zhì)01氯乙烯的性質(zhì)Propertiesofvinylchloride01PART化學(xué)式CH2CHCl，是鹵代烴的一種，無色有毒有醚樣氣味的氣體。沸點(diǎn)-13.9℃，臨界溫度142℃，臨界壓力5.22MPa。氯乙烯結(jié)構(gòu)氯乙烯的性質(zhì)Propertiesofvinylchloride01PART氯乙烯容易液化，易溶于丙酮，乙醇、烴類等有機(jī)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(yùn)時(shí)必須注意容器的密閉及氮封，并應(yīng)添加少量阻聚劑。氯乙烯的性質(zhì)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(xué)反應(yīng)：聚合反應(yīng)：nCH2=CHCl

-[-CH2-CHCl-]-n催化劑此外，氯乙烯還可進(jìn)行碳氯鍵的取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)、裂解反應(yīng)。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(jì)30年代，其化學(xué)反應(yīng)方程式為:HgCl22500~3000℃CaC2+2H2O

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

20世紀(jì)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(jì)50年代初期，乙烯成為生產(chǎn)氯乙烯更經(jīng)濟(jì)、更合理的原料。實(shí)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(gè)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(diǎn)：具有反應(yīng)器生產(chǎn)能力大、生產(chǎn)效高、生產(chǎn)成本低、單體雜質(zhì)含量少和可連續(xù)操作等特點(diǎn)。小結(jié)氯乙烯的性質(zhì)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(jìn)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(yīng)原理03二氯乙烷裂解反應(yīng)目錄CONTENTS04乙烯氧氯化反應(yīng)02乙烯直接氯化反應(yīng)反應(yīng)原理01反應(yīng)原理reactionprinciple01PART乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯包括三步反應(yīng)：（1）乙烯直接氯化反應(yīng)CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl（2）二氯乙烷裂解反應(yīng)2CH2ClCH2ClCH2=CHCl+2HCl（3）乙烯氧氯化反應(yīng)CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O總反應(yīng)式：2CH2=CH2+Cl2+1/2O22CH2=CHCl+H2O反應(yīng)原理reactionprinciple01PART使HCl在整個(gè)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(rèn)為技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)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(yīng)02乙烯直接氯化反應(yīng)Directchlorinationofethylene02PART主反應(yīng)：CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Cl?H=-171.7kJ/mol副反應(yīng)：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(yīng)。催化劑：FeCl3作用：抑制取代反應(yīng)，促進(jìn)乙烯和氯氣的加成反應(yīng)，減少副反應(yīng)，增加氯乙烯的收率。二氯乙烷裂解反應(yīng)03乙烯氧氯化反應(yīng)04二氯乙烷裂解反應(yīng)Ethyleneoxychlorination04PART主反應(yīng)：副反應(yīng)：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(jié)乙烯氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯的三個(gè)反應(yīng)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(yīng)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(gè)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(yīng)溫度控制在53℃左右，反應(yīng)過程會(huì)釋放出大量未充分利用的熱量，反應(yīng)產(chǎn)物會(huì)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(yīng)，原料利用率高，二氯乙烷的收率高，反應(yīng)熱得到利用，反應(yīng)產(chǎn)物不會(huì)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(yīng)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(yīng)器，氯化氫中的乙炔選擇加氫為乙烯；3-流化床反應(yīng)器，乙烯、氯化氫和空氣發(fā)生氧氯化反應(yīng)；5-空氣壓縮機(jī)，向反應(yīng)器輸送空氣。乙烯流化床氧氯化制二氯乙烷反應(yīng)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纫彝椤６纫彝榉蛛x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(yīng)爐，二氯乙烷在0.558MPa和500~550℃條件下進(jìn)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(jié)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(yīng)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(yīng)溫度影響因素反應(yīng)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(yīng)完全減輕對(duì)設(shè)備的腐蝕乙烯一般過量3%~25%乙烯直接氯化過程Directchlorinationofethylene01PART2.反應(yīng)溫度

CH2=CH2+Cl2

CH2ClCH2Cl?H=-171.7kJ/mol

T過高使甲烷氯化等反應(yīng)加劇，對(duì)主反應(yīng)不利T降低反應(yīng)速率相應(yīng)變慢，不利于反應(yīng)反應(yīng)溫度控制在53℃左右乙烯直接氯化過程Directchlorinationofethylene01PART3.反應(yīng)壓力常壓下進(jìn)行

CH2=CH2+Cl2CH2ClCH2Clp升高對(duì)反應(yīng)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(yīng)溫度3反應(yīng)壓力4停留時(shí)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(huì)吸附在催化劑表面，使催化劑發(fā)生變化，床層會(huì)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(zhuǎn)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(jìn)行除炔處理

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O對(duì)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(yīng)溫度

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O?H=-251kJ/molT升高副產(chǎn)物增加，反應(yīng)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(diǎn)時(shí)，HCl氣體就會(huì)與體系中生成的水形成鹽酸，對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕。反應(yīng)溫度控制在220~300℃乙烯氯氧化過程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART4.反應(yīng)壓力常壓或加壓反應(yīng)皆可，一般在0.1~1MPa

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O流化床反應(yīng)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(jìn)行氧氯化時(shí)，為了使反應(yīng)氣體保持相當(dāng)?shù)姆謮?，常用加壓操作。乙烯氯氧化過程Ethylenechlorideoxidationprocess02PART5.停留時(shí)間停留時(shí)間一般為5~10s

CH2=CH2+2HCl+1/2O2CH2ClCH2Cl+H2O停留時(shí)間短HCl轉(zhuǎn)化不完全停留時(shí)間長(zhǎng)轉(zhuǎn)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(yīng)溫度反應(yīng)壓力停留時(shí)間二氯乙烷裂解過程Dichloroethanecrackingprocess03PART1.原料純度嚴(yán)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