乙炔气相法生产氯乙烯

2013. NO.02河南科技Joumal of Henan Science and Technology数理与化学研究乙炔气相法生产氯乙烯代永福张海江山(沈阳化工股份有限公司,辽宁沈阳10026)摘要:氯乙烯(PVC)是 主要通用塑料品种之一,在世界五大塑料中的产量仅次于聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),居第三位。聚氯乙烯(PVC)是重要的合成树脂之一。由于该产品具有较好的机械性能、抗化学药剂性能、耐腐蚀性和难燃性,因此广泛应用于建筑用管材、板材和各种制品,以及薄膜、人造革、电线电缆外皮等,是一种能耗少、生产成本低的产品。关键词:氯乙烯;聚氯乙烯;合成树脂;中图分类号:TQ062文献标识码:A 文章编号 :1003 - 5168(2013)03 - 0200 -011.原料、产品的性质炔法成本要比乙烯法高。1.1 乙炔.2.1氯乙烯 合成(转化)的反应机理乙炔是炔烃中最简单的化合物，性质非常活泼,容易进行乙炔与氯化氢在HgC]2催化剂存在下产生气相加成反应。加成聚合等化学反应,因此在有机合成中得到广泛的应用,成CH= CH + HCI-→+CH2 = CHCI为化学工业中最重要的原料之- - 。上述反应过程分为:外扩散,内扩散,表面反应,内扩散和乙炔又称电石气。结构简式HC = CH,是最简单的炔烃。外扩散五个步骤,其反应机理如下:化学式C2H2分子结构:C原子以sp杂化轨道成键分子为直乙炔与氯化汞加成生成中间加成物氯乙烯氯汞线形的非极性分子。无色、无味、易燃的气体,微溶于水,易溶CH =CH + HgCl2- +CICH - CH - HgCl于乙醇丙酮等有机溶剂。乙炔分子量26.4,气体比重0.91因氯乙烯氯汞很不稳定,遇氯化氢即分解生成氯乙烯(Kg/m' ),火焰温度3150C ,热值12800(千卡/m'),在氧气中CICH - CH- HgCl + HCl→CH2 = CHCl + HgCl2燃烧速度7.5炔在空气中燃烧2100度左右,在氧气中燃烧可当乙炔与氯化氢的分子比小时,所生成的氯乙烯能再与达3600度,在空气中很容易被O2和KMnO4氧化。氯化氢加成而生成1.1-二氯乙烷1.2 氯化氢CH2 =CHCl + HCI→CH, -CHCl2氯化氢是一种无色有刺激性气昧,易溶于水的气体,溶于若乙炔与氯化氢的分子比大时,过量的乙炔使氯化汞催水中则为盐酸。密度1.639g/cm3 ,熔点111 ,沸点-85C。化剂还原成氯化亚汞或金属汞 ,使触媒失去活性,同时生成副易溶于水,溶于乙醇和乙醚等。在标准状态下,1L水可溶产物二氯乙烯。525. 2L氯化氢,1mol氯化氢溶解于水时可产生22. 504KJ的热CH= CH + HgCl2- CICH - CH - HgCl- +CIHg - CHCl -量,在潮湿的空气中与水结合生成白色的烟雾。氯化氢和碱CHCl - HgCl-→CICH = CHCI + Hg2Cl2反应生成氯化物和水,与碳酸盐反应,生成二氧化碳,而且能CH =CH + HgCl2- +Cl - CHHgCH - CI-→Hg + CICH = CHCI与活泼金属单质反应,生成氢气。实验室常用盐酸于制取二2.2 影响氯乙烯合成的因素氧化碳和弱酸。2.2.1反应温度1.3氯乙烯( 中间产物)随着反应温度上升,乙炔合成VCM速度大大加快,这对氯乙烯的分子式为C2 H,C1 ,结构式为CH2 = CHCI,分子工业化生产十分必要,但温度过高,对以下两个方面有影响:量为62.5,在常压下是无色气体。氯乙烯是分子内含氣原子(1)触媒活性。随着反应温度上升, HgCl2升华显著,同时的不饱和化合物,有氯原子和双键两个起反应的部分,所以能在较高的温度下HgCl2容易被CH2还原或被身热分解为Hg。进行的化学反应较多,但连接在双键上的氯原子不是很活泼，升华及还原均使触媒寿命降低。因此,对双键的反应比有关氯原子的反应多。由于双键的存(2)高沸物。随着温度上升,副反应加剧,所得高沸物也在,氯乙烯能发生一系列的化学反应,工业应用最重要的化学随之增加,直接影响到电石消耗定额的上升。所以，较适宜的反应是其均聚与共聚反应。温度是120C ~ 160C之间,新触媒应严格控制在160C以下。2氯乙烯的工艺原理及生产方法2.2.2分 子比氯乙烯的生产方法是多种多样的,按其所用原料可大致提高原料气氯化氢浓度(即分压)有利于乙炔的转化反应分为下列几种:乙烯法、乙炔法、乙烯乙炔法、氧氯化法、乙烷和转化率的增加。相反,当乙炔过量时,易使催化剂中升汞还法。用乙炔气相法生产氣乙烯,即以活性碳为载体,吸附氯化原为甘汞或水银,造成催化剂很快失去活性。汞为触媒,以乙炔和氯化氢气相加成为基础，在触媒的转化器2.2.3空间流速中进行氯乙烯生产工艺。反应温度- -般为120 ~ 180C左右。当每小时空中国煤化工剂的接触时间减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，少,乙炔的转化MHCN MH C降低时,气体与生产技术比较成熟,所以已为大规模工业生产所采用。其缺催化剂的接触时间增多，乙炔的转化率提高。但高沸点的副点是氯化汞触媒有毒,价格昂贵。另外,从长远的发展上看乙产物量也随之增多,这时VCM收率降低。200