氯乙烯的生產(chǎn)-應用生產(chǎn)原理確定工藝條件

石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術項目六氯乙烯的生產(chǎn)知識點3：二氯乙烷裂解生成氯乙烯反應原理與工藝條件確定應用生產(chǎn)原理確定工藝條件任務三1.生產(chǎn)原理平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序此反應是吸熱可逆反應主反應1.生產(chǎn)原理副反應平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序2.工藝條件的確定二氯乙烷裂解是吸熱反應，溫度升高對提高反應的速率和平衡常數(shù)均有利。溫度在450℃時，裂解反應速度很慢，X較低；當溫度升到500℃左右，裂解反應速度顯著加快。但反應溫度過高，二氯乙烷深度裂解和氯乙烯分解、聚合等副反應也相應加速。當溫度超過600℃，副反應速度將顯著大于主反應速度，轉化率雖然提高，但S↓↓，氯乙烯產(chǎn)品的收率明顯下降；生產(chǎn)中一般控制反應溫度在500～550℃之間。（1）反應溫度2.工藝條件的確定二氯乙烷裂解是體積增大的反應，提高壓力對反應平衡不利。實際生產(chǎn)過程中卻常采用加壓操作，原因：一是加壓操作可以抑制積碳等深度裂解副反應，提高產(chǎn)品收率；二是加壓操作保證物流暢通，維持適當空速，可以改善設備的傳熱條件，使反應溫度均勻，避免局部過熱；三是加壓還利于提高產(chǎn)品分離溫度，利于產(chǎn)物VCM和副產(chǎn)物HCl的冷凝回收，節(jié)省冷量；四是加壓有利于提高設備的生產(chǎn)能力。生產(chǎn)中一般控制反應壓力為0.6～1.0MPa，有些工藝壓力高達1.5MPa（2）反應壓力2.工藝條件的確定EDC純度>99%1，2—二氯丙烷、氯丙烯、1，1—二氯乙烷雜質：抑制EDC裂解反應。1，2—二氯丙烷0.1~0.2%（強裂解抑制劑，其含量

，裂解反應速度

，提高裂解溫度彌補轉化率的下降，則副反應和生焦量會更多），EDC轉化率下降4～10%。1，2—二氯丙烷的裂解產(chǎn)物氯丙烯具有更強的抑制裂解作用，1，1—二氯乙烷對裂解反應有較弱抑制作用。生產(chǎn)上一般控制1，2—二氯丙烷含量小于0.2%。鐵離子會加速深度裂解副反應。Fe離子

1×10-4。原料中如果含有水分，會加劇對設備和管道的腐蝕。H2O

1×10-5。（3）原料純度2.工藝條件的確定選擇原則是保證生產(chǎn)過程高產(chǎn)率、低積碳。停留時間的延長，能提高原料的轉化率。過長的停留時間相應導致VCM聚合、生焦等副反應增加，從而降低氯乙烯收率。且爐管的運轉周期縮短。通常轉化率控制在為50%～55％，停留時間為8s左右。（4）停留時間石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術項目六氯乙烯的生產(chǎn)知識點2：乙烯氧氯化制二氯乙烷反應原理與工藝條件確定應用生產(chǎn)原理確定工藝條件任務三1.生產(chǎn)原理平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序這是一個強放熱反應主反應CuCl21.生產(chǎn)原理副反應平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序CH2=CH2+2O2→2CO+2H2OCH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O2CH2ClCH2Cl+2HCl+O2→2CH2ClCHCl2+2H2O2CH2ClCHCl2+2HCl+O2→2CHCl2CHCl2+2H2OCH2=CH2+3HCl+O2→CH2ClCHCl2+2H2O1.生產(chǎn)原理催化劑：工業(yè)上常用CuCl2作催化劑，可分為單組分、雙組分和多組分催化劑。①單組分催化劑應用最早，組成為CuCl2／γ-A12O3，用成型的γ—A12O3浸漬CuCl2溶液制得。主要缺點：反應過程中CuCl2易揮發(fā)流失，活性下降，反應溫度越高，揮發(fā)流失量越大，活性下降越快。平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序1.生產(chǎn)原理催化劑：工業(yè)上常用CuCl2作催化劑，可分為單組分、雙組分和多組分催化劑。②雙組分催化劑在CuCl2／γ-A12O3催化劑中加入堿金屬或堿土金屬的氯化物，提高單組分的活性和熱穩(wěn)定性，防止了CuCl2的流失，常用的是主要是KCl。加入少量KCl能維持原活性，且能抑制深度氧化產(chǎn)物CO2的生成，但KCl用量增加時，活性迅速下降。加入稀土金屬的氯化物，如氯化鈰、氯化鑭等也可以穩(wěn)定活性并增長其壽命。③多組分催化劑性能更趨于完善。以氯化銅-金屬氯化物-稀土金屬氯化物組成的催化劑，具有高活性和熱穩(wěn)定性。反應溫度一般在260℃左右。此時CuCl2很少揮發(fā)，不腐蝕，且選擇性高。平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序2.工藝條件的確定強放熱反應，溫度控制十分重要。T↑,對乙烯氧氯化反應有利；T↑↑，乙烯完全氧化反應加速,副產(chǎn)物CO2、CO增加，三氯乙烷生成量也增加；S↓；溫度過高還會使催化劑的活性組分CuCl2揮發(fā)流失快，導致催化劑活性下降，壽命縮短；保證HCl的轉化率接近全部轉化，反應溫度低些為好；原料先預熱到150℃以上再進入反應器，防止HCl-水冷凝液出現(xiàn)而腐蝕設備。與催化劑的活性有關：高活性CuCl2/γ-Al2O3:220~230℃。（1）反應溫度CuCl22.工藝條件的確定反應壓力的高低要根據(jù)反應器的類型而定，流化床宜于低壓操作，固定床為克服流體阻力，操作壓力宜高些。當用空氣做氧化劑進行氧氯化時，反應氣體中含有大量的惰性氣體，為了使反應氣體保持一定的分壓，常用加壓操作。氧氣做氧化劑一般常壓操作。生產(chǎn)中一般控制反應壓力為0.1～1MPa。（2）反應壓力CuCl22.工藝條件的確定理論上n(C2H4):n(HCl):n(O2)==1：2：0.5實際生產(chǎn)中，通?？刂埔蚁┖脱鯕膺^量，以提高HCl的轉化率。

乙烯分壓增大，EDC生成速度加快。若乙烯對HCl配比過低，流化床反應不穩(wěn)定，催化劑凝結而被大量帶出，故采用C2H4過量。但過量太多，烴類燃燒反應增多，尾氣中的CO和CO2含量增加，S↓。一般選擇C2H4略過量（5~10%），使HCl轉化完全。（3）原料配比CuCl22.工藝條件的確定氧氣過量對反應穩(wěn)定性有益。但氧氣用量過多，會使EDC損失過多，乙烯燃燒反應增加，使乙烯消耗量增加。氧氣不足則會消耗催化劑本身的化學結合氧，使催化劑失去流化特性，產(chǎn)生局部過熱和HCl反應不完全等后果。O2過量50%左右。氯化氫過量,過量的氯化氫會吸附在催化劑表面,使催化劑顆粒脹大,密度減小,若采用流化床反應器,床層可能會急劇升高,甚至發(fā)生節(jié)涌現(xiàn)象,影響正常生產(chǎn)。實際生產(chǎn)n(C2H4):n(HCl):n(O2)=1.05:2:(0.75～0.85)（mol）（3）原料配比CuCl22.工藝條件的確定乙烯純度越高，氧氯化產(chǎn)品雜質越少，對EDC提純有利。乙炔、丙烯和C4烯烴（含量嚴格控制）：發(fā)生氧氯化反應生成四氯乙烯、三氯乙烯、1，2—二氯丙烷、1，2—二氯丁烷等多氯化物,使產(chǎn)品二氯乙烷的純度降低，而且會對二氯乙烷的裂解過程產(chǎn)生不利影響（易結焦、抑制裂解）。原料氣HCl主要由二氯乙烷裂解得到，一般要進行除炔處理。（4）原料純度CuCl22.工藝條件的確定活性高的催化劑適合較高的空速,活性低的催化劑適宜較低的空速。一定的催化劑，HCl的轉化速率隨接觸時間延長而提高，到一定程度后反而下降。τ↑，HCl轉化率↑,τ太大，HCl轉化率↓（發(fā)生連串副反應，二氯乙烷裂解產(chǎn)生HCl和氯乙烯）。工業(yè)生產(chǎn)上，氧氯化反應通?？刂苹旌蠚怏w的空速在250～350h-1。在低空速操作時，適宜的停留時間一般為5～10s。（5）空速與停留時間CuCl2石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術項目六氯乙烯的生產(chǎn)知識點1：乙烯直接氯化制二氯乙烷反應原理與工藝條件確定應用生產(chǎn)原理確定工藝條件任務三1.生產(chǎn)原理平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序該反應為放熱反應，可以在氣相中進行，也可以在溶劑中進行。工業(yè)上是采用液相催化氯化法，乙烯液相加氯是在極性溶劑中進行，常用的溶劑是產(chǎn)物1,2-二氯乙烷本身。液相反應優(yōu)于氣相反應有利于散熱，以產(chǎn)物EDC本身作為溶劑有利于氯的離解，有利于中間體的溶劑化。主反應1.生產(chǎn)原理平衡氧氯化法生產(chǎn)氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三個工序主要生成多氯乙烷。CH2＝CH2+HCl→CH3CH2ClCH2＝CH2+Cl2→CH2＝CHCl+HClCH2＝CHCl+Cl2→CH2＝CCl2+HClCH2ClCH2Cl+Cl2→CH2ClCHCl2+HClCH2ClCHCl2+Cl2→CHCl2CHCl2+HCl副反應催化劑：采用鹽類作催化劑，工業(yè)上是用FeCl3催化劑（抑制取代,促進加成,減少副反應,↑氯乙烯收率）;助催化劑：NaCl副反應的發(fā)生不但使EDC產(chǎn)率降低，精制困難，而且還會影響聚合過程的PVC質量。因此，應盡量抑制取代（副反應）反應。2.工藝條件的確定生產(chǎn)中常采用：乙烯:氯氣（1.1:1.0）（mol）乙烯略過量：保證氯氣反應完全,使氯化液中游離氯含量降低,減輕對設備的腐蝕并有利于后處理；同時可以避免氯氣和原料氣中含有的氫氣直接接觸而引起的爆炸危險；乙烯稍過量有助于減少多氯化物的生成概率，過剩乙烯也易于處理。氯氣對乙烯過量：多氯化物增多，還會造成后續(xù)清凈工序的設備腐蝕。因此，應避免氯氣過量。生產(chǎn)中控制尾氣中氯含量不大于0.5%，乙烯含量小于2％。（1）原料配比2.工藝條件的確定乙烯液相氯化是放熱反應，工業(yè)上采用液相法進行生產(chǎn)以利于散熱。溫度過高，對主反應不利，S↓，副產(chǎn)物增加，T↑，有利于取代反應。溫度過低，反應速度變慢,也不利于反應.低溫氯化（53℃左右）;高溫氯化（溫度接