乙烯氧氯化制氯乙烯.doc

第七章 氯 化第四节 乙烯氧氯化制氯乙烯问题4：什么叫氧氯化反应？什么叫HCl的平衡氧氯化制氯乙烯的反应过程？一三步法（平衡HCl的氧氯化法）C2H4+Cl2C2H4Cl2C2H4+2HCl+0.5O2C2H4Cl2+H2O2C2H4Cl22C2H3Cl+2HCl二二步法：适用于副产HCl的工业，进口EDC.三一步法：2C2H4+Cl2+0.5O22C2H3Cl+H2O四乙烷法制VCM（乙工业化）五直接氯化反应1C2H4+Cl2C2H4Cl2+Q催化剂：FeCl3,Q=171.5KJ/mol副反应：C2H4Cl2+Cl2C2H3Cl3+HCl2.反应机理：离子型机理CH2=CH2+ClClCH2CH2Cl+ClCH2=CH2Cl+ClClCH2CH2Cl催化剂作用：FeCl3+Cl2FeCl4+ClCl+C2H4CH2CH2ClCH2CH2Cl+FeCl4ClCH2CH2Cl+FeCl33.反应动力学：r=kCC2=*CCl24.反应条件：a.C2=与Cl2的mol比工业上：C2=:Cl2=1.05:1因为Cl2的后处理困难；爆炸混合物。b.反应温度：工业上：38C100C38C：产物液相出料；100C：产物EDC气相出料。工艺流程：六氧氯化反应：1C2H4+2HCl+0.5O2C2H4Cl2+H2O催化剂CuCl2;放热56.6KJ/mol副反应：乙烯燃烧副反应：深度氧氯化C2H4+3HCl+O2C2H3Cl3+2H2OC2H4+3HCl+2O2CCl3CHO+3H2O2.反应催化剂：表7-4不同K/Cu原子比的CuCl2KCl/rAl2O3催化剂的选择性K/Cu原子比00.10.51.02.0反应温度，摄氏度240240240240260产物中1，2-二氯乙烷含量，%99.699.499.899.899.5单组分催化剂：CuCl2/r-Al2O3C2H4:HCl:O2=1.16:2:0.9C2H4与O2过量，保证HCl的转化率。Cu含量：5%6%双组分催化剂：CuCl2KCl/rAl2O3K/Cu=0.51.0多组分催化剂：CuCl2KCl稀土氯化物/r-Al2O33反应机理：a.氧化还原反应机理：C2H4+2CuCl2C2H4Cl2+Cu2Cl2Cu2Cl2+0.5O2CuOCuCl2CuOCuCl2+2HCl2CuCl2+H2Ob.环氧乙烷反应机理：C2H4+*C2H4*O2+*O2*HCl+*HCl*C2H4*+O*CH2CH2*+*OCH2*CH2*+2HCl*ClC2H4ClO +H2O+*+2*4动力学方程：r=k*Pe(0.66)*Po(0.27)=kPe(0.73)*Po(0.34)*Pw(-0.18)=k*Pe(0.6)*Po(0.5)*PHCl(0.2)5影响氧氯化反应的因数：表7-5 乙烯氧氯化结果比较乙烯转化为各物的选择性，%空气氧氯化法氧气氧氯化法1，2-二氯乙烷氯乙烷CO, CO21,1,2三氯乙烷其他氯衍生物95.111.731.780.880.5097.281.500.680.080.46HCl的转化率，%99.1399.83表7-6 氧气法原材料消耗定额原材料消耗定额/1000kg1,2-二氯乙烷乙烯（100%）氯化氢(100%)氧（100%）287kg742kg177kg问题5：由电石乙炔法生产氯乙烯时，为什么要控制乙炔：HCl?a.反应温度：因为温度过低：C2H4+2HCl+0.5O2ClC2H4Cl+H2O所以反应温度不能低于气体的露点！T=210C240Cb.反应压力：c.配料比C2H4:HCl:O2=1:2:0.5实际：C2H4:HCl:O2=1.05:2:0.75,保证HCl完全反应。d.原料气纯度：乙烯中含有乙炔，HCl中含有乙炔。C2H2+H2OCH3CHOC2H2+HCl多氯化物C3H6+HClC3H6Cl2措施：C2H2+H2C2H4e.空速：流化床：250350h(-1)6.反应器的形式：a.固定床；b.流化床；c.二者串联使用流化床：底部：梳形分布器；中部：反应床层；上部：热旋风分离器。固定床：七二氯乙烷裂解1.反应：ClCH2CH2ClCH2CHCl+HCl(550C,2.68MPa)副反应：CH2CHClC2H2+HClCH2CHCl+HClCH3CHCl2C2H2C6H6C6H66C+3H2温度升高，转化率升高。T550C,热裂解副反应很多。转化率一般为5