氯乙烯的生产-应用生产原理确定工艺条件

石油化工产品生产技术项目六氯乙烯的生产知识点3：二氯乙烷裂解生成氯乙烯反应原理与工艺条件确定应用生产原理确定工艺条件任务三1.生产原理平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个工序此反应是吸热可逆反应主反应1.生产原理副反应平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个工序2.工艺条件的确定二氯乙烷裂解是吸热反应，温度升高对提高反应的速率和平衡常数均有利。温度在450℃时，裂解反应速度很慢，X较低；当温度升到500℃左右，裂解反应速度显著加快。但反应温度过高，二氯乙烷深度裂解和氯乙烯分解、聚合等副反应也相应加速。当温度超过600℃，副反应速度将显著大于主反应速度，转化率虽然提高，但S↓↓，氯乙烯产品的收率明显下降；生产中一般控制反应温度在500～550℃之间。（1）反应温度2.工艺条件的确定二氯乙烷裂解是体积增大的反应，提高压力对反应平衡不利。实际生产过程中却常采用加压操作，原因：一是加压操作可以抑制积碳等深度裂解副反应，提高产品收率；二是加压操作保证物流畅通，维持适当空速，可以改善设备的传热条件，使反应温度均匀，避免局部过热；三是加压还利于提高产品分离温度，利于产物VCM和副产物HCl的冷凝回收，节省冷量；四是加压有利于提高设备的生产能力。生产中一般控制反应压力为0.6～1.0MPa，有些工艺压力高达1.5MPa（2）反应压力2.工艺条件的确定EDC纯度>99%1，2—二氯丙烷、氯丙烯、1，1—二氯乙烷杂质：抑制EDC裂解反应。1，2—二氯丙烷0.1~0.2%（强裂解抑制剂，其含量

，裂解反应速度

，提高裂解温度弥补转化率的下降，则副反应和生焦量会更多），EDC转化率下降4～10%。1，2—二氯丙烷的裂解产物氯丙烯具有更强的抑制裂解作用，1，1—二氯乙烷对裂解反应有较弱抑制作用。生产上一般控制1，2—二氯丙烷含量小于0.2%。铁离子会加速深度裂解副反应。Fe离子

1×10-4。原料中如果含有水分，会加剧对设备和管道的腐蚀。H2O

1×10-5。（3）原料纯度2.工艺条件的确定选择原则是保证生产过程高产率、低积碳。停留时间的延长，能提高原料的转化率。过长的停留时间相应导致VCM聚合、生焦等副反应增加，从而降低氯乙烯收率。且炉管的运转周期缩短。通常转化率控制在为50%～55％，停留时间为8s左右。（4）停留时间石油化工产品生产技术项目六氯乙烯的生产知识点2：乙烯氧氯化制二氯乙烷反应原理与工艺条件确定应用生产原理确定工艺条件任务三1.生产原理平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个工序这是一个强放热反应主反应CuCl21.生产原理副反应平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个工序CH2=CH2+2O2→2CO+2H2OCH2=CH2+3O2→2CO2+2H2O2CH2ClCH2Cl+2HCl+O2→2CH2ClCHCl2+2H2O2CH2ClCHCl2+2HCl+O2→2CHCl2CHCl2+2H2OCH2=CH2+3HCl+O2→CH2ClCHCl2+2H2O1.生产原理催化剂：工业上常用CuCl2作催化剂，可分为单组分、双组分和多组分催化剂。①单组分催化剂应用最早，组成为CuCl2／γ-A12O3，用成型的γ—A12O3浸渍CuCl2溶液制得。主要缺点：反应过程中CuCl2易挥发流失，活性下降，反应温度越高，挥发流失量越大，活性下降越快。平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个工序1.生产原理催化剂：工业上常用CuCl2作催化剂，可分为单组分、双组分和多组分催化剂。②双组分催化剂在CuCl2／γ-A12O3催化剂中加入碱金属或碱土金属的氯化物，提高单组分的活性和热稳定性，防止了CuCl2的流失，常用的是主要是KCl。加入少量KCl能维持原活性，且能抑制深度氧化产物CO2的生成，但KCl用量增加时，活性迅速下降。加入稀土金属的氯化物，如氯化铈、氯化镧等也可以稳定活性并增长其寿命。③多组分催化剂性能更趋于完善。以氯化铜-金属氯化物-稀土金属氯化物组成的催化剂，具有高活性和热稳定性。反应温度一般在260℃左右。此时CuCl2很少挥发，不腐蚀，且选择性高。平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个工序2.工艺条件的确定强放热反应，温度控制十分重要。T↑,对乙烯氧氯化反应有利；T↑↑，乙烯完全氧化反应加速,副产物CO2、CO增加，三氯乙烷生成量也增加；S↓；温度过高还会使催化剂的活性组分CuCl2挥发流失快，导致催化剂活性下降，寿命缩短；保证HCl的转化率接近全部转化，反应温度低些为好；原料先预热到150℃以上再进入反应器，防止HCl-水冷凝液出现而腐蚀设备。与催化剂的活性有关：高活性CuCl2/γ-Al2O3:220~230℃。（1）反应温度CuCl22.工艺条件的确定反应压力的高低要根据反应器的类型而定，流化床宜于低压操作，固定床为克服流体阻力，操作压力宜高些。当用空气做氧化剂进行氧氯化时，反应气体中含有大量的惰性气体，为了使反应气体保持一定的分压，常用加压操作。氧气做氧化剂一般常压操作。生产中一般控制反应压力为0.1～1MPa。（2）反应压力CuCl22.工艺条件的确定理论上n(C2H4):n(HCl):n(O2)==1：2：0.5实际生产中，通常控制乙烯和氧气过量，以提高HCl的转化率。

乙烯分压增大，EDC生成速度加快。若乙烯对HCl配比过低，流化床反应不稳定，催化剂凝结而被大量带出，故采用C2H4过量。但过量太多，烃类燃烧反应增多，尾气中的CO和CO2含量增加，S↓。一般选择C2H4略过量（5~10%），使HCl转化完全。（3）原料配比CuCl22.工艺条件的确定氧气过量对反应稳定性有益。但氧气用量过多，会使EDC损失过多，乙烯燃烧反应增加，使乙烯消耗量增加。氧气不足则会消耗催化剂本身的化学结合氧，使催化剂失去流化特性，产生局部过热和HCl反应不完全等后果。O2过量50%左右。氯化氢过量,过量的氯化氢会吸附在催化剂表面,使催化剂颗粒胀大,密度减小,若采用流化床反应器,床层可能会急剧升高,甚至发生节涌现象,影响正常生产。实际生产n(C2H4):n(HCl):n(O2)=1.05:2:(0.75～0.85)（mol）（3）原料配比CuCl22.工艺条件的确定乙烯纯度越高，氧氯化产品杂质越少，对EDC提纯有利。乙炔、丙烯和C4烯烃（含量严格控制）：发生氧氯化反应生成四氯乙烯、三氯乙烯、1，2—二氯丙烷、1，2—二氯丁烷等多氯化物,使产品二氯乙烷的纯度降低，而且会对二氯乙烷的裂解过程产生不利影响（易结焦、抑制裂解）。原料气HCl主要由二氯乙烷裂解得到，一般要进行除炔处理。（4）原料纯度CuCl22.工艺条件的确定活性高的催化剂适合较高的空速,活性低的催化剂适宜较低的空速。一定的催化剂，HCl的转化速率随接触时间延长而提高，到一定程度后反而下降。τ↑，HCl转化率↑,τ太大，HCl转化率↓（发生连串副反应，二氯乙烷裂解产生HCl和氯乙烯）。工业生产上，氧氯化反应通常控制混合气体的空速在250～350h-1。在低空速操作时，适宜的停留时间一般为5～10s。（5）空速与停留时间CuCl2石油化工产品生产技术项目六氯乙烯的生产知识点1：乙烯直接氯化制二氯乙烷反应原理与工艺条件确定应用生产原理确定工艺条件任务三1.生产原理平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个工序该反应为放热反应，可以在气相中进行，也可以在溶剂中进行。工业上是采用液相催化氯化法，乙烯液相加氯是在极性溶剂中进行，常用的溶剂是产物1,2-二氯乙烷本身。液相反应优于气相反应有利于散热，以产物EDC本身作为溶剂有利于氯的离解，有利于中间体的溶剂化。主反应1.生产原理平衡氧氯化法生产氯乙烯：包括乙烯直接氯化，乙烯氧氯化，二氯乙烷裂解三个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副反应催化剂：采用盐类作催化剂，工业上是用FeCl3催化剂（抑制取代,促进加成,减少副反应,↑氯乙烯收率）;助催化剂：NaCl副反应的发生不但使EDC产率降低，精制困难，而且还会影响聚合过程的PVC质量。因此，应尽量抑制取代（副反应）反应。2.工艺条件的确定生产中常采用：乙烯:氯气（1.1:1.0）（mol）乙烯略过量：保证氯气反应完全,使氯化液中游离氯含量降低,减轻对设备的腐蚀并有利于后处理；同时可以避免氯气和原料气中含有的氢气直接接触而引起的爆炸危险；乙烯稍过量有助于减少多氯化物的生成概率，过剩乙烯也易于处理。氯气对乙烯过量：多氯化物增多，还会造成后续清净工序的设备腐蚀。因此，应避免氯气过量。生产中控制尾气中氯含量不大于0.5%，乙烯含量小于2％。（1）原料配比2.工艺条件的确定乙烯液相氯化是放热反应，工业上采用液相法进行生产以利于散热。温度过高，对主反应不利，S↓，副产物增加，T↑，有利于取代反应。温度过低，反应速度变慢,也不利于反应.低温氯化（53℃左右）;高温氯化（温度接