乙烯氧氯化制氯乙烯.doc

第七章 氯 化 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+Cl2——C2H4Cl2 C2H4+2HCl+0.5O2——C2H4Cl2+H2O 2C2H4Cl2——2C2H3Cl+2HCl 二．二步法： 适用于副产HCl的工业，进口EDC. 三．一步法： 2C2H4+Cl2+0.5O2——2C2H3Cl+H2O 四．乙烷法制VCM（乙工业化） 五．直接氯化反应 1．C2H4+Cl2——C2H4Cl2+Q 催化剂：FeCl3,Q=171.5KJ/mol 副反应：C2H4Cl2+Cl2—— C2H3Cl3+HCl 2.反应机理：离子型机理 CH2=CH2+Cl—Cl——[CH2—CH2Cl]+Cl [CH2=CH2—Cl]+Cl——ClCH2CH2Cl 催化剂作用： FeCl3+Cl2——[FeCl4]+Cl Cl+C2H4——[CH2CH2Cl] [CH2CH2Cl]+[FeCl4]—— ClCH2CH2Cl+FeCl3 3.反应动力学：r=kCC2=*CCl2 4.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：38°C—100°C 38°C：产物液相出料； 100°C：产物EDC气相出料。 ※工艺流程： 六．氧氯化反应： 1．C2H4+2HCl+0.5O2——C2H4Cl2+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+O2——C2H3Cl3+2H2O C2H4+3HCl+2O2——CCl3CHO+3H2O 2.反应催化剂： 表7-4不同K/Cu原子比的CuCl2—KCl/r— Al2O3催化剂的选择性 K/Cu原子比 0 0.1 0.5 1.0 2.0 反应温度， 摄氏度 240 240 240 240 260 产物中1，2-二氯乙烷含量，% 99.6 99.4 99.8 99.8 99.5 单组分催化剂：CuCl2/r-Al2O3 C2H4:HCl:O2=1.16:2:0.9 C2H4与O2过量，保证HCl的转化率。 Cu含量：5%—6% 双组分催化剂：CuCl2—KCl/r—Al2O3 K/Cu=0.5—1.0 多组分催化剂： CuCl2—KCl—稀土氯化物/r-Al2O3 ♀3．反应机理： a.氧化还原反应机理： C2H4+2CuCl2——C2H4Cl2+Cu2Cl2 Cu2Cl2+0.5O2——CuOCuCl2 CuOCuCl2+2HCl——2CuCl2+H2O b.环氧乙烷反应机理： C2H4+*——C2H4* O2+*——O2* HCl+*’——HCl*’ C2H4*+O*——CH2—CH2*+* O CH2*—CH2*+2HCl*’——ClC2H4Cl O +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, CO2 1,1,2三氯乙烷 其他氯衍生物 95.11 1.73 1.78 0.88 0.50 97.28 1.50 0.68 0.08 0.46 HCl的转化率，% 99.13 99.83 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%） 287kg 742kg 177kg 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+0.5O2——ClC2H4Cl+H2O 所以反应温度不能低于气体的露点！ T=210°C—240°C b.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+H2O——CH3CHO C2H2+HCl——多氯化物 C3H6+HCl——C3H6Cl2 措施：C2H2+H2——C2H4 e.空速：流化床：250—350h^(-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：