2013. NO.02河南科技Joumal of Henan Science and Technology數理與化學研究乙炔氣相法生產氯乙烯代永福張海江山(沈陽化工股份有限公司,遼寧沈陽10026)摘要:氯乙烯(PVC)是 主要通用塑料品種之一,在世界五大塑料中的產量僅次于聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),居第三位。聚氯乙烯(PVC)是重要的合成樹脂之一。由于該產品具有較好的機械性能、抗化學藥劑性能、耐腐蝕性和難燃性,因此廣泛應用于建筑用管材、板材和各種制品,以及薄膜、人造革、電線電纜外皮等,是一種能耗少、生產成本低的產品。關鍵詞:氯乙烯;聚氯乙烯;合成樹脂;中圖分類號:TQ062文獻標識碼:A 文章編號 :1003 - 5168(2013)03 - 0200 -011.原料、產品的性質炔法成本要比乙烯法高。1.1 乙炔.2.1氯乙烯 合成(轉化)的反應機理乙炔是炔烴中最簡單的化合物，性質非?；顫?容易進行乙炔與氯化氫在HgC]2催化劑存在下產生氣相加成反應。加成聚合等化學反應,因此在有機合成中得到廣泛的應用,成CH= CH + HCI-→+CH2 = CHCI為化學工業(yè)中最重要的原料之- - 。上述反應過程分為:外擴散,內擴散,表面反應,內擴散和乙炔又稱電石氣。結構簡式HC = CH,是最簡單的炔烴。外擴散五個步驟,其反應機理如下:化學式C2H2分子結構:C原子以sp雜化軌道成鍵分子為直乙炔與氯化汞加成生成中間加成物氯乙烯氯汞線形的非極性分子。無色、無味、易燃的氣體,微溶于水,易溶CH =CH + HgCl2- +CICH - CH - HgCl于乙醇丙酮等有機溶劑。乙炔分子量26.4,氣體比重0.91因氯乙烯氯汞很不穩(wěn)定,遇氯化氫即分解生成氯乙烯(Kg/m' ),火焰溫度3150C ,熱值12800(千卡/m'),在氧氣中CICH - CH- HgCl + HCl→CH2 = CHCl + HgCl2燃燒速度7.5炔在空氣中燃燒2100度左右,在氧氣中燃燒可當乙炔與氯化氫的分子比小時,所生成的氯乙烯能再與達3600度,在空氣中很容易被O2和KMnO4氧化。氯化氫加成而生成1.1-二氯乙烷1.2 氯化氫CH2 =CHCl + HCI→CH, -CHCl2氯化氫是一種無色有刺激性氣昧,易溶于水的氣體,溶于若乙炔與氯化氫的分子比大時,過量的乙炔使氯化汞催水中則為鹽酸。密度1.639g/cm3 ,熔點111 ,沸點-85C?；瘎┻€原成氯化亞汞或金屬汞 ,使觸媒失去活性,同時生成副易溶于水,溶于乙醇和乙醚等。在標準狀態(tài)下,1L水可溶產物二氯乙烯。525. 2L氯化氫,1mol氯化氫溶解于水時可產生22. 504KJ的熱CH= CH + HgCl2- CICH - CH - HgCl- +CIHg - CHCl -量,在潮濕的空氣中與水結合生成白色的煙霧。氯化氫和堿CHCl - HgCl-→CICH = CHCI + Hg2Cl2反應生成氯化物和水,與碳酸鹽反應,生成二氧化碳,而且能CH =CH + HgCl2- +Cl - CHHgCH - CI-→Hg + CICH = CHCI與活潑金屬單質反應,生成氫氣。實驗室常用鹽酸于制取二2.2 影響氯乙烯合成的因素氧化碳和弱酸。2.2.1反應溫度1.3氯乙烯( 中間產物)隨著反應溫度上升,乙炔合成VCM速度大大加快,這對氯乙烯的分子式為C2 H,C1 ,結構式為CH2 = CHCI,分子工業(yè)化生產十分必要,但溫度過高,對以下兩個方面有影響:量為62.5,在常壓下是無色氣體。氯乙烯是分子內含氣原子(1)觸媒活性。隨著反應溫度上升, HgCl2升華顯著,同時的不飽和化合物,有氯原子和雙鍵兩個起反應的部分,所以能在較高的溫度下HgCl2容易被CH2還原或被身熱分解為Hg。進行的化學反應較多,但連接在雙鍵上的氯原子不是很活潑，升華及還原均使觸媒壽命降低。因此,對雙鍵的反應比有關氯原子的反應多。由于雙鍵的存(2)高沸物。隨著溫度上升,副反應加劇,所得高沸物也在,氯乙烯能發(fā)生一系列的化學反應,工業(yè)應用最重要的化學隨之增加,直接影響到電石消耗定額的上升。所以，較適宜的反應是其均聚與共聚反應。溫度是120C ~ 160C之間,新觸媒應嚴格控制在160C以下。2氯乙烯的工藝原理及生產方法2.2.2分 子比氯乙烯的生產方法是多種多樣的,按其所用原料可大致提高原料氣氯化氫濃度(即分壓)有利于乙炔的轉化反應分為下列幾種:乙烯法、乙炔法、乙烯乙炔法、氧氯化法、乙烷和轉化率的增加。相反,當乙炔過量時,易使催化劑中升汞還法。用乙炔氣相法生產氣乙烯,即以活性碳為載體,吸附氯化原為甘汞或水銀,造成催化劑很快失去活性。汞為觸媒,以乙炔和氯化氫氣相加成為基礎，在觸媒的轉化器2.2.3空間流速中進行氯乙烯生產工藝。反應溫度- -般為120 ~ 180C左右。當每小時空中國煤化工劑的接觸時間減此法最主要的優(yōu)點是乙炔轉化率很高,所需設備亦不太復雜，少,乙炔的轉化MHCN MH C降低時,氣體與生產技術比較成熟,所以已為大規(guī)模工業(yè)生產所采用。其缺催化劑的接觸時間增多，乙炔的轉化率提高。但高沸點的副點是氯化汞觸媒有毒,價格昂貴。另外,從長遠的發(fā)展上看乙產物量也隨之增多,這時VCM收率降低。200