氯乙烯的合成與制備工藝研究

崔海鵬

（中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南長沙 410004）

氯乙烯的合成與制備工藝研究

崔海鵬

（中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南長沙 410004）

簡要介紹了氯乙烯的發(fā)展概況、氯乙烯的合成方法以及制備工藝，以期對氯乙烯的實(shí)際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

氯乙烯；合成；制備工藝

1 發(fā)展概況

氯乙烯在1835年由法國化學(xué)家Regnault用含有氫氧化鉀的酒精將二氯乙烷脫氯化氫首次制得，Regnault在1838年在實(shí)驗(yàn)設(shè)備下觀察到氯乙烯的聚合體，該發(fā)現(xiàn)被視作塑料制作工藝的發(fā)源。1902年，Biltz將二氯乙烷進(jìn)行分解得到了氯乙烯，但是受當(dāng)時科研條件以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備老舊等因素影響，導(dǎo)致他的熱分解法制備氯乙烯技術(shù)以沒有形成產(chǎn)業(yè)化告終。1912年，Klatte利用乙炔與氯化氫發(fā)生催化反應(yīng)得到氯乙烯，該生產(chǎn)工藝一直延續(xù)了將近三十年，被視為工業(yè)化生產(chǎn)氯乙烯的最初模型，后來由于乙炔的能耗較高，在1940年開始被乙烯逐漸代替。

2 氯乙烯的合成方法

氯乙烯的合成方法主要有高壓法、中壓法以及低壓法三種，其中高壓法主要用來生產(chǎn)較低密度的氯乙烯，高壓法的開發(fā)較早，利用高壓法制備的氯乙烯占據(jù)總生產(chǎn)量的一半以上，隨著催化劑以及生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，高壓法逐步被低壓法所替代。

3 氯乙烯的制備工藝

3.1 工藝組成

氯乙烯的制備工藝主要為乙烯氧化法，利用乙烯作為原料制取氯乙烯的方法在工業(yè)上稱為二步法，其工藝流程為乙烯加氯氣進(jìn)行氯化反應(yīng)獲得二氯乙烷，將獲得的二氯乙烷進(jìn)行精制然后加熱獲得氯乙烯，其中催化劑采用氯化銅，采用純凈的乙烯以及空氣作為原料，在固定床或者沸騰床中發(fā)生反應(yīng)。由于在該反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的余熱，因此必須進(jìn)行除熱處理，避免生成更多的氧化物，同時可以減少尾氣的排放量；乙烯的氧化技術(shù)除了對催化劑進(jìn)行改造以及工藝條件進(jìn)行改進(jìn)之外，還利用純凈的氧氣代替空氣進(jìn)行氧化，這樣能夠保證制備工藝的綠色環(huán)保。

3.2 工藝流程

制取氯乙烯的工藝流程主要分為混水脫水、粗氯乙烯的凈化和壓縮、氯乙烯的精餾、精餾尾氣變壓吸附回收四部分，其主要流程如圖1所示。其中混水脫水主要將原料氣C2H2以及HCL中的水分進(jìn)行去除，但是由于原料氣中含有水分，從而將HCL溶解成鹽酸，嚴(yán)重的腐蝕了制備轉(zhuǎn)換器。氯乙烯的合成系統(tǒng)由一定純度的乙炔氣體以及氯化氫氣體按照一定的比例進(jìn)行混合，在高溫觸媒的作用下發(fā)生反應(yīng)生成氯乙烯。在對粗氯乙烯進(jìn)行凈化壓縮時，由于在進(jìn)入轉(zhuǎn)化器時需要在高溫下進(jìn)行操作，這樣會使得氯化高汞發(fā)生升華，因此在進(jìn)入凈化系統(tǒng)之前需要經(jīng)過活性炭進(jìn)行處理。圖1 氯乙烯制備工藝流程

在反應(yīng)的氣體中，除了氯乙烯之外還有其他的氣體，為了生產(chǎn)高純度的氯乙烯單體，需要將這些雜質(zhì)氣體進(jìn)行去除。在經(jīng)過轉(zhuǎn)化器合成的氯乙烯氣體純度一般為80%以上，此時需要經(jīng)過鹽酸組合吸收塔以及堿洗塔凈化處理，液體混合物的精餾過程主要是基于組成混合物的不同物質(zhì)具有不同的揮發(fā)度，利用物質(zhì)中氣液兩相之間的差異將雜質(zhì)進(jìn)行分離。變壓吸附主要是利用吸附劑在選擇吸附的情況下，進(jìn)行加壓吸附原料中的雜質(zhì)部分，不容易分離的氣體會從吸附器的頂部排除。

3.3 專有設(shè)備

制取氯乙烯有專門的反應(yīng)設(shè)備，目前采用的反應(yīng)釜一般為150m左右，在我國遼寧的一個廠家已經(jīng)成功研制出了大型聚合釜PVC技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)成功地將制取氯乙烯的能力提升了35%左右，創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)效益。這種專有設(shè)備對于性能方面要求較為嚴(yán)格，反應(yīng)釜要求其具有較好的除熱能力以及防粘能力，目前我國開發(fā)的新型裂解爐以及大型乙烯球罐已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。

[1] 李玉芳，伍小明.氯乙烯生產(chǎn)技術(shù)的研究開發(fā)進(jìn)展[J].中國塑料，2010，（3）：4-6.

[2] 郝涓林，黃志明.聚氯乙烯工藝技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

Study on Synthesis and preparation of vinyl chloride

Cui Hai-peng

This paper introduces the general situation of the development of vinyl chloride，the synthesis method of vinyl chloride and the preparation process.

vinyl chloride；synthesis；preparation technology

TB44

B

1003-6490（2017）01-0061-01

2017-01-05

崔海鵬（1995—），男，內(nèi)蒙古赤峰人，本科在讀，主要研究方向?yàn)楦叻肿硬牧稀?/p>