75-01-4/氯乙烯的應(yīng)用與合成

氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一種應(yīng)用于高分子化 工的重要的單體，可由乙烯或乙炔制得。為無(wú)色、易液化，有醚樣氣 味的氣體。分子式:C2H3Cl，結(jié)構(gòu)式:CHC1=CH2﹐爆炸上限%(V/V): 31.0，爆炸下限%(V/V):3.6沸點(diǎn)-13.9℃，臨界溫度142℃， 臨界壓力5.22MPa。相對(duì)密度(水=1):0.91，相對(duì)蒸氣密度(空氣=1): 2.15。氯乙烯是有毒物質(zhì)，肝癌與長(zhǎng)期吸入和接觸氯乙烯有關(guān)。它與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限4%～22%（體積），在壓力下更易 爆炸，貯運(yùn)時(shí)必須注意容器的密閉及氮封，并應(yīng)添加少量阻聚劑。

應(yīng)用

氯乙烯是塑料工業(yè)的重要生產(chǎn)原料，用途非常廣泛,主要用于以下幾個(gè)方面:

1.主要用以制造聚氯乙烯的均聚物和共聚物。也可與乙酸乙烯 酯、丁二烯等共聚，還可用作染料及香料的萃取劑。用作多種聚合物 的共聚單體，塑料工業(yè)的重要原料，也可用作冷凍劑等;

2.塑料工業(yè)的重要原料，主要用于生產(chǎn)聚氯乙烯樹(shù)脂。與醋酸乙 烯、偏氯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯類(lèi)及其他單體共聚生成共 聚物，也可用作冷凍劑等;

3.主要用于制造聚氯乙烯。也可與乙酸乙烯酯、丁二烯、丙烯腈、 丙烯酸酯、偏氯乙烯等共聚，制造膠黏劑、涂料、食品包裝材料、建 筑材料等。還可用作染料及香料的萃取劑。

生產(chǎn)方法

用電石法生產(chǎn)氯乙烯的主要工藝為: 以電石為原料制乙炔，在 以活性炭為載體氯化汞催化劑存在下，與氯化加成而得。我國(guó)具有豐富廉價(jià)的煤炭資源,用煤炭和石灰石生成碳化鈣(電石)、然后電石加水生成乙炔的VCM生產(chǎn)路線(xiàn)具有明顯的成本優(yōu)勢(shì):

1.電石與水反應(yīng)得乙炔 CaC2+2H2O=C2H2+Ca(OH)2

2.乙炔和氯化氫反應(yīng)得氯乙稀 C2H2+HCL=C2H3C1

賠料摩爾比為:乙炔:氯化氫=1:(1.08-1.1)。乙炔和氯化氫按 上述配比混合物后進(jìn)行列管裝有催化劑，借列管外的循環(huán)冷卻水帶 走。反應(yīng)氣體中還含有未反應(yīng)的氯化氫、乙炔和生成的乙醛、1，1一 二氯乙烷及順二氯乙烯、反二氯乙烯等化合物。反應(yīng)后的粗氯乙烯氣體，經(jīng)水洗塔、堿洗塔，洗去氣體中氯化氫及二氧化碳。堿洗后氣體， 通過(guò)干燥塔進(jìn)行壓縮全凝、液化，液體氯乙烯分別送入低沸點(diǎn)塔及高 沸點(diǎn)塔，去除高、低沸點(diǎn)物即得聚合級(jí)氯乙烯單體。

在通常條件下，乙炔與氯化氫加成合成氯乙烯的氣相反應(yīng)速率比 較慢，常采用金屬氯化物為催化劑，如氯化汞，載體為活性炭，催化 反應(yīng)條件為:溫度130~180℃，絕對(duì)壓力為0.12~0.15mpa,乙炔空速 為:30~60/h。由于氯化汞易揮發(fā)，直接影響乙炔的轉(zhuǎn)化率和氯乙烯 的收率，而溫度太低催化反應(yīng)速率太低，因此工業(yè)上一般控制在 168~180℃。

氯乙烯的合成過(guò)程:HCL—→HCL緩沖罐—→HCL預(yù)冷器+乙炔沙封 —→混合器—→石墨冷卻器—→多孔過(guò)濾器—→預(yù)熱器—→轉(zhuǎn)化器 →除汞器—→冷卻器—→水洗組合塔—→堿洗塔—→汽水分離器—→機(jī)前冷卻器—→單壓機(jī)—→機(jī)后冷卻器—→全凝器——→水分 離器—→低塔加料槽—→低沸塔—→高沸塔—→成品冷卻器—→單 體貯槽。包括將乙炔和氯化氫混合后，進(jìn)入裝有氯化汞催化劑的反應(yīng) 器進(jìn)行反應(yīng)，在反應(yīng)中放出的熱量被管外的循環(huán)冷卻劑帶走，反應(yīng)后 粗氯乙烯氣體經(jīng)除汞器依次進(jìn)入水洗塔及堿洗塔，洗去氣體中的氯化 氫及二氧化碳，堿洗后氣體通過(guò)干燥塔進(jìn)行壓縮、全凝、液化，得到 的液體氯乙烯通過(guò)低沸塔及高沸塔除去高沸物和低沸物，得到的精氯乙烯送入儲(chǔ)罐。

氯乙烯單體是基本的有機(jī)化工原料,電石法是生產(chǎn)VC單體的傳 統(tǒng)方法。電石經(jīng)過(guò)粉碎后送至乙炔發(fā)生器，與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的乙炔氣經(jīng)過(guò)凈化處理送入氣柜，再與來(lái)自于氯化氫合成工段的干燥氯化 氫按照一定的比例在混合器中進(jìn)行混合，混合后的乙炔，氯化氫送入 合成轉(zhuǎn)化器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)生成的氯化氫氣體再送入水洗塔水洗脫 去氯化氫，再進(jìn)入堿洗塔，采用10%的氫氧化鈉水溶液脫除殘余氯化 氫，洗滌后的氣體送入第一預(yù)冷器，使氣體中夾帶的水分冷凝下來(lái)。 未冷凝的氣體再進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮到0.5MPa后送入第二預(yù)冷器，進(jìn) 一步使夾帶中的水分完全冷凝，冷凝下來(lái)的冷凝液進(jìn)入初餾低沸塔分 離。不凝氣體與低沸塔塔頂出來(lái)的氣體一起進(jìn)入尾氣冷凝器，采用冷 凍鹽水冷凝后作為尾氣放空。低沸塔塔底產(chǎn)物送入高沸精餾塔，高沸 塔頂獲得的精制的氯乙烯單體產(chǎn)品，該產(chǎn)品送入單體貯槽。

工藝過(guò)程概括為分以下四個(gè)階段進(jìn)行:

1、乙炔的生成

2、氯化氫的生成

3、氯乙烯單體的合成

4、氯乙烯的精餾

氯乙烯貯存在密閉，陰涼、通風(fēng)干燥處，溫度不超過(guò)30℃，遠(yuǎn)離火種、熱源，防曬、防撞擊。有可能是致癌性物質(zhì)，極度易燃，在受壓情況下，有爆炸的危險(xiǎn)。