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氯乙烯 (Vinyl chloride)

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乙烯基氯

Vinyl chloride

75-01-4

C2H3Cl

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产品简介

氯乙烯又名乙烯基氯(Vinyl chloride)是一种应用于高分子化工的重要的单体，化学式是C2H3Cl，可由乙烯或乙炔制得。

性质描述

为无色、易液化气体，沸点-13℃，临界温度151.5℃，临界压力5.57MPa。相对密度2.2%。氯乙烯是有毒物质，长期吸入和接触氯乙烯可能引发肝癌。它与空气形成爆炸混合物，爆炸极限3.6%~33%(体积)，在加压下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。

(空气=1):2.15

-13.9 ℃

-159.7 ℃

-78 ℃

生产方法

工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行(见图):第一

氯乙烯的生产

步乙烯氯化生成二氯乙烷;第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢;第三步乙烯、氯化氢和氧发生氧氯化反应生成二氯乙烷。

①乙烯氯化乙烯和氯加成反应在液相中进行:

CH2=CH2 +Cl2→CH2ClCH2Cl

采用三氯化铁或氯化铜等作催化剂，产品二氯乙烷为反应介质。反应热可通过冷却水或产品二氯乙烷汽化来移出。反应温度40~110℃，压力0.15~0.30MPa，乙烯的转化率和选择性均在99%以上。

②二氯乙烷热裂解生成氯乙烯的反应式为:

ClCH2CH2Cl→CH2=CHCl +HCl

反应是强烈的吸热反应，在管式裂解炉中进行，反应温度500~550℃，压力0.6~1.5MPa;控制二氯乙烷单程转化率为50%~70%，以抑制副反应的进行。主要副反应为:

CH2=CHCl→HC≡CH+ HCl

CH2=CHCl+ HCl→ClCH2CH2Cl

ClCH2CH2Cl→C2H2 +2HCl

裂解产物进入淬冷塔，用循环的二氯乙烷冷却，以避免继续发生副反应。产物温度冷却到50~150℃后，进入脱氯化氢塔。塔底为氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通过氯乙烯精馏塔精馏，由塔顶获得高纯度氯乙烯，塔底重组分主要为未反应的粗二氯乙烷，经精馏除去不纯物后，仍作热裂解原料。

③氧氯化反应以载在γ-氧化铝上的氯化铜为催化剂，以碱金属或碱土金属盐为助催化剂。主反应式为:

CH2=CH2 +2HCl+1/2 O2→ClCH2CH2Cl+ H2O

主要副反应为乙烯的深度氧化(生成一氧化碳、二氧化碳和水)和氯乙烯的氧氯化(生成乙烷的多种氯化物)。反应温度200~230℃，压力0.2~1MPa，原料乙烯、氯化氢、氧的摩尔比为1.05:2:0.75~0.85。反应器有固定床和流化床两种形式，固定床常用列管式反应器，管内填充颗粒状催化剂，原料乙烯、氯化氢与空气自上而下通过催化剂床层，管间用加压热水作热载体，以移走反应热，并副产压力1MPa的蒸汽。固定床反应器温度较难控制，为使有较合理的温度分布，常采用大量惰性气体作稀释剂，或在催化剂中掺入固体物质。二氯乙烷的选择性可达98%以上。在流化床反应器中进行乙烯氧氯化反应时，采用细颗粒催化剂，原料乙烯、氯化氢和空气分别由底部进入反应器，充分混合均匀后，通入催化剂层，并使催化剂处于流化状态，床内装有换热器，可有效地引出反应热。这种反应器反应温度均匀而易于控制，适宜于大规模生产，但反应器结构较复杂，催化剂磨损大。

由反应器出来的反应产物经水淬冷，再冷凝成液态粗二氯乙烷。冷凝器中未被冷凝的部分二氯乙烷及未转化的乙烯、惰性气体等经溶剂吸收等步骤回收其中二氯乙烷。所得粗二氯乙烷经精制后进入热解炉裂解。

乙烯氧氯化法的主要优点是利用二氯乙烷热裂解所产生的氯化氢作为氯化剂，从而使氯得到了完全利用。

乙炔法

在氯化汞催化剂存在下，乙炔与氯化氢加成直接合成氯乙烯:

CH≡CH+HCl→CH2=CHCl

其过程可分为乙炔的制取和精制，氯乙烯的合成以及产物精制三部分。

在乙炔发生器中，电石与水反应产生乙炔，经精制并与氯化氢混合、干燥后进入列管式反应器。管内装有以活性炭为载体的氯化汞(含量一般为载体质量的10%)催化剂。反应在常压下进行，管外用加压循环热水(97~105℃)冷却，以除去反应热，并使床层温度控制在180~200℃。乙炔转化率达99%，氯乙烯收率在95%以上。副产物是1，1-二氯乙烷(约1%)，也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。此法工艺和设备简单，投资低，收率高;但能耗大，原料成本高，催化剂汞盐毒性大，并受到安全生产、保护环境等条件限制，不宜大规模生产。

乙烯直接氯化法

这是石油化工发展后以石油为基础开发的生产工艺。此法的最大缺点是伴随反应生成了大量的1,2-二氯乙烷，产率较低。

CH2=CH2+Cl2→CH2=CHCl+HCl

乙烯氯化裂解法

这是为解决乙烯直接氯化法存在的问题而开发的生产工艺，此法产率高。

CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl

CH2ClCH2Cl→CH2=CHCl+HCl

乙烯氯化平衡法

比较乙烯氯化裂解法和乙烯氧氯化法，可以发现，乙烯氯化裂解法产生氯化氢，乙烯氧氯化法消耗氯化氢。如果将两种方法结合起来，让乙烯氯化裂解法和乙烯氧氯化法的第一步按照一定的比例生产，可以使氯化氢变为中间产物，这是世界上生产氯乙烯的主要方法。不久的将来，我国的氯乙烯生产将主要采用这种方法。

混合烯炔法

该法是以石油烃高温裂解所得的乙炔和乙烯混合气(接近等摩尔比)为原料，与氯化氢一起通过氯化汞催化剂床层，使氯化氢选择性地与乙炔加成，产生氯乙烯。分离氯乙烯后，把含有乙烯的残余气体与氯气混合，进行反应，生成二氯乙烷。经分离精制后的二氯乙烷，热裂解成氯乙烯及氯化氢。氯化氢再循环用于混合气中乙炔的加成。

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安全问题

危险品类别码： R11 R12 R45 R23/24/25 R39/23/24/25

危险品运输编号： UN 1086 2.1

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