聚氯乙烯生产技术 教学课件 ppt 作者 李志松 王少青 主编项目3 乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯.ppt

电石乙炔法PVC与乙烯法PVC的比较 阅读材料 试对氯乙烯的两条主要的原料路线进行简单的技术经济比较. 课堂讨论 书面作业：无 作业 湖南化工职业技术学院 信息系 项目三 乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯 PVC生产技术 项目三 乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯 任务1 乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯工艺流程框图； 任务2 七个操作单元的生产原理； 任务3 氧氯化反应器的结构。 3.1 乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯工艺流程 生产工艺共分七个单元： 乙烯直接氯化单元 乙烯氧氯化单元 二氯乙烷精馏单元 二氯乙烷裂解单元 氯乙烯精制单元 废水处理单元 残液焚烧单元 2HCl 2HCl 主 要 反 应 原 理 该法生产氯乙烯的原料只需乙烯、氯和空气(或氧气)，氯可以全 部被利用，其关键是要计算好乙烯与氯加成和乙烯氧氯化两个 反应的反应量，使1,2-二氯乙烷裂解所生成的HCl恰好满足乙烯 氧氯化所需的HCl。这样才能使HCl在整个生产过程中始终保持 平衡。即所谓的“平衡氧氯化法”中“平衡”二字的含义。 工艺过程 图3-1 乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯的工艺流程框图（一） EDC：二氯乙烷 VCM：氯乙烯单体 加氢精制：加氢除乙炔， 使乙炔含量小于20×10-6 氯化 氧氯化 裂解 图3-2 乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯的工艺流程框图（二） EDC：二氯乙烷 VCM：氯乙烯单体 工艺过程 工艺过程 3.2 直接氯化单元 主反应 副反应 原料乙烯与氯气以一定分子比进入反应器，为使氯气全部参加反应，乙烯保持稍过量。直接氯化反应为一较强放热反应，为将反应热及时而有效地移去，采用外循环的方法，将自反应器顶部逸出的二氯乙烷冷凝。部分冷凝液返回到反应器的分配器，以使进料反应气有效而均匀分布，并蒸发移去反应热；部分冷凝液作为产品进入下一工序。 根据产物的产出方式，可将直接氯化技术分为高温氯化（120℃）、中温氯化(90℃)和低温氯化(50℃)。三种乙烯氯化技术的基本原理是一样的。其不同之处是高温氯化技术在能量回收、消除废水、改善环境方面有了进一步的发展。 3.2 直接氯化单元 乙烯直接氯化生产EDC的各种技术在我国已得到普遍用： ① 德国赫司特(Hoechst)技术 采用高温(120℃，0.25MPa)直接氯化，EDC气相出料。直接氯化合成的产品可去EDC精制单元，也可以直接作为裂解原料生产氯乙烯。北京化工二厂采用此技术。 ② 日本三井东压技术 采用中温(90℃)直接氯化，EDC气相出料，反应尾气循环去氧氯化单元。山东齐鲁和上海氯碱采用此技术。 ③ 比利时EVC技术（EVC：欧洲乙烯公司 ） 采用低温(50℃)直接氯化，EDC液相出料，经洗涤后去EDC精制。天津大沽采用此技术。 3.2 直接氯化单元 高温、中温、低温氯化比较 高温、中温氯化：在二氯乙烷沸点(83.5℃)以上进行反应，由于采用的是气相出料，产品中不含有催化剂三氯化铁。不经水洗直接送去精馏。其优点是生产出的二氯乙烷不要求水洗除铁和共沸进行干燥，减轻了二氯乙烷精馏负荷。缺点是由于反应温度高，易产生三氯乙烷副产物。 低温氯化：在二氯乙烷沸点以下进行反应，一般反应温度为50～60℃，粗二氯乙烷呈液相产出，因此产品中含有催化剂三氯化铁，经水洗、碱洗、分离后，得到含水的粗二氯乙烷，送至精馏系统。其优点是副产品少，得到纯度较高的二氯乙烷。缺点是需要庞大的外循环冷却设备导出反应热，维持反应温度，同时液相出料的二氯乙烷中含有大量催化剂，故需经常补加三氯化铁催化剂，粗EDC需加碱和水进行后处理，废水多，造成EDC损失。 3.2 直接氯化单元 3.3 乙烯氧氯化单元 主反应 其反应机理至今未有定论。 3.1 乙烯氧氯化反应机理 副反应 C 2 H 4 + + O 2 2 3 HCl + C 2 H 3 C l 3 H O 2 3 乙烯氧氯化单元 3.2 乙烯氧氯化催化剂 （1）乙烯氧氯化催化剂 ① 单组分催化剂 CuCl2/γ-Al2O3催化剂，又称单铜催化剂。 ② 双组分催化剂 CuCl2 -KCl／Al2O3催化剂 ③ 多组分催化剂 “CuCl2-碱金属氯化物-稀土金属氯化物”型催化剂 3.2 乙烯氧氯化催化剂 （2）催化剂的再生 当发生催化剂流态化下降，会造成HCl的转化率下降，乙烯的燃烧率上升，严重时还会造成氧氯化反应器跑催化剂，造成催化剂的损失。 发生催化剂流态化下降时，在允许范围内，适当减小乙烯进料量或增加氧气进料量； 适当提高反应温度；在反应系统中，适当提高氮气量，减少反应气体浓度，如果采取上述操作还没有改变流态化，就逐渐降低负荷，当降到50％时流态化仍未变好，采用联锁停车，用氮气置换系统，一般用空气或氮气单程操作的方法