乙烯原料生产氯乙烯工艺

2018-07-10 13:36:45 administrator 30

以乙烯、氯气和氧气为原料生产氯乙烯单体的生产方法称为乙烯平衡氧氯化法。其生产 原理主要有三个反应步骤完成(1)直接氯化反应:乙烯和氯气在三氯化铁为催化剂条件下 直接反应生成 1,2-二氯乙烷,反应是放热过程,工业上一般控制温度在 50~120°C之间, 分为低温直接氯化法、中温直接氯化法和高温直接氯化法。(2)氧氯化反应:乙烯、二氯乙 烷裂解出的氯化氢和氧气在以 Al2O3 为载体的 CuCl2 催化剂条件下进行反应,反应过程是一 个放热反应,控制温度在 240°C左右,按氧气的来源分为空气法和纯氧法,按照反应器的性 质分为沸腾床和固定床法。(3)二氯乙烷的裂解:二氯乙烷在裂解炉管内加热到 500°C左右, 压力 2.5Mpa 条件下裂解为氯乙烯单体和氯化氢,转化率一般为 50~55%。粗氯乙烯经过精 制生产出聚合用单体。氯乙烯单体工业生产中乙烯消耗一般为 0.459~0.500 之间,氯气消耗 为 0.584~0.610 之间。

无论是以乙烯为原料还是以乙炔为原料生产的氯乙烯,其聚合过程是一样的。1838 年 法国化学家 Regnault 就曾对氯乙烯单体(VCM)进行过报道。1872 Baumann 曾描述过VCM 的制备,并发现当 VCM 暴露在阳光下转化成不溶的无定形物,这就是最早的聚氯乙 烯(PVC)。1918 Ostrom-islensky VCM 研究时得到一些聚合物,并称之为 Cauprene Chloride

虽然 PVC 早在一百多年前即被初次发现和鉴别,但直到二十世纪二、三十年代还不过 是一种学术珍品而已。1948 年美国古德里奇公司(B.F.Goodrich)推出了第一个糊状 PVC树脂,从而开辟了新的应用。1950 年古德里奇公司公司提出了加速聚合反应的新方法,为 满足房产和建筑业的需要,1951 年该公司公司又推出一个硬、韧、刚的热塑性 PVC 配方, 它容易用辊炼、模塑、压延和挤出法加工。

经过近 200 年的发展,虽然 PVC 已经可以采用悬浮、乳液、本体和溶液等方法制备, 但实际上往往根据产品用途对性能的要求以及经济效益,选用其中一、二种方法进行工业生 产,因而也造成了各种方法所生产树脂产量的很大不同,世界(国内)采用各种方法生产PVC 树脂所占的比例大约是:悬浮法 80%(94%),乳液法 10%(4%),本体法 10%(2%), 溶液法则几乎为零。

以下就 PVC 生产中常用的悬浮法。通常,VC 悬浮聚合的操作过程如下:先将去离子 水加入聚合釜内,在搅拌下继续加入分散剂水溶液和其它聚合助剂,再加入引发剂,上人孔 盖密闭,充氮试压检漏,抽真空或充氮排除釜内空气,最后加入 VC 单体;将釜温升至预定 温度进行聚合,反应至预定压降(转化率)即加入终止剂,回收未反应单体;PVC 浆料经 汽提脱除残留单体、离心洗涤分离、干燥等工序,即包装成 PVC 树脂产品。