氯乙烯的合成與制備工藝研究

崔海鵬

（中南林業科技大學，湖南長沙 410004）

氯乙烯的合成與制備工藝研究

崔海鵬

（中南林業科技大學，湖南長沙 410004）

簡要介紹了氯乙烯的發展概況、氯乙烯的合成方法以及制備工藝，以期對氯乙烯的實際生產具有指導意義。

氯乙烯；合成；制備工藝

1 發展概況

氯乙烯在1835年由法國化學家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年在實驗設備下觀察到氯乙烯的聚合體，該發現被視作塑料制作工藝的發源。1902年，Biltz將二氯乙烷進行分解得到了氯乙烯，但是受當時科研條件以及實驗設備老舊等因素影響，導致他的熱分解法制備氯乙烯技術以沒有形成產業化告終。1912年，Klatte利用乙炔與氯化氫發生催化反應得到氯乙烯，該生產工藝一直延續了將近三十年，被視為工業化生產氯乙烯的最初模型，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較低密度的氯乙烯，高壓法的開發較早，利用高壓法制備的氯乙烯占據總生產量的一半以上，隨著催化劑以及生產技術的進一步發展，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上稱為二步法，其工藝流程為乙烯加氯氣進行氯化反應獲得二氯乙烷，將獲得的二氯乙烷進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生反應。由于在該反應過程中會產生大量的余熱，因此必須進行除熱處理，避免生成更多的氧化物，同時可以減少尾氣的排放量；乙烯的氧化技術除了對催化劑進行改造以及工藝條件進行改進之外，還利用純凈的氧氣代替空氣進行氧化，這樣能夠保證制備工藝的綠色環保。

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，嚴重的腐蝕了制備轉換器。氯乙烯的合成系統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行混合，在高溫觸媒的作用下發生反應生成氯乙烯。在對粗氯乙烯進行凈化壓縮時，由于在進入轉化器時需要在高溫下進行操作，這樣會使得氯化高汞發生升華，因此在進入凈化系統之前需要經過活性炭進行處理。圖1 氯乙烯制備工藝流程

在反應的氣體中，除了氯乙烯之外還有其他的氣體，為了生產高純度的氯乙烯單體，需要將這些雜質氣體進行去除。在經過轉化器合成的氯乙烯氣體純度一般為80%以上，此時需要經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具有不同的揮發度，利用物質中氣液兩相之間的差異將雜質進行分離。變壓吸附主要是利用吸附劑在選擇吸附的情況下，進行加壓吸附原料中的雜質部分，不容易分離的氣體會從吸附器的頂部排除。

3.3 專有設備

制取氯乙烯有專門的反應設備，目前采用的反應釜一般為150m左右，在我國遼寧的一個廠家已經成功研制出了大型聚合釜PVC技術，這項技術成功地將制取氯乙烯的能力提升了35%左右，創造了新的經濟效益。這種專有設備對于性能方面要求較為嚴格，反應釜要求其具有較好的除熱能力以及防粘能力，目前我國開發的新型裂解爐以及大型乙烯球罐已經達到國際先進水平。

[1] 李玉芳，伍小明.氯乙烯生產技術的研究開發進展[J].中國塑料，2010，（3）：4-6.

[2] 郝涓林，黃志明.聚氯乙烯工藝技術[M].北京：化學工業出版社，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，內蒙古赤峰人，本科在讀，主要研究方向為高分子材料。