化工毕业设计范例资料(12)

三步氧氯化法示意图如图2-1所示。

图1-1 三步氧氯化法示意图

其反应原理如下：

2C2H4 + 2Cl22C2H4 + 4HCl + O24C2H4Cl2

4C2H4 + 2Cl2 + O22C2H4Cl2

2C2H4Cl2 + 2H2O4C2H3Cl + 4HCl

4C2H3Cl + 2H2O

(2)、二步氧氯化法：

其原理是以下述反应为基础：

2C2H4 + 4HCl + O22C2H4Cl2

2C2H4Cl2 + 2H2O2C2H3Cl + 2HCl

2C2H4 + 2HCl + O22C2H3Cl + 2H2O

(3)、一步氧氯化法：

一步氧氯化法亦称乙烯直接氧氯化。它是直接以下式反应为基础的：

4C2H4 + 2Cl2 + O24C2H3Cl + 2H2O

由上述可以看出，三步法实际上系由乙烯氯化制二氯乙烷、乙烯氧氯化制二氯乙烷和二氯乙烷裂解制氯乙烯三种方法所组合而成。二步法则由乙烯氧氯化法

和二氯乙烷裂解法组合而成。所以严密地讲，这两种方法的氧氯化反应仅是用来制造二氯乙烷，而不是直接制造出氯乙烯。其过程是将氯化氢氧化和乙烯的氯化同时在一个过程中进行。它们都是以下式反应为基础的：

2C2H4 + 4HCl + O22C2H4Cl2 + 2H2O

这个反应需要在触媒的存在下进行。一般作为氧氯化反应的触媒，以持有可变原子价的金属氯化物最为有效。实际使用的触媒，以二价铜盐(氯化铜、硫酸铜)为主体，见碱金属和碱土金属盐类(氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸氢钠、硫酸钠)等作为助触媒，此外还加入稀土金属盐类作为第三成份构成复合触媒。加入助触媒的目的用以提高氯的吸收能力和二氯乙烷的选择率，抑制乙烯的燃烧反应和触媒的升华或中毒。加入稀土元素则使之具有低温活性，以改善触媒对温度的依赖性，从而延长设备和载体的寿命。

在触媒作用下的氧氯化反应机理如下：

C2H4 + 2CuCl2 Cu2Cl2 + 3/2O2CuOCuCl2 + 2HCl

Cu2Cl2 + C2H4Cl2

CuOCuCl2

2CuCl2 + H2O

C2H4 + HCl + 1/2OC2H4Cl2 + H2O

触媒裁体一般使用多孔性氧化铝、氧化镁、二氧化硅和硅藻土等。 反应器的形式很多，一般有固定床、移动床和流化床。另外也有流化床与固定床的组合形式或者是以液相法来进行氧氯化反应的，各种形式的反应条件和经济效果也大不相同。

至于一步氧氯化法则是近年来最新的一种氯乙烯生产方法。其特点是工艺过程特别简单，在资源利用、动力消耗和经济上更为合理。但技术和设备条件要求很高，需要纯度较高的乙烯和特殊的催化剂。

2.2.5 乙烷法

为了获得更充足的原料和更廉价的氯乙烯，当前各国正在积极研究以乙烷为原料制取氯乙烯的方法。其途径如下： (1)、乙烷直接氯化：