『壹』 企業氧氣、乙炔氣瓶庫如何選址、建築有何要求
氧氣、乙炔瓶要單獨存放，氧氣和乙炔瓶間距要在6米以上，並且有隔離保護措施。
倉庫選址：要選空曠區域，要遠離居民區、遠離其它易燃易爆場和著火點，庫內必須配備消防集中點，如：滅火器，消防沙，消防水，消防鏟等。而且倉庫附近沒有燃氣管道、高壓線。
國家質量技術監督局和中石油天然氣集團對氣瓶安全使用的管理規范：
1、國家質量技術監督局《氣瓶安全監察規定》：第四十五條儲存充氣氣瓶的單位應當有專用倉庫存放氣瓶。氣瓶倉庫應當符合《建築設計防火規范》的要求，氣瓶存放數量應符合有關安全規定。
2、中石油天然氣集團標准《氣瓶使用安全安全管理規范》：
4.4 氣瓶存儲
4.4.1 氣瓶宜存儲在室外帶遮陽、雨篷的場所。存儲在室內時，建築物應符合有關標准要求。氣瓶存儲室不得設在地下室或半地下室，也不能和辦公室或休息室設在一起。
4.4.2 存儲場所應通風、乾燥，防止雨(雪)淋、水浸、避免陽光直射，嚴禁明火和其他熱源，不得有地溝、暗道和底部通風孔，並且嚴禁任何管線穿過。
4.4.3 存儲可燃、爆炸性氣體氣瓶的庫房內照明設備必須防爆，電器開關和熔斷器都應設置在庫房外，同時應設避雷裝置。禁止將氣瓶放置到可能導電的地方。
4.4.4 氣瓶應分類存儲，並設置標簽。空瓶和滿瓶分開存放。氧氣或其它氧化性氣體的氣瓶應該與燃料氣瓶和其它易燃材料分開存放，間隔至少6m。氧氣瓶周圍不得有可燃物品、油漬及其他雜物。嚴禁乙炔氣瓶與氧氣瓶、氯氣瓶及易燃物品同室儲存。毒性氣體氣瓶或瓶內介質相互接觸能引起燃燒、爆炸、產生毒物的氣瓶應分室存放，並在附近配備防毒用具和適當的滅火器材。
4.4.5 對於裝有易燃氣體的氣瓶，在儲存場所的15m范圍以內，禁止吸煙、從事明火和生成火花的工作，並設置相應的警示標志。
4.4.6 使用乙炔氣瓶的現場，乙炔氣的存儲不得超過30m3（相當5瓶，指公稱容積為40L的乙炔瓶）。乙炔氣的儲存量超過30m3時，應用非燃燒材料隔離出單獨的儲存間，其中一面應為固定牆壁。乙炔氣的儲存量超過240m3（相當40瓶）時，應建造耐火等級不低於二級的存儲倉庫，與建築物的防火間距不應小於10m，否則應以防火牆隔開。
4.4.7 氣瓶應直立存儲，用欄桿或支架加以固定或扎牢，禁止利用氣瓶的瓶閥或頭部來固定氣瓶。支架或扎牢應採用阻燃的材料，同時應保護氣瓶的底部免受腐蝕。
4.4.8 氣瓶（包括空瓶）存儲時應將瓶閥關閉，卸下減壓器，戴上並旋緊氣瓶帽，整齊排放。
4.4.9 盛裝不宜長期存放或限期存放氣體的氣瓶，如氯乙烯、氯化氫、甲醚等氣瓶，均應註明存放期限。盛裝容易發生聚合反應或分解反應氣體的氣瓶，如乙炔氣瓶，必須規定存儲期限，根據氣體的性質控制儲存點的最高溫度，並應避開放射源。氣瓶存放到期後，應及時處理。
4.4.10 氣瓶在室內存儲期間，特別是在夏季，應定期測試存儲場所的溫度和濕度，並做好記錄。存儲場所最高允許溫度應根據盛裝氣體性質而確定，儲存場所的相對濕度應控制在80％以下。
4.4.11 存儲毒性氣體或可燃性氣體氣瓶的室內儲存場所，必須監測儲存點空氣中毒性氣體或可燃性氣體的濃度。如果濃度超標，應強制換氣或通風，並查明危險氣體濃度超標的原因，採取整改措施。
4.4.12 如果氣瓶漏氣，首先應根據氣體性質做好相應的人體保護，在保證安全的前提下，關閉瓶閥，如果瓶閥失控或漏氣點不在瓶閥上，應採取相應緊急處理措施。
4.4.13 應定期對存儲場所的用電設備、通風設備、氣瓶搬運工具和柵欄、防火和防毒器具進行檢查，發現問題及時處理。
『貳』 20分懸賞 氯乙烯製作流程
氯乙烯的生產方法有電石法、二氯乙烷法等工藝，發展到目前世界上最先進的平衡氧氯化工藝。。。現在工業生產氯乙烯的主要方法。分三步進行：第一 步：乙烯氯化生成二氯乙烷；第二步二氯乙烷熱裂解為氯乙烯及氯化氫；第三步乙烯、氯化氫和氧發生氧氯化反應生成二氯乙烷。
①乙烯氯化乙烯和氯加成反應在液相中進行：
CH2＝CH2 Cl2→CH2ClCH2Cl
採用三氯化鐵或氯化銅等作催化劑，產品二氯乙烷為反應介質。反應熱可通過冷卻水或產品二氯乙烷汽化來移出。反應溫度40～110℃，壓力0.15～0.30MPa，乙烯的轉化率和選擇性均在99％以上。
②二氯乙烷熱裂解生成氯乙烯的反應式為：
ClCH2CH2Cl─→CH2＝CHCl+HCl
反應是強烈的吸熱反應，在管式裂解爐中進行，反應溫度500～550℃,壓力0.6～1.5MPa；控制二氯乙烷單程轉化率為50％～70％,以抑制副反應的進行。主要副反應為：
CH2＝CHCl─→HC呏CH HCl
CH2＝CHCl HCl─→ClCH3CHCl
ClCH2CH2Cl─→2C H2 2HCl
裂解產物進入淬冷塔，用循環的二氯乙烷冷卻，以避免繼續發生副反應。產物溫度冷卻到50～150℃後,進入脫氯化氫塔。塔底為氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通過氯乙烯精餾塔精餾，由塔頂獲得高純度氯乙烯，塔底重組分主要為未反應的粗二氯乙烷,經精餾除去不純物後,仍作熱裂解原料。
③氧氯化反應以載在γ－氧化鋁上的氯化銅為催化劑，以鹼金屬或鹼土金屬鹽為助催化劑。主反應式為：
H2C＝CH2+2HCL+O2→CLCH2CH2CL+H2O
主要副反應為乙烯的深度氧化（生成一氧化碳、二氧化碳和水）和氯乙烯的氧氯化（生成乙烷的多種氯化物）。反應溫度200～230℃，壓力0.2～1MPa,原料乙烯、氯化氫、氧的摩爾比為 1.05:2:0.75～0.85。反應器有固定床和流化床兩種形式，固定床常用列管式反應器，管內填充顆粒狀催化劑，原料乙烯、氯化氫與空氣自上而下通過催化劑床層，管間用加壓熱水作熱載體，以移走反應熱，並副產壓力1MPa的蒸汽。固定床反應器溫度較難控制，為使有較合理的溫度分布，常採用大量惰性氣體作稀釋劑，或在催化劑中摻入固體物質。二氯乙烷的選擇性可達98％以上。在流化床反應器中進行乙烯氧氯化反應時，採用細顆粒催化劑，原料乙烯、氯化氫和空氣分別由底部進入反應器，充分混合均勻後，通入催化劑層，並使催化劑處於流化狀態,床內裝有換熱器,可有效地引出反應熱。這種反應器反應溫度均勻而易於控制，適宜於大規模生產，但反應器結構較復雜，催化劑磨損大。
由反應器出來的反應產物經水淬冷，再冷凝成液態粗二氯乙烷。冷凝器中未被冷凝的部分二氯乙烷及未轉化的乙烯、惰性氣體等經溶劑吸收等步驟回收其中二氯乙烷。所得粗二氯乙烷經精製後進入熱解爐裂解。
乙烯氧氯化法的主要優點是利用二氯乙烷熱裂解所產生的氯化氫作為氯化劑，從而使氯得到了完全利用。
『叄』 氣瓶存放數量有什麼相關的規定或標准嗎
《氣瓶安全監察規定》第四十五條規定儲存充氣氣瓶的單位應當有專用倉庫存放氣瓶。氣瓶倉庫應當符合《建築設計防火規范》的要求，氣瓶存放數量應符合有關安全規定。
《建築設計防火規范》第三章規定：
1、使用乙炔氣瓶的現場,乙炔氣的存儲不得超過30m3（相當5瓶，指公稱容積為40L的乙炔瓶），乙炔氣的儲存量超過30m3時，應用非燃燒材料隔離出單獨的儲存間，其中一面應為固定牆壁。
2、乙炔氣的儲存量超過240m3（相當40瓶）時，應建造耐火等級不低於二級的存儲倉庫，與建築物的防火間距不應小於10m，否則應以防火牆隔開。
(3)氯乙烯存儲設計擴展閱讀：
關於氣瓶存放的相關處罰：
《氣瓶安全監察規定》第四十八條規定：
氣瓶充裝單位有下列行為之一的，責令改正，處1萬元以上3萬元以下罰款。情節嚴重的，暫停充裝，直至吊銷其充裝許可證。
1、充裝非自有產權氣瓶（車用氣瓶、呼吸用氣瓶、滅火用氣瓶、非重復充裝氣瓶和其他經省級質監部門安全監察機構同意的氣瓶除外）。
2、對使用過的非重復充裝氣瓶再次進行充裝。
3、充裝前不認真檢查氣瓶鋼印標志和顏色標志，未按規定進行瓶內余氣檢查或抽回氣瓶內殘液而充裝氣瓶，造成氣瓶錯裝或超裝的。
4、對氣瓶進行改裝和對報廢氣瓶進行翻新的。
5、未按規定粘貼氣瓶警示標簽和氣瓶充裝標簽的。
6、負責人或者充裝人員未取得特種設備作業人員證書的。
參考資料來源：網路：《氣瓶安全監察規定》
參考資料來源：網路：《建築設計防火規范》
『肆』 畢業設計氯乙烯成分的分析
氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一種應用於高分子化工的重要的單體，可由乙烯或乙炔製得。為無色、易液化氣體，沸點-13.9℃，臨界溫度142℃，臨界壓力5.22MPa。氯乙烯是有毒物質，肝癌與長期吸入和接觸氯乙烯有關。它與空氣形成爆炸混合物，爆炸極限4%～22%（體積），在加壓下更易爆炸，貯運時必須注意容器的密閉及氮封，並應添加少量阻聚劑。
『伍』 聚氯乙烯的生產現狀及發展前景
聚氯乙烯的市場分析與發展前景1 世界聚氯乙烯的供需現狀及發展前景 1.1 生產現狀 近年來，世界PVC樹脂的生產能力穩步增長。2005年全世界PVC樹脂的總生產能力為3611.5萬t，2007年增加到約4 341.5萬t，同比增長約5.4%。其中非洲地區的生產能力為42.7萬t/a，約佔世界PVC樹脂總生產能力的1.00%；中東歐地區的生產能力為215.1萬t/a，約占總生產能力的4.95%；北美地區的生產能力為844.7萬t/a，約占總生產能力的19.46%；中東地區的總生產能力為100.3萬t/a，約占總生產能力的2.31%；太洋洲地區的生產能力為15.0萬t/a，約占總生產能力的0.34%；中南美地區的生產能力為166.1萬t/a，約占總生產能力的3.82%；西歐地區的生產能力的663.4萬t/a，約占總生產能力的15.28%；亞洲地區的生產能力為2294.2t/a，約占總生產能力的52.84%。其中信越(Shi-Etsu)化學公司是世界上最大的PVC樹脂生產廠商，生產能力為307.6萬t/a，約佔世界PVC樹脂總生產能力的7.08%；其次是我國台灣省的台塑集團公司，生產能力為288.3萬t/a，約佔世界總生產能力的6.64%。再次是Georsia Gulf集團公司，生產能力為144.7萬t/a，約佔世界總生產能力的3.33%。 近年來，世界PVC樹脂的發展具有以下幾個特點：(1)生產廠家越來越集中在少數幾個大的公司手中，其中世界前10大生產廠商的生產能力合計達到1 504.3萬t/a，約佔世界總生產能力的34.65%；(2)生產裝置分布世界各地，但大型裝置主要集中在亞洲、北美和西歐3個地區，其中亞洲地區是拉動世界PVC樹脂產能增長最主要的因素；(3)跨國經營成為世界PVC樹脂生產的一大亮點。世界主要的PVC樹脂生產企業，除了在本國建有大型裝置外，均在國外建有獨資或合資企業。預計今後幾年，世界PVC樹脂的生產能力將以年均約5.3%的速度增長，到2011年生產能力將達到約5 341.0萬t/a，其中產能增長主要來自亞洲地區，年均增長率將達到約7.7%。 1.2 消費現狀及發展前景 近年來，世界PVC樹脂的消費量不斷增加。2001年世界PVC樹脂的總消費量為2 669.5萬t，目前消費量達到約3 352.2萬t，其中亞洲、北美和西歐地區是世界PVC樹脂最主要的消費地區，消費量合計約佔世界PVC樹脂總消費量的84.5%。其中亞洲地區的消費量約占總消費量的45.1%，北美地區約佔21.0%，西歐地區約佔18.4%。 西歐和亞洲地區是世界上最主要的貿易地區，其中西歐地區的進口量最大，約佔世界總進口量的38.60%；其次是亞洲地區，進口量約占總進口量的24.62%；亞洲地區的出口量最大，約佔世界總出口量的35.97%；其次是西歐地區，出口量約占總出口量的34.22%。 亞洲、北美和中東歐地區是世界PVC樹脂的凈出口地區，其中亞洲地區的凈出口量最大，除上述幾個地區外，其他地區均為PVC樹脂的凈進口地區，其中中東和西歐地區位居前列。預計到2011年，亞洲和北美地區仍將是世界PVC樹脂最主要凈出口地區，而西歐地區仍將是凈進口地區，另外中本地區發展將十分迅速，生產能力和產量將大幅度增加，也將成為未來世界重要的PVC樹脂出口地區。 PVC樹脂製品可分為硬製品和軟製品，硬製品主要有管材、管件、異型材、硬片等，軟製品主要有鋪地材料、電線電纜絕緣材料、人造革以及膜等。目前，世界PVC樹脂的消費以硬製品為主，約占總消費量的65.14%，軟製品佔34.86%。其中用於管材管件的PVC樹脂數量占總消費量的29.7%，是PVC樹脂最大的消費市場，在許多國家和地區，PVC樹脂在小口徑上下水管、排污管及電纜護套方面的應用與其他材料相比占絕對優勢。全球PVC樹脂在異型材市場的消費量占其總消費量的11.0%，由於具有很好的絕緣性、耐久性、剛性、尺寸穩定性以及低維護成本等優點，PVC樹脂在門窗、側板等市場上的發展也非常迅速。 預計今後幾年，世界PVC樹脂的消費量將以年均約3.8%的速度增長，到2011年總消費量將達到約4046.3萬t，其中亞洲地區的消費量增長最快，消費量的年均增長率將達到約6.7%。另外中東地區發展十分迅速，也將成為未來世界重要的PVC樹脂生產和消費地區，其消費量的年均增長率將達到約5.4%，消費結構不會發生太大的變化。 2 我國PVC樹脂的供需現狀及發展前景 2.1 生產現狀 我國PVC的工業生產已經有近50年的歷史，近10年來，隨著我國國民經濟的持續高速發展以及建築業與PVC加工工業對PVC消費的強勁拉動，國內PVC工業發展十分迅速。尤其是近兩三年，受PVC反傾銷裁定、國內市場供不足需以及原油價格上漲等因素的影響，國內PVC價格高漲，掀起了PVC建設高潮，生產能力和產量發生了重大變化，已經成為世界上最主要的PVC樹脂生產國家之一。目前，我國PVC的生產企業有100多家，2003年生產能力只有519.7萬t，2007年隨著中鹽內蒙古吉蘭泰鹽化集團公司首期20.0萬.比生產裝置、東曹(廣州)化工有限公司22,0萬t/a、新疆天業集團有限公司20.0萬t/a、四川宜賓天原集團有限公司18.0萬t/a以及江西藍恆達化工有限公司15.0萬t/a等多套PVC裝置建成投產，我國PVC的總生產能力達到約1 534.0萬t，同比增長約19.5%。生產裝置主要集中在華北、西南、華中、西北和華東地區，其中華北地區的生產能力約佔全國總生產能力的32.4%，華東地區的生產能力約佔27.5%，西北地區的生產能力約佔15.0%。天津大沽化工股份有限公司是目前我國最大的PVC生產廠家，生產能力為68.0萬t/a，約占國內PVC樹脂總生產能力的4.43%；其次是中國石化齊魯石油化工股份有限公司，生產能力為60.0萬t/a，約占國內總生產能力的3.91%；再次是上海氯鹼化工股份有限公司，生產能力為45.0萬t/a，約占國內總生產能力的2.93%。 隨著生產能力的不斷增加，我國PVC樹脂的產量也不斷增加。2004年我國PVC樹脂的產量為508.8萬t，2006年增加到823.8萬t，2007年進一步增加到971.68萬t，同比增長約17.9%。 從生產規模上看，近年來我國PVC企業的平均生產規模不斷提高，2004年平均生產規模約為8.0萬Ua，2007年增加到約16.0萬t/a，一些擴建、新建裝置的生產規模達到20.0～40.0萬t/a，企業最大規模達到68.0萬t/a。 從技術上看，各企業為了提高單釜裝置生產能力，除了普遍採用70m3聚合釜及成套技術外，還開始採用100m3以上的大型聚合釜和成套技術。同時，在工藝技術方案上採用先進的配方技術，密閉進料技術，防粘釜技術，新型汽提技術，新型乾燥技術和DCS控制技術等，提高了生產裝置的自控水平和生產效率，提高了產品質量，大幅度降低了原輔材料的消耗和能源消耗。 氯乙烯單體的生產主要有電石路線和乙烯路線兩種，其中國外生產主要以乙烯路線為主，電石法PVC由於在生產過程中對環境污染嚴重，在國際上尤其是在發達國家已經全部淘汰。在我國，由於乙烯+法PVC受原料乙烯、氯乙烯、二氯乙烷供應緊張，氧+氯化工藝裝置投資高等因素的影響，發展受到很大的制約。而相Lb而言，電石法PVC因其所投入資金少、國產化程度高、工藝流程簡單、利潤空間相對較大等優勢，成為當前PEC'行業投資發展的熱點。在2007年的生產能力中，電石法生產能力約占、78.2%，乙烯法生產能力約佔21.8%。採用電石原料路線生產的產量約占總產量的72.0%，採用乙烯法原料路線的產量約占總產量的13.0%；採用進口VCM和EDC原料路線的產量約占總產量的15.0%。從PVC生產工藝分布看，我國PVC生產路線有明顯的地域傾向，石化系統及相關企業與合資企業的PVC生產全部採用乙烯法，而中西部地區則多採用電石法。另外，今後幾年，我國PVC裝置的新建或擴建項目，大多數仍將採用電石法原料，因此，未來幾年電石法原料路線仍將是我國PVC生產發展的主要來源。 與其他合成樹脂生產企業主要分布在沿海布局的狀況大不相同，近年來我國PVC樹脂產業重心則逐步向煤炭和原鹽資源豐富的中西部地區轉移。華東地區PVC產能佔全國的比例逐漸下降，而華北地區(主要是內蒙古、山西)則不斷增加。 國際原油價格的持續走高為電石法PVC的發展帶來了機遇，加上我國中西部地區具有煤炭、石灰石資源豐富、電力供應充足以及國家西部大開發的政策等優勢，為發展電石法PVC提供了得天獨厚的條件。 預計今後幾年，我國PVC產能增加量的約70%將集中在新疆、陝西、河南、雲南、四川、寧夏和內蒙古等地區。預計到2011年我國PVC樹脂的總生產能力將超過2000.0萬t，成為世界PVC最重要的生產國家。 2.2 進出口情況 2002年3月29日，原外經貿部發布公告，對原產於美國、日本、韓國、俄羅斯和中國台灣地區的PVC進行反傾銷調查。2003年5·月12日，商務部公布了對進口PVC反傾銷調查的初裁決定。2003年9月29日，商務部對上述4個國家和1個地區的進口PVC做出最終裁定，對其產品徵收反傾銷稅。此後，我國PVC進出口格局發生了較大的變化。. 近年來，我國PVC樹脂的進口量呈現逐年下降的趨勢。2001年我國PVC樹脂的進口量為250.80萬t，2005年下降到165.43萬t，2006年進一步下降到145.17萬t，同比減少12.24%；2007年的進口量為130.38萬t，同比減少約10.2%，2002—2007年進口量的年均遞減率約為10.8%。與此相反，近幾年我國PVC樹脂的出口量卻逐年增加。2001年出口量只有4.10萬t，2005年增加到13.54萬t，2006年達到50.92萬t，2007年的出口量為75.30萬t，同比增長約47.9%，2002-2007年出口量的年均增長率約為108.7%。 2.3 消費現狀及市場前景 近年來，隨著我國基礎建設等方面的快速發展，對PVC樹脂的需求量也不斷增加。2001年我國PVC樹脂的表觀消費量只有534.40萬t，2005.年達到約820.05萬t，2007年增加到1 026.76萬t，同比增長約11.8%，2002-2007年表觀消費量的年均增長率約為13.1%。 我國PVC樹脂的消費主要分為兩大類，一是軟製品，約占總消費量的37.00／0，主要包括電線電纜、各種用途的膜(根據厚度不同可分為壓延膜、防水卷材、可折疊門等)、鋪地材料、織物塗層、人造革、各類軟管、手套、玩具、塑料鞋以及一些專用塗料和密封件等。二是硬製品，約占總消費量的63.0%，主要包括各種型材、管材、板材、硬片和瓶等。 預計今後幾年我國PVC樹脂的需求量將以年均約7.1%的速度增長，到2011年總消費量將達到約1350.0萬t，其中硬製品的年均增長速度將達到約7.0%，而在硬製品中異型材和管材的發展速度增長最快，年均增長率將達到約10.0%。未來我國PVC樹脂消費將繼續以硬製品為主的方向發展。 3 影響我國PVC工業發展的因素 雖然近幾年我國PVC的發展十分迅速，但是，原料來源、國家政策、國際油價以及環保等因素將對我國PVC未來的發展產生重大的影響。 3.1 原料供應的影響 (1)乙烯供應不足 目前，我國乙烯法生產廠家主要有中石化齊魯石油化工、天津大沽化工股份有限公司、上海氯鹼化工股份有限公司以及北京化二股份有限公司等，其中上海氯鹼化工股份有限公司和天津大沽化工股份有限公司雖然有部分乙烯由中石化部分廠家提供，但還不能滿足實際生產的需求。近幾年，我國乙烯工業雖然發展很快，但由於國內石油資源短缺，導致乙烯供應不足，仍沒有過剩的乙烯供PVC生產，未來幾年乙烯法生產裝置生產所需乙烯仍將依賴進口。 (2)VCM單體和EDC受制於人 我國氯乙烯單體和二氯乙烷的產能遠遠不能滿足實際生產的需求，所需主要依靠進口。近兩年，隨著國際原油價格的持續高漲，造成VCM單體和EDC生產成本壓力增大，部分生產廠家被迫減產，VCM和EDC價格一直維持高位，嚴重影響了國內大部分依靠進口VCM和EDC的乙烯法PVC廠家的生產。 (3)氯鹼矛盾加劇 燒鹼的市場容量制約了氯氣的供應，同時也制約了PVC的發展。近兩年，由於PVC需求增長較快，對氯的需求量持續增加，帶動了燒鹼產量的增加，使得燒鹼供大於求的矛盾進一步突出，同時也導致了氯鹼失衡現象的加劇。 (4)電石成本增加 受國家環保整治以及電力價格上漲、能源緊張、生產區域失衡、交通運輸能力不足等因素影響，我國電石成本大幅度增加，在很大程度上加重了電石法PVC的成本壓力，進而影響到其市場競爭力。
『陸』 聚氯乙烯的單體，聚合原理，聚合方法，整個聚合工藝（包括溫度，壓力，流程），成型加工方法，並說明用途
聚氯乙烯是由氯乙烯通過自由基聚合而成的。有懸浮聚合法、乳液聚合法、本體聚合法和微懸浮聚合法，以懸浮聚合法為主，約佔PVC總產量的80％左右。單體的來源：乙烯法、石油法和電石法。我國的方法：主要還是電石法。（1）懸浮聚合法 使單體呈微滴狀懸浮分散於水相中，選用的油溶性引發劑則溶於單體中，聚合反應就在這些微滴中進行，聚合反應熱及時被水吸收，為了保證這些微滴在水中呈珠狀分散，需要加入懸浮穩定劑，如明膠、聚乙烯醇、甲基纖維素、羥乙基纖維素等。聚合是在帶有攪拌器的聚合釜中進行的。聚合後，物料流入單體回收罐或汽提塔內回收單體。然後流入混合釜，水洗再離心脫水、乾燥即得樹脂成品。特點是，反應器內有大量水，物料粘度低，容易傳熱和控制；聚合後只需經過簡單的分離、 洗滌 、乾燥等工序，即得樹脂產品，可直接用於成型加工；產品較純凈、均勻。
（2）乳液聚合法 最早的工業生產 PVC的一種方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯單體外，還要加入烷基磺酸鈉等表面活性劑作乳化劑，使單體分散於水相中而成乳液狀，以水溶性過硫酸鉀或過硫 酸銨為引發劑，還可以採用「氧化-還原」引發體系，聚合歷程和懸浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化穩定劑，十二烷基硫醇作調節劑，碳酸氫鈉作緩沖劑的。聚 合方法有間歇法、半連續法和連續法三種。聚合產物為乳膠狀，乳液粒徑0.05～2μm，可以直接應用或經噴霧乾燥成粉狀樹脂。乳液聚合法的聚合周期短，較 易控制，得到的樹脂分子量高，聚合度較均勻，適用於作聚氯乙烯糊，制人造革或浸漬製品。
（3）本體聚合法 聚合裝置比較特殊，主要由立式預聚合釜和帶框式攪拌器的卧式聚合釜構成。聚合分兩段進行。單體和引發劑先在預聚合釜中預聚1h，生成種子粒子，這時轉化率 達8％～10％，然後流入第二段聚合釜中，補加與預聚物等量的單體，繼續聚合。待轉化率達85％～90％，排出殘余單體，再經粉碎、過篩即得成品。樹脂的 粒徑與粒形由攪拌速度控制，反應熱由單體迴流冷凝帶出。此法生產過程簡單，產品質量好，生產成本也較低。
二、氯乙烯單體的生產
1．乙炔的生產：
乙炔的生產原料是電石，它的運輸和使用必須符合「GB 10665-89」標准，使用前需要檢測，電石的批次檢測和采樣按照國標「GB/T-6678-2003」規定來做，在使用過程中數以 安全，不要濺到身上。
電石的破碎，一般採用100-300mm大的電石或者整塊電石，在進入粉碎機時的合理粒徑為25-50mm，經過破碎後的合理粒徑可以達到25-50mm，另外，注意，進入破碎機的電石溫度應該在130。C以下，進入發生器的溫度也應該小於80。C，否則對系統不安全。
電石的除塵也要符合環保部門的相關標准，在這些問題都解決以後。乙炔的發生，如下方程式：
CaC2+2H2O=Ca（OH）2+C¬2H2+130 kj/mol
但也會產生很多副反應，產生雜質：
CaO + H2O → Ca（OH）2
CaS + 2H2O → Ca（OH）2 + H2S↑
Ca3N2 + 6H2O → 3Ca（OH）2 + 2NH3↑
Ca2Si + 4H2O → 2Ca(OH)2 + SiH4↑
Ca3As3 + 6H2O → 3Ca（OH）2 + 2AsH3↑
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca（OH）2 + 2PH3↑
乙炔的凈化，發生器產生的粗乙炔氣，由發生器頂部引出，經水洗塔噴淋洗滌、再經正水封進入冷卻塔，在冷卻塔內部，乙炔氣體從底部進頂部出，冷卻水或從廢次鈉從頂部進入從底部出去，氣液兩相在塔內填料表面逆流接觸，交換熱量並且進一步的進行洗滌。從冷卻塔來的乙炔氣，在保證乙炔氣櫃到一定的高度時，進入水泵加壓後，再進入兩台串聯的清洗塔，與含有有效氯0.085%-0.12%的次氯酸鈉溶液逆流進行逆流直接接觸反應，除去粗乙炔氣中的S、P等有害雜質。清凈二塔主要除去乙炔中的飽和水分，使得純度達到98.5%。不含S、P。[3]
2.乙烯氧氯化法製取氯乙烯
（1）乙烯氧氯化反應：
直接氯化：C2H4 +Cl2 → C2H4Cl2 （FeCl3作為催化劑）
氧氯化 ：C2H4 + 2HCl + 1/2O2 → C2H4Cl2 + H2O +263 Kj（CuCl2做催化劑）
副反應：
C2H4Cl2 + Cl2 → C2H3Cl3 +HCl
C2H4 + HCl → C2H5Cl
C2H4 + 2O2 → 2CO + 2H2O
C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
C2H4 + 3HCl + O2 → C2H3Cl3 + 2H2O
（2）二氯乙烷的裂解：
方程式如下：
C2H4Cl2 → C2H3Cl + HCl – 67.93Kj
也存在副反應，注意副反應。
(3)乙烯氧氯化法工藝流程：
共分為五個單元，直接氯化單元、氧氯化單元、二氯乙烷精製單元、二氯乙烷裂解單元和氯乙烯精製單元。
氧氯化單元,主要在流化床反應器上，首先將直接氯化單元含有乙烯的尾氣和本單元的部分冷凝氣體匯合經過補充新鮮的乙烯氣後預熱後，再按比，乙烯：氯化氫：氧氣：惰性氣體= 1.6:2.0：0.63:2.0的比例進料，生成二氯乙烷。
二氯乙烷精製單元，主要用低沸塔，目的是清除EDC中的低沸物，清除低沸物後再送入高沸塔除去高沸物，最後再送入二氯乙烷的回收塔，回收二氯乙烷。
二氯乙烷裂解單元，主要將二氯乙烷送入裂解爐中，反應後，再進入急冷塔，大約會有40%原料的EDC組成的循環液，直接噴淋避免副反應，冷熱交換後進入下一個工段。
氯乙烯精製單元，二氯乙烷裂解後，生成氯乙烯和氯化氫，轉化率為大約55%，所以又大量為轉化的原料。本套設備用的是改進的二塔流程設計。保留原來的氯化氫塔和氯乙烯塔，物料通過兩個塔後，只有少量的HCl，進入液鹼洗滌器和固鹼乾燥塔後進入到氯乙烯成品罐中。
採用二塔工藝減少了設備的維修費用，操作方便，運行費用很低，並且節約了部分的蒸汽，降低了成本，因此本套設備採用二塔工藝流程來精製氯乙烯。[4]
3.氯乙烯的懸浮聚合
主要原材料有，去離子水，氯乙烯單體，引發劑構成。
懸其中去離子水的質量直接影響到聚合的質量，水的硬度過高會影響材料的絕緣性和穩定性，水中陽離子（氯根）如果過高，會影響聚乙烯醇的分散體系易使樹脂的顆粒變粗，影響產品的形態，PH也會影響，過高會是聚乙烯醇分解：
表1去離子水的規格
項目 規格 項目 規格
導電率/μΩ ≤0.5 SiO2/（mg/kg） ≤0.01
pH值 7.0 SO¬¬3/(mg/kg) 0
氧含量/（mg/kg） ≤0.01 氯/（mg/kg） 0
硬度，H 0 蒸發殘留物/(mg/kg) 0
氯乙烯單體也有要求見下表
表2氯乙烯單體的規格
組分 含量 組分 含量
VCM純度 ≥99.98% 乙炔 ≤0.1
異丁烷 ≤2 HCL ≤1
氯乙烷 ≤5 水 ≤60
VCM的雜質對合成的影響：1，炔類的影響，在VC自由基聚合中能與鏈發生反應，形成穩定的p-Π共軛體系，對集合有很大的影響。2，高廢物也會對氣產生影響，會粘連在反應釜上，不利。
懸浮聚合有以下幾個步驟：聚合，分離出去氯乙烯單體，離心除去水合乾燥。VCM（氯乙烯）
圖2 懸浮聚合的主要流程
將去離子水加入聚合釜內,並將聚合配方的助劑如分散劑、緩沖劑等加入釜內攪拌,然後加入引發劑,密封聚合釜,抽除釜內空氣,必要時用氮氣替換,使釜內殘留氧含量降至最低,最後加入氯乙烯單體VCM,然後通過反應釜夾套中的過熱水加熱,將釜溫升至預定溫度並進行聚合。
這些聚合反應熱通過3種方式散熱,但是根據反應釜大小,3種途徑可以只利用其中一種或兩種方式散熱: 1)釜夾套冷卻水，2)釜內冷水管，3)釜頂冷凝器等。要嚴格操作技術,始終保持預定反應溫度,以保證氯乙烯產品質量。如果釜內聚合反應放熱不足或失控造成溫度過高不下時,釜內飽和蒸汽壓也將大大超過反應釜的操作壓力甚至設計壓力,從而造成聚合釜的物理破壞。對此在製造聚合釜時對溫度及壓力的設計留有充分的餘量,防止物理爆破釀成的災難性後果。聚合反應的溫度、壓力的失控事故常常發生在反應的前中期,即VCM聚合為PVC的轉化率小於70%時單體富相存在,才會發生上述溫度。壓力超高VCM轉化率大於70%時,單體富相消失時,壓力穩步降低。氣提反應，用於清除氯乙烯單體，可以達到小於1×10-6的水平。最有效的氣體方法包括蒸汽氣提塔的使用。首先，反應器中的東西吹到集料箱和卸料箱中，單體的回收壓力就與大氣壓相近，回收單體到達這個程度會導致PVC粒子變硬，因為有許多塑化作用的單體都被除去了，這有助於粒子粘合。氯乙烯和一些水從頂部除去，氣體後從底部除去。過濾，通過離心機過濾，注意要用轉鼓式離心過濾機。乾燥和篩選，也要注意在聚氯乙烯乾燥前溫度不能高於100。C。
4．催化劑選擇：
合成催化劑採用高汞為催化劑（HgCl2）
由於聚氯乙烯的熔融溫度接近分解溫度，因此成型困難。需要加入穩定劑來提高分解溫度，使之易於成型加工。聚氯乙烯塑料的成型溫度范圍較窄，通常控制在150~1800C之間，聚氯乙烯塑料常採用一般熱塑料的成型方法。例如擠出、注射、壓延、吹塑、壓制、鑄塑及熱成型等方法。聚氯乙烯是一種性能良好，價格便宜，用途廣泛的塑料。它的主要缺點是熱穩定性不好，易老化，搞沖擊強度低，耐寒性不佳和加工性能差。提高聚氯乙烯塑料性能的主要途徑，是尋找合適的穩定劑、增塑劑、填充劑等助劑進行合理配製，但更有效的方法是通過共聚和共混進行改性。
共聚合一般有兩種情況：
1、氯乙烯與其它單體共聚，在聚氯乙烯主鏈上引入其它單體基團。目前主要的共聚物有氯乙烯—醋酸乙烯、氯乙烯-丙烯酸酯等共聚物。這些共聚物成型溫度較低，加工性能較好。此外，還具有一些特殊性能，能滿足使用上的需要。
2、在聚氯乙烯側連上引入異種單體基團或在異種聚合物側連上引氯乙烯鏈的接枝共聚反應，例如乙烯-醋酸乙烯接枝的共聚物（EVA-VC），控制接壇氯乙烯部分的數量和聚合度，可製得從硬質到軟質的接枝共聚物，改進其抗沖擊性能，低溫脆性、耐候性加工性能等。共混法聚氯乙烯與其它聚合物共混，可製得兼有兩者特性的共混物。上前為改進硬質聚氯乙烯共聚的流動性、抗沖擊性能等常用與聚氯乙烯共聚物有：ABS、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共混的聚合物（MBS），氯化聚乙烯（CPE）。為了改進軟質聚氯乙烯在使用過程中增塑劑的揮發、遷移、抽出等，常用的共聚物有：丁腈橡膠、氧化聚乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯-氧乙烯共聚物等。此外，聚氯乙烯還可以通過氯化，聞聯和增強等方法改進其性能。
『柒』 四氯乙烯和三氯乙烯有什麼區別
下午好，除了分子式和分子量不同，它們在日常使用上幾乎沒有區別。但是，TCE（三氯乙烯）由於是不對稱分子排布結構，它對光熱的穩定性很差而且對人體毒性較高，現在很少直接使用了而且這玩意兒和四氯化碳是一個級別的致癌物。PCE（四氯乙烯）屬於對稱結構平時非常穩定，味道也沒TCE那麼刺鼻難聞，外面大量的乾洗店梘油就是用它配置的，低毒，所以從健康角度來說別看只多1個Cl實際上差好大事兒的。甲烷類則是完全相反，DCM（二氯甲烷）的毒性只有四氯化碳（四氯甲烷）的1%，而一氯甲烷（甲基氯）則是猛毒氣體它的ld50和溴甲烷一樣低的驚人。作為工業清洗劑是TCE曾經最大的用途，現在已經被更加低毒安全的NPB（溴丙烷）和PCE代替了，請酌情參考。我平時就是用PCE做不可燃溶劑，它也是所有不燃性鹵代烴中唯一接近二甲苯沸點的，在除了PU和環氧之外的單體中可以充填當作安全良溶劑使用。
『捌』 制氯乙烯的兩種方法
乙烯氧氯化制氯乙烯
氯乙烯是最重要的單體之一,主要用於生產聚氯乙烯。就產量而言,在乙烯系列高聚物中聚氯乙烯僅次於聚乙烯居第2位。氯乙烯也能與1-1-二氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸甲酯、丁二烯和丙烯腈等共聚。此外,氯乙烯還用作冷凍劑。
1. 氯乙烯生產方法評述
在氯乙烯生產歷史上,曾出現過以下4種生產方法。
(1)乙炔法 這是20世紀50年代前氯乙烯的主要生產方法,中國至今還有一些化工企業仍採用本法生產氯乙烯。
乙炔轉化率97%～98%,氯乙烯產率80%～95%,主要的副產物是1-1-二氯乙烷,它是由氯乙烯與過量的氯化氫經加成反應生成的。反應中為保證催化劑HgCl2不被乙炔還原成低價汞鹽Hg2Cl2或金屬汞,氯化氫是過量的,過量以不超過15%為宜。乙炔法技術成熟,反應條件緩和,設備簡單,副產物少,產率高。因為用氯化氫作原料,適合在以氯化氫為副產物的企業(例如電化廠)組織生產。本法的主要缺點是乙炔價貴,催化劑含汞有毒,不僅損害工人身體健康,還會污染環境。
(2)乙烯法 這是20世紀50年代後發展起來的生產方法。乙烯與氯經加成反應生成二氯乙烷:
二氯乙烷再在500～550攝氏度下熱裂解或在1.0MPa,140～145攝氏度下經鹼分解製得氯乙烯:
乙烯已能由石油烴熱裂解大量製造出來,價格比乙炔便宜,催化劑毒害比氯化汞小得多。但氯的利用率只有50%,另一半氯以氯化氫的形式從熱裂解氣中分離出來後,由於含有有機雜質,色澤和純度都達不到國家標准,它的銷售和利用問題就成為工廠必須解決的技術經濟問題,雖然也可用空氣或氧把氯化氫氧化成氯氣重新使用,但設備費和操作費均較高,導致氯乙烯生產成本提高。
(3)聯合法 是上述兩法的改良。目的是用乙炔來消耗乙烯法副產的氯化氫。本法等於在工廠中並行建立兩套生產氯乙烯的裝置,基建投資和操作費用會明顯增加,有一半烴進料是價格較貴的乙炔,致使生產總成本上升,乙炔法的引入仍會帶來汞的污染問題。因此,本法也不甚理想。
(4)氧氯化法 這是1個僅用乙烯做原料,又能將副產氯化氫消耗掉的好方法。現已成為世界上生產氯乙烯的主要方法。
乙烯轉化率約95%,二氯乙烷產率超過90%。還可副產高壓蒸氣供本工藝有關設備利用或用作發電。由於在設備設計和工廠生產中始終需考慮氯化氫的平衡問題,不讓氯化氫多餘或短缺,故這一方法又稱為乙烯平衡法。很顯然,這一方法原料價廉易得、生產成本低、對環境友好。但仍存在設備多、工藝路線長等缺點,需要進一步改進。
2. 氧氯化法工藝原理
1928年德國拉希格(Raschig)公司首先開發成功氣相氧氯化法,用來由苯制備氯苯:
這是烴類取代氯化中最早應用的氧氯化法。隨後又開發成功液相氧氯化法,轉化率和選擇性都有很大提高。由於由氯苯製造苯酚的工藝路線在20世紀30年代後逐步被異丙苯自氧化法取代,該法沒能得到進一步發展。用該法生產氯苯的工廠也已很少。
氧氯化法在低級烷烴的取代氯化以及乙烯經氯解生成三氯乙烯和全氯乙烯中也有應用,但生產規模都不甚大。
氧氯化法在工業上最成功的應用就是由乙烯和氯化氫生產二氯乙烷,它為氧氯化法在其他氯化領域中的應用展現了良好前景。
(1)化學反應 由乙烯用氧氯化法生產氯乙烯包括乙烯氯化、乙烯氧氯化和二氯乙烷裂解3個工序。在這里僅討論乙烯氧氯化部分。
氧氯化的主反應為:
氧氯化的主要副反應有3種。
①乙烯的深度氧化
C2H4＋2O2→2CO＋2H2O
C2H4＋3O2→2CO2＋2H2O
②生成副產物1.1.2 -三氯乙烷和氯乙烷
此外,尚有少量的各種飽和或不飽和的一氯或多氯衍生物生成,例如三氯甲烷、四氯化碳、氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、順式1,2-二氯乙烯等,但總量不多,僅為1,2-二氯乙烷生成量的1%。
(3)反應機理 關於乙烯氧氯化反應的機理盡管在國內、外已作了許多研究工作,但至今仍未有定論,主要有以下兩種機理:
①氧化還原機理日本學者藤堂、官內健等認為,氧氯化反應中,通過氯化銅的價態變化向作用物乙烯輸送氯。反應分以下三步進行:
C2H4＋2CuCl2→C2H4Cl2＋Cu2Cl2
Cu2Cl2＋1／2O2→CuCl2·CuO
CuCl2·CuO+2HCl→2CuCl2＋H2O
第1步是吸附的乙烯與氯化銅反應生成二氯乙烷並使氯化銅還原為氯化亞銅。該步是反應的控制步驟;第2步是氯化亞銅被氧化為氯化銅和氧化銅的絡物;第3步是絡合物與氯化氫作用,分解為氯化銅和水。提出此機理的依據是a)乙烯單獨通過氯化銅催化劑時有二氯乙烷和氯化亞銅生成;(b)將空氣或氧氣通過被還原的氯化亞銅時可將其全部轉變為氯化銅;(c)乙烯濃度對反應速度影響最大。
因此,讓乙烯轉變為二氯乙烷的氯化劑不是氯,而是氯化銅,後者是通過氧化還原機理將氯不斷輸送給乙烯的。
②乙烯氧化機理根據氧氯化反應速度隨乙烯和氧的分壓增大而加快,而與氯化氫的分壓無關的事實,美國學者R.V.Carrubba提出如下機理：
式中a表示催化劑表面的吸附中心;HCl(a),O(a),C2H4(a)表示HCl,O和C2H4的吸附態物種;反應的控制步驟是吸附態乙烯和吸附態氧的反應。
氧氯化早期研究中還有人提出,氯化氫在氯化銅催化下氧化生成氯氣,再由氯氣與乙烯反應生成二氯乙烷的反應機理。
(3)反應動力學 根據上述反應機理,在氯化銅為催化劑時由實驗測得的動力學方法為:
式中:pc,ph,po分別表示乙烯、氯化氫和氧的分壓。
由上列2個動力學方法可以看出,乙烯的分壓對反應速度的影響最大,通過提高乙烯的分壓可有效地提高1,2-二氯乙烷的生成速度。相比之下,氯化氫分壓的變化對反應速度的影響則小得多。氧的分壓超過一定值後,對反應速度沒有影響,在較低值時,氧分壓的變化對反應速度的影響也是比較明顯的。這2個動力學方程式與前述的2種反應機理基本上是吻合的。
(4)催化劑 早期的研究表明,金屬氯化物可用作氧氯化催化劑,其中以氯化銅的活性為最高,工業上普遍採用的是負載在γAl2O3、硅酸鋁上的氯化銅催化劑。催化劑上銅的含量對反應轉化率和選擇性都有影響,銅含量增加,轉化率提高,但深度氧化生成CO2的量增加,經實驗確定,銅含量5%～6%即可。此時,氯化氫轉化率可接近100%,生成的CO2量不多。這種單組分催化劑雖有良好的選擇性,但氯化銅易揮發,反應溫度愈高,氯化銅的揮發流失量愈大,催化劑活性下降愈快,壽命愈短。為了阻止或減少氯化銅催化劑活性組分的流失,在催化劑中添加了第2組分氯化鉀,變成雙組分催化劑。雖然反應活性有所降低,但催化劑的熱穩定性卻有明顯提高。這很可能是氯化鉀與氯化銅形成了不易揮發的復鹽或低熔混合物,因而防止了氯化銅的流失。為了提高雙組分催化劑的活性,在催化劑中加入稀土金屬氯化物,如氯化鈰、氯化鑭等,既提高了催化活性,又提高了催化劑的壽命,催化劑也就由雙組分變為多組分。
圖5-2-01 溫度對反應速度影響
圖5-2-02
溫度對選擇性的影響(以氯計)
圖5-2-03
溫度對乙烯燃燒反應影響
氧氯化反應器有固定床和流化床2種,採用固定床時,將已成型的γAl2O3載體用浸漬法將活性組分浸漬上去,經乾燥和通空氣活化,即可投入使用。對流化床催化劑,用γAl2O3微球浸漬活性組分。亦可將硅鋁酸溶膠與活性組分混合後加入膠凝劑,用噴霧乾燥法成型制備流化床微球催化劑。
(5)工藝條件的選擇
①反應溫度在銅含量為12%(w)的CuCl2/γAl2O3催化劑上研究了反應溫度與反應速度、選擇性和乙烯燃燒反應的影響,結果如圖5-2-01、圖5-2-02和圖5-2-03所示。由圖5-2-01可見,開始階段反應速度隨溫度的升高而迅速上升,到250攝氏度後逐漸減慢,到300攝氏度後開始下降。因此,反應溫度不是愈高愈好,而是有一個適宜范圍。由圖5-2-02可見,反應選擇性在溫度上升的開始階段,也隨溫度的升高而上升,在250攝氏度左右達到最大值後逐漸下降,這說明,就選擇性而言,也有一個適宜范圍。圖5-2-03示出的是乙烯深度氧化副反應與反應溫度的關系。圖上曲線表明,270攝氏度前,隨反應溫度的升高,乙烯深度氧化副反應的速度增長還比較緩慢,270攝氏度後,乙烯深度氧化速度則快速增長。從催化劑的使用角度來看,隨著反應溫度的升高,催化劑活性組分CuCl2因揮發流失的量增加,催化劑失活的速度加快,使用壽命縮短。從操作安全形度來看,由於乙烯氧氯化是強放熱反應,反應熱可達251 kJ/mol,反應溫度過高,主、副反應,特別是乙烯深度氧化副反應釋放出的熱量增加,若不能及時從反應系統中移走,由於系統熱量的積累,會促使反應溫度進一步升高。如此惡性循環,導致發生爆炸或燃燒事故。因此,在滿足反應活性和選擇性的前提下,反應溫度應當愈低愈好。具體的反應溫度由選用的催化劑決定,對CuCl2KCl/γAl2O3催化劑而言,流化床使用的溫度為205～235攝氏度,固定床為230～290攝氏度。
②反應壓力高壓對氧氯化法的反應速度和選擇性有不利影響,但在實際的操作溫度下,在1.0MPa以下,壓力對反應速度和選擇性幾乎沒有什麼影響。因此,選用常壓或低壓操作均可。考慮到加壓可提高設備利用率及對後續的吸收和分離操作有利,工業上一般都採用在低壓下操作。
③配料比乙烯、氯化氫和空氣之比必須保證使乙烯過量3%～5%。氧也應稍微過量以保證催化劑氧化還原過程的正常進行,但氯化氫不能過量,因為過量的氯化氫會吸附在催化劑表面使催化劑顆粒脹大,視密度減小。如果採用流化床反應器,由於催化劑顆粒脹大會使床層急劇升高,甚至還會發生節涌現象。乙烯不能過量太多,否則會使乙烯深度氧化反應加劇,尾氣中CO和CO2增多,反應選擇性下降,氧過量太多,也會促使乙烯深度氧化反應的加劇。在原料配比中還要求原料氣的組成在爆炸極限范圍外,以保證安全生產。工業上採用的配比為:乙烯：氯化氫：氧=1：2：0.5(mol比)。
④原料氣純度採用的空氣只需經過濾、洗滌和乾燥,除去少量固體雜質和SO2、H2S及水分後即能應用;氯化氫氣體由二氯乙烷裂解工序來,常含有乙炔.為此,氯化氫氣體與氫氣混合後先在一個加氫反應器中脫炔,然後才能進入氧氯化反應器;原料乙烯中的乙炔、丙烯和C4烯烴的含量必須嚴格控制,因它們比乙烯活潑,也會發生氧氯化反應,生成四氯乙烯、三氯乙烯、1,2-二氯丙烷等多氯化物,給產品的提純增加難度。同時它們也更容易發生深度氧化反應,釋放出的熱量會促使反應溫度的上升,給反應帶來不利影響。一般要求原料乙烯中乙烯含量在99.95%(m)以上。表5-2-02示出的是中國氯乙烯用原料乙烯的規格。
表5-2-02
中國氯乙烯用原料乙烯的規格
組
分
指
標
組
分
指
標
C2H4
CH4＋C2H6
C2H2
99.95%
500 ppm
10 ppm
C2S
S(按H2S計)
H2O
100 ppm
5 ppm
15 ppm
⑤停留時間停留時間對HCl轉化率有影響。實驗表明,停留時間達10 s時,氯化氫的轉化率才能接近100%,但停留時間過長,轉化率會稍微下降,這是因為1,2-二氯乙烷裂解產生氯化氫和氯乙烯之故。停留時間過長不僅使設備生產能力下降,而且副反應也會加劇,導致副產物增多,反應選擇性下降。
圖5-2-04 PPG化學工業公司氧氯化法生產氯乙烯的工藝流程
1.直接氯化反應器;2.氣液分離器;3.氧氯化反應器;4.分離器;5.脫輕餾分塔;6.脫重餾分塔;7.裂解爐;8.急冷塔;9.氯化氫回收塔;10.氯乙烯精餾塔
3. 平衡型氯乙烯生產工藝流程
圖5-2-04所示為PPG化學工業公司氧氯化法生產氯乙烯的工藝流程,由於二氯乙烷熱裂解產生的氯化氫全部在氧氯化反應中消耗掉,故又稱為平衡型氯乙烯生產工藝流程。流程由三大工藝組成:乙烯液相加成氯化生成1,2-二氯乙烷;乙烯氣相氧氯化生成1,2-二氯乙烷;1,2-二氯乙烷熱裂解生成氯乙烯。
乙烯液相加成氯化的反應條件為:反應溫度50攝氏度左右,催化劑為FeCl3,它在氯化液中的濃度維持在250～300 ppm(0.025%～0.03%),乙烯與氯氣的摩爾比為1.1：1,即乙烯是過量的。
乙烯氣相氧氯化的反應條件為:反應溫度225～290攝氏度,壓力為1.0MPa,採用CuCl2/γAl2CO3或改良的CuCl2-KCl/γAl2O3為催化劑,催化劑中銅含量在5%～6%(折算成CuCl2為11%～13%),乙烯：氯化氫：氧=1：2：0.5(mol比)。
由加成氯化和氧氯化生成的粗二氯乙烷進入脫輕組分塔和脫重組分塔。輕組分中含有微量氯化氫氣體,需經洗滌後方可利用。重組分中含有較多的二氯乙烷,需經減壓蒸餾回收二氯乙烷後作進一步處理。所得二氯乙烷純度很高,可達99%左右。進入熱裂解爐,操作條件為:溫度430～530攝氏度,壓力2.7MPa,催化劑為浮石或活性炭。反應轉化率可達50%～60%,氯乙烯選擇性為95%,熱裂解產物在氯化氫分餾塔蒸出純度達99.8%的氯化氫,內含炔烴,若有必要,還須經加氫脫炔後才能用作氧氯化原料;在氯乙烯分餾塔中,塔頂餾出純度為99.9%的成品氯乙烯、塔釜二氯乙烷內含有熱裂解生成的重組分,送二氯乙烷精製工序處理。
本流程中採用氧氣而不是空氣作氧化劑,優點是:反應後多餘的乙烯經冷卻、冷凝和分離後仍可回氧氯化反應器循環使用,乙烯利用率比空氣作氧化劑時高;空氣作氧化劑時尾氣中乙烯濃度低,僅為1%左右。用焚燒法處理時需消耗燃料,用氧氣作氧化劑時,排出的尾氣數量很小,但其中乙烯濃度高,用焚燒法處理不需外加燃料;由於配置的原料氣中不含氮氣,乙烯在原料氣中的濃度提高,有利於提高反應速度和提高催化劑的生產能力,反應器也可做得小一些,從而節省設備製造費用;氧氣作氧化劑時由於尾氣數量少,不需用溶劑吸收、深冷的辦法來回收尾氣中少量二氯乙烷,簡化了流程,減少了設備投資費用;對固定床反應器而言,氧氣作氧化劑時,熱點不明顯,因而1,2-二氯乙烷的選擇性高,氯化氫的轉化率亦高,而空氣作氧化劑時則相反。表5-2-03列出了兩者的比較結果。
表5-2-03
固定床乙烯氧氯化結果比較
乙烯轉化為各物料的選擇性,%
空氣氧氯化法
氧氣氧氯化法
1,2-二氯乙烷
氯乙烷
CO+CO2
1,1,2-三氯乙烷
其他氯衍生物
95.11
1.73
1.78
0.88
0.50
97.28
1.50
0.68
0.08
0.46
HCl的轉化率,%
99.13
99.83
現在,有不少大型化工企業都建有空氣分離裝置,氧氣的供應已不存在問題,這為氧氣作氧化劑的乙烯氧氯法提供了發展良機。氧氣氧氯化法的消耗定額(以生產1 t二氯乙烷為基準)為:乙烯(100%)287 kg,氯化氫(100%)742 kg,氧氣(100%)177 kg。
圖5-2-05所示為氧氯化法生產氯乙烯的物料平衡圖。
圖5-2-05 平衡型的氯乙烯生產組織形式*
圖中的數字是各種物料的實際重量比例數
4. 氧氯化反應器
不論是空氣氧氯化還是氧氣氧氯化,都可採用固定床或流化床反應器。
(1)固定床氧氯化反應器
圖5-2-06
流化床乙烯氧氯化反應器構造示意圖
1.乙烯和HCl入口;2.空氣入口;3.板式分布器;4.管式反應器;5.催氣劑入口;6.反應器外殼; 7.冷卻管組;8.加壓熱水入口;9、11、12.旋風分離器;10.反應氣出口;13.人孔;14.高壓水蒸氣出口
這種反應器結構與普通的固定床反應器基本相同,內置多根列管,管內填充顆粒狀催化劑,原料氣自上而下流經催化劑層進行催化反應。管間用加壓熱水作載體,副產一定數量的中壓水蒸氣。
固定床反應管存在熱點,局部溫度過高使反應選擇性下降,活性組分流失加快,催化劑使用壽命縮短,為使床層溫度分布比較均勻,熱點溫度降低,工業上常採用三台固定床反應器串聯:氧化劑空氣或氧氣按一定比例分別通入三台反應器。這樣每台反應器的物料中氧的濃度較低,使反應不致太劇烈,也可減少因深度氧化生成的CO和CO2的量,而且也保證了混合氣中氧的濃度在可燃范圍以外,有利安全操作。
(2)流化床氧氯化反應器 流化床反應器反應溫度均勻,不存在熱點,且可通過自控裝置控制進料速度,使反應器溫度控制在適宜范圍內。因此對提高反應選擇性有較大好處。反應產生的熱量可用內設的熱交換器及時移走。流化床氧氯化反應器的構造示意於圖5-2-06。
空氣(或氧氣)從底部進入,經多噴嘴板式分布器均勻地將空氣(或氧氣)分布在整個截面上。在板式分布器的上方設有C2H4和HCl混合氣體的進口管,此管連接有與空氣分布器具有相同數量噴嘴的分布器,而且其噴嘴恰好插入空氣分布器的噴嘴內。這樣就能使兩股進料氣體在進入催化床層之前在噴嘴內混合均勻。
在反應段內設置了一定數量的直立冷卻管組、管內通入加壓熱水,籍水的汽化以移出反應熱,並副產中壓蒸氣。在反應器上部設置三組三級旋風分離器,用以回收反應氣夾帶的催化劑。催化劑的磨損量每天約為0.1%,需補充的催化劑自氣體分布器上部用壓縮空氣送入反應段。
由於氧氯化有水產生(乙烯深度氧化也有水產生),如反應器的一些部位保溫不好,溫度過低,當達到露點溫度時,水就會凝結出來,溶入氯化氫氣體生成鹽酸,將使設備遭受嚴重腐蝕。因此反應器的保溫相當重要。另外,若催化劑表面粘附氧化鐵時,氧化鐵會轉化為氯化鐵,它能催化乙烯的加成氯化反應,生成副產物氯乙烷(CH3CH2Cl)。因此,催化劑的貯存和輸送設備及管路不能用鐵質材料。
『玖』 四氯乙烯可以用不銹鋼設備儲存嗎
四氯乙烯可以用不銹鋼設備儲存
1、存放在陰涼、通風處。
2、工業用四氯乙烯加有穩定劑，長期貯存對金屬也無腐蝕作用。不含穩定劑的四氯乙烷可用棕色玻璃瓶、搪瓷容器及不銹鋼容器貯存。
3、不銹鋼容器與四氯乙烯不會發生化學反應，所以可以存儲。