1、 第第5章章 碳二及其碳二及其 化工产品生产化工产品生产目录n聚乙烯的生产n环氧乙烷与乙二醇的生产及化工利用环氧乙烷与乙二醇的生产及化工利用n乙醇的生产及化工利用n乙醛的生产及化工利用n乙醛氧化生产乙酸及化工利用n乙烯氧化生产醋酸乙烯及化工利用n氯乙烯的生产及化工利用n烃类氧化反应注意事项聚合物命名聚合物命名n橡胶：许多橡胶是共聚物，常从单体中各橡胶：许多橡胶是共聚物，常从单体中各取一字，后附取一字，后附“橡胶橡胶”。n树脂：习惯上泛指化工厂合成出来的未经树脂：习惯上泛指化工厂合成出来的未经加工成型的任何高分子化合物。加工成型的任何高分子化合物。n尼龙：代表聚酰胺一大类。尼龙：代表聚酰胺一大类
2、。n涤纶：聚酯类一种涤纶：聚酯类一种n纶：合成纤维商品的后缀。纶：合成纤维商品的后缀。塑料、橡胶、纤维塑料、橡胶、纤维n塑料：以合成树脂为主要原料，加助剂成型。塑料：以合成树脂为主要原料，加助剂成型。n橡胶：有机高分子弹性化合物。原材料有生胶，橡胶：有机高分子弹性化合物。原材料有生胶，再生胶和各种配合剂再生胶和各种配合剂n生胶：包括天然橡胶和合成橡胶生胶：包括天然橡胶和合成橡胶n再生胶：废硫化橡胶，通过脱硫，可恢复一定的再生胶：废硫化橡胶，通过脱硫，可恢复一定的可塑性，可部分代替生胶。可塑性，可部分代替生胶。n合成纤维：线性高分子聚合物，有一定柔韧性的合成纤维：线性高分子聚合物，有一定柔韧性的
3、纤细物质。纤细物质。5.15.1聚乙烯的生产聚乙烯的生产n聚乙烯是产量最大的聚合物品种。聚乙烯是产量最大的聚合物品种。用途用途制品制品薄膜类制品薄膜类制品用于食品、日用品、蔬菜、垃圾用于食品、日用品、蔬菜、垃圾等轻质包装膜，重包装膜、撕裂等轻质包装膜，重包装膜、撕裂膜、背心袋，地棚膜、保鲜膜等膜、背心袋，地棚膜、保鲜膜等注塑制品注塑制品盆、筒、篓、周转箱、暖壶壳、盆、筒、篓、周转箱、暖壶壳、玩具等玩具等管材类制品管材类制品输水、输气、灌溉、吸管、笔芯输水、输气、灌溉、吸管、笔芯用的管材，化妆品、药品等用的用的管材，化妆品、药品等用的管材管材中空制品中空制品装食品油、酒类、汽油及化学试装食品油、
4、酒类、汽油及化学试剂等液体的包装筒，中空玩具等剂等液体的包装筒，中空玩具等其他制品其他制品渔网、工业滤网、民用纱窗，电渔网、工业滤网、民用纱窗，电缆绝缘和保护材料，打包带等缆绝缘和保护材料，打包带等n聚合原理聚合原理:在高温高压下，以氧或过氧化物作引发剂，按自由基机在高温高压下，以氧或过氧化物作引发剂，按自由基机理进行聚合。产物为低密度聚乙烯。理进行聚合。产物为低密度聚乙烯。n工艺条件工艺条件 乙烯纯度乙烯纯度 聚合级乙烯气体的纯度不低于聚合级乙烯气体的纯度不低于99.9%。聚合温度聚合温度 聚合温度一般控制在聚合温度一般控制在180200。聚合压力聚合压力 聚合压力一般控制在聚合压力一般控制
5、在150300MPa，高压聚合生产聚乙烯高压聚合生产聚乙烯高压法高压法生产工艺流程生产工艺流程121345678910111214151617 18192021222324253113196.2MPa290.43MPa引发剂调节剂 乙烯1.18MPa冷却水掺和侧装袋送入成品仓库溢流侧抗氧剂等 图图1 高压法高压法生产工艺流程生产工艺流程低压聚合生产聚乙烯低压聚合生产聚乙烯n聚合原理聚合原理:用用Ziegler-Natta引发剂（引发剂（TiCl4-AlCl3），在温和温度和压），在温和温度和压力下按配位机理进行聚合，所得产物为高密度聚乙烯。力下按配位机理进行聚合，所得产物为高密度聚乙烯。n 工
6、艺条件工艺条件:聚合温度聚合温度 一般在一般在6090。聚合压力聚合压力 生产中压力一般控制在生产中压力一般控制在0.21.5MPa。低压法低压法生产工艺流程生产工艺流程n工艺流程主要包括：聚合、高聚物的分离、净化与干燥、工艺流程主要包括：聚合、高聚物的分离、净化与干燥、溶剂回收等。溶剂回收等。123456789101112催化剂乙烯稀释剂精制循环重组分湿聚合物聚乙烯成品水图图2 低压法低压法生产工艺流程生产工艺流程5.25.2环氧乙烷与乙二醇的生产及化工利用环氧乙烷与乙二醇的生产及化工利用n 环氧乙烷的性质环氧乙烷的性质：又称氧化乙烯，常温下为无色有醚味气体，低温时为无色易流动的液体，能与水
7、以及许多有机溶剂以任意比互溶，沸点10.5，熔点为111.3，燃点429。环氧乙烷易燃，易爆，有毒，与空气能形成爆炸性混合物。环氧乙烷是乙烯工环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯的第二位重要化工产品业衍生物中仅次于聚乙烯的第二位重要化工产品。n乙二醇的性质乙二醇的性质：常温下，为无色略具甜味的黏稠液体，有吸湿性，能与水、多种有机溶剂以任意比例混合，沸点为197.6，凝固点为-13。乙二醇能与酸作用生成酯，醇羟基可被卤素取代等。n反应原理反应原理：n催化剂催化剂：主催化剂主催化剂 金属银，其含量一般在金属银，其含量一般在1020（质）。（质）。载体载体 一般多采用一般多采用-氧化铝或含少量氧化
8、铝或含少量SiO2和和-氧化铝的惰性物质。氧化铝的惰性物质。通常采用钡、钙等金属或其氧化物、氢氧化物为助催化剂。通常采用钡、钙等金属或其氧化物、氢氧化物为助催化剂。抑制剂抑制剂 非金属非金属Cl、Br、S、Se和和Fe等化合物避免深度氧化等化合物避免深度氧化。乙烯直接氧化法生产环氧乙烷乙烯直接氧化法生产环氧乙烷O2CO2CH2=CH2+H2OAgOO2HCHOO2 反应温度反应温度:一般反应温度控制在一般反应温度控制在220260，当用空气作氧化，当用空气作氧化剂时，反应为剂时，反应为240290；若用氧气为氧化剂时，为；若用氧气为氧化剂时，为230270。反应压力反应压力:一般为一般为2.0
9、2.3MPa。原料纯度及配比原料纯度及配比 原料气纯度原料气纯度 n乙烯纯度在乙烯纯度在98（体）以上（体）以上；n炔、硫化物会使催化剂永久性中毒；炔、硫化物会使催化剂永久性中毒；n含铁离子会引起选择性下降；含铁离子会引起选择性下降；nH2、C3以上烃类物质，使反应热效应增加；以上烃类物质，使反应热效应增加；n氩和氩和H2会引起氧的爆炸极限浓度降低。会引起氧的爆炸极限浓度降低。反应工艺条件反应工艺条件 原料气配比与致稳气的作用原料气配比与致稳气的作用 n一般乙烯浓度选为一般乙烯浓度选为1530。n一般二氧化碳的浓度控制在一般二氧化碳的浓度控制在7（体）左右（体）左右n惰性物质含量惰性物质含量适
10、当适当，过高将使乙烯放空损失增加，过高将使乙烯放空损失增加n加入约加入约13ppm的二氯乙烷抑制剂的二氯乙烷抑制剂增加选择性增加选择性n致稳气或稀释剂致稳气或稀释剂:惰性气体如二氧化碳、氮气、氩气或甲惰性气体如二氧化碳、氮气、氩气或甲烷或乙烷烷或乙烷，能显著提高乙烯和氧的爆炸浓度极限能显著提高乙烯和氧的爆炸浓度极限。乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷工艺流程乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷工艺流程12345678910K2CO3蒸汽蒸汽贫循环水水水高压蒸汽发生系统二氯乙烷氧气甲烷乙烯去3CO2放空放空纯水高纯环氧乙烷乙二醇车间蒸汽去3图图3 乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷工艺流程乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷工艺流
11、程1原料混合器；原料混合器；2反应器；反应器；3循环压缩机；循环压缩机；4环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；5二氧化碳吸收塔；二氧化碳吸收塔；6碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；7环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；8环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；9乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；10环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔 n反应原理反应原理:n主要副反应主要副反应：乙二醇与环氧乙烷反应生成一缩、二缩和多乙二醇与环氧乙烷反应生成一缩、二缩和多缩乙二醇。缩乙二醇。n反应条件反应条件:n水与环氧乙烷的摩尔比为水与环氧乙烷的摩尔比为1520：1。n酸催化剂在常压、酸催化剂在常压、5070液相中进行；也可不用催化
12、剂液相中进行；也可不用催化剂，在，在140230、23MPa条件下进行。条件下进行。n水合时间为水合时间为3540min。环氧乙烷水合法制乙二醇环氧乙烷水合法制乙二醇O+H2OHOOHH=+80.4kJ/mol环氧乙烷加压水合制乙二醇工艺流程环氧乙烷加压水合制乙二醇工艺流程1234567水环氧乙烷乙二醇一缩二乙二醇多缩乙二醇减压水水图图4 环氧乙烷加压水合制乙二醇工艺流程环氧乙烷加压水合制乙二醇工艺流程1混合器；混合器；2水合反应器；水合反应器；3一效蒸发器；一效蒸发器；4二效蒸发器；二效蒸发器；5脱水塔；脱水塔；6乙二醇精馏塔；乙二醇精馏塔；7一缩乙二醇精馏塔一缩乙二醇精馏塔 n新工艺制取乙
13、二醇简介新工艺制取乙二醇简介:环氧乙烷催化水合法环氧乙烷催化水合法 碳酸乙烯酯法碳酸乙烯酯法 乙二醇和碳酸二甲酯联产法乙二醇和碳酸二甲酯联产法 以合成气为原料的直接或间接合成乙二醇以合成气为原料的直接或间接合成乙二醇5.3乙醇的生产及化工利用乙醇的性质和用途乙醇的性质和用途：n乙醇俗称酒精，分子式为乙醇俗称酒精，分子式为C2H6O，相对分子质量，相对分子质量46.07，相对密度相对密度d4200.789，熔点，熔点-117.1，沸点，沸点78.5。乙醇。乙醇为无色透明易挥发易燃液体，其蒸气能与空气形成爆炸性为无色透明易挥发易燃液体，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限为混合物，爆炸极限为3
14、.319.0。n在低级醇中乙醇的产量次于甲醇和异丙醇，居第三位，是在低级醇中乙醇的产量次于甲醇和异丙醇，居第三位，是重要的基本化工原料重要的基本化工原料。n乙醇深加工系列产品图乙醇深加工系列产品图乙醇醚类氯乙烷乙基纤维素，冷冻剂，麻醉剂，溶剂，有机化工原料溴乙烷医药（如巴比妥类）原料，乙基化剂，冷冻剂，溶剂乙醇钠医药（如巴比妥类、保泰松）原料，农药有机化工原料，农药中间体，医药，三氯甲烷，二甲基甲酰胺丁二烯顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶ABS、MBS树脂，环丁砜，己二腈，尼龙66等胺类乙胺农药除草剂原料，离子交换树脂，表面活性剂，抗氧剂，织物整理剂，润滑剂，喷气燃料添加剂，溶剂二乙胺医
15、药中间体，农药中间体，染料原料，橡胶促进剂，织物整理剂，溶剂，缓蚀剂，喷气燃料添加剂三乙胺离子交换树脂，搪瓷工业中的固定剂，脱漆剂，溶剂，表面活性剂，高能燃料萃取剂，溶剂，医药中间体（如磺胺嘧啶），聚合物，齐聚物醛类有机合成中间体，高分子材料中间体，医药中间体，香料，日用化学品，燃料原料，有机溶剂等酯类乙醇的生产方法乙醇的生产方法：n乙烯直接水合法制取乙醇反应原理乙烯直接水合法制取乙醇反应原理:n主反应主反应:n副反应：副反应：n催化剂催化剂：H3PO4SiO2。+H2OC2H5OH(g)=-44.16kJ/molHCH2H2C2CH3CH2OH(CH3CH2)2OH2OC2H2CH3CHO+
16、H2O+n工艺条件工艺条件：（1）反应温度反应温度：对于对于H3PO4SiO2催化剂，温度在催化剂，温度在 295左右最适宜。左右最适宜。（2）反应压力反应压力：一般采用一般采用7.0MPa左右。左右。（3）原料配比原料配比：当总压为当总压为7.0MPa，温度为，温度为 280290时，水烯比控制在时，水烯比控制在0.60.7左右为宜。左右为宜。在反应后期，水烯比在反应后期，水烯比应高些应高些；在反应初期，水烯比应；在反应初期，水烯比应降至降至0.4左右。左右。123456789101112131415乙烯纯水磷酸水废气去回收装置废气H2醚废气合成乙醇95%（质量）乙烯水水不凝气体NaOH废气
17、废液送提馏塔回收乙醇图图5 乙烯气相水合制乙醇工艺流程图乙烯气相水合制乙醇工艺流程图1压缩机；压缩机；2加热炉；加热炉；3反应器；反应器；4高压分离器；高压分离器；5气体洗涤塔；气体洗涤塔；6低压分离器；低压分离器；7提馏塔；提馏塔；8加氢塔；加氢塔；9，14分离器；分离器；10中间贮槽；中间贮槽；11轻馏分分馏塔；轻馏分分馏塔；12脱醚塔；脱醚塔；13精馏塔；精馏塔；15贮槽贮槽5.45.4乙醛的生产及化工利用乙醛的生产及化工利用n乙醛的性质乙醛的性质：n乙醛分子式为乙醛分子式为C2H4O，相对分子质量，相对分子质量44.06，相对密度，相对密度d1840.783。乙醛是一种无色透明具有特殊
18、刺激性气味的液体，其。乙醛是一种无色透明具有特殊刺激性气味的液体，其溶点溶点123.5，沸点，沸点20.8，闪点，闪点2738，自燃点，自燃点140。溶于水，易燃与空气能形成爆炸混合物，爆炸极限溶于水，易燃与空气能形成爆炸混合物，爆炸极限为为457。n乙醛对眼、皮肤有刺激作用，在厂房中最大允许浓度为乙醛对眼、皮肤有刺激作用，在厂房中最大允许浓度为 0.1mg/l，浓度很大时会引起气喘、咳嗽、头痛。，浓度很大时会引起气喘、咳嗽、头痛。乙醛深加工系列产品图乙醛深加工系列产品图：乙醛乙酸乙酐三羟基丁醛巴豆醛巴豆酸山梨酸正丁醛正丁酸2乙基己醇2乙基己酸正丁醇三羟甲基丙烷丁酸酯乙二醛织物整理剂季戊四醇醇
19、酸树脂季戊四醇脂肪酸酯季戊四醇司硝酸酯航空润滑油PVC增塑剂炸药过氧乙酸氧化剂和环氧化剂、漂白剂、杀菌剂等丙氨酸饮料、食品添加剂三氯乙醛三氯乙醛脲水合三氯乙醛三氯乙酸钠用于生产农药、医药和用作有机合成原料除莠剂催眠剂n乙醛生产方法乙醛生产方法：乙炔水合法乙炔水合法 从乙醇制乙醛从乙醇制乙醛 C3/C4烷烃氧化制乙醛烷烃氧化制乙醛 乙烯直接氧化法乙烯直接氧化法 原料便宜，成本低，乙醛收率高，副反应少目前，原料便宜，成本低，乙醛收率高，副反应少目前，世界上有世界上有70的乙醛用此法生产。的乙醛用此法生产。n乙烯络合催化氧化生产乙醛反应原理乙烯络合催化氧化生产乙醛反应原理：n总化学反应式：总化学反应
20、式：+CH3CHOPdCl2H2OPd2HCl+CH2H2C+1/2O2PdCl2H2OPd+2CuCl22CuCl2HCl2CuCl2CuCl2+=1/2O2CH3CHOH-234kJ/molCH2H2Cn反应机理反应机理:通过乙烯与钯盐形成通过乙烯与钯盐形成络合物而络合物而进行。进行。一步法工艺一步法工艺的的影响因素影响因素 原料纯度原料纯度:乙烯纯度大于乙烯纯度大于99.5，乙炔小于，乙炔小于310-5，硫化，硫化物小于物小于310-6，氧的纯度在，氧的纯度在99.5以上。以上。原料配比原料配比：采用乙烯大大过量的方法，采用乙烯大大过量的方法，以保证安全，以保证安全，循循环乙烯中氧的含量
21、在环乙烯中氧的含量在8左右，乙烯的含量在左右，乙烯的含量在65左右。左右。反应压力及温度反应压力及温度：一般控制在一般控制在0.30.35MPa。空速空速：必须选择适当的空速。必须选择适当的空速。催化剂组成催化剂组成：催化剂液体，含有氯化钯、氯化铜、氯化催化剂液体，含有氯化钯、氯化铜、氯化亚铜、盐酸和水等，溶液呈较强的酸性。亚铜、盐酸和水等，溶液呈较强的酸性。123456789101112131415氧乙烯循环气至火炬至火炬产物乙醛水蒸气污水水至火炬水蒸气丁烯醛水蒸气氧气HCl水图图6 一步法工艺流程一步法工艺流程1水环泵；水环泵；2气气-液分离器；液分离器；3反应器；反应器；4除沫分离器；除
22、沫分离器；5，6，7第一，二，三冷凝器；第一，二，三冷凝器；8水吸收塔；水吸收塔；9脱氢组分塔；脱氢组分塔；10精馏塔；精馏塔；11丁醛提取塔；丁醛提取塔；12粗乙醛槽；粗乙醛槽；13水洗涤塔；水洗涤塔；14分离器；分离器；15分解器分解器一步法工艺流程一步法工艺流程二步法反应部分工艺流程二步法反应部分工艺流程13657789234催化剂反应气体放空羟基反应管乙烯空气氧化反应管图图7 二步法反应部分工艺流程二步法反应部分工艺流程1乙烯缓冲器；乙烯缓冲器；2闪蒸塔；闪蒸塔；3过滤器；过滤器；4钛泵；钛泵；5鼓风机；鼓风机；6空气缓冲器；空气缓冲器；7分离器；分离器；8贮贮槽；槽；9再生器再生器5
23、.55.5乙醛氧化生产乙酸及化工利用乙醛氧化生产乙酸及化工利用n乙酸的性质乙酸的性质：n乙酸俗称醋酸，分子式乙酸俗称醋酸，分子式C2H4O2，相对分子质量，相对分子质量60.05，相对，相对密度密度d204=1.092。沸点。沸点118，熔点，熔点16.6，闪点，闪点38，自，自燃点燃点426，是具有特殊刺激性气味的无色透明液体。，是具有特殊刺激性气味的无色透明液体。又叫又叫冰醋酸。冰醋酸。n能与水以任意比例互溶，也能与醇、苯能与水以任意比例互溶，也能与醇、苯等等有机液体相混合。有机液体相混合。n乙酸蒸气易燃，乙酸蒸气在空气中爆炸极限是乙酸蒸气易燃，乙酸蒸气在空气中爆炸极限是4。n乙酸蒸气刺激
24、呼吸道及黏膜，特别是对眼睛的黏膜有刺激作乙酸蒸气刺激呼吸道及黏膜，特别是对眼睛的黏膜有刺激作用，浓乙酸能灼伤皮肤。用，浓乙酸能灼伤皮肤。n乙酸用途：乙酸用途：乙酸乙 烯 酮乙 酸 酐乙 酰 水 杨 酸对 乙 酰 氨 基 苯 乙 醚香 豆 素乙 酰 丙 酮山 梨 酸双 乙 烯 酮乙 酰 乙 酸 乙 酯乙 酸 纤 维 素山 梨 酸 钾喹 吖 啶 酮脱 氢 乙 酸薄 膜、过 滤 嘴纺 织、片 基、涂 料医 药医 药香 料、定 香 剂催 化 剂、饲 料 添 加 剂、涂 料 助 剂 等食 品 添 加 剂有 机 合 成、医 药、催 化 剂 等涂 料、油 墨 等 用 的 染 料、医 药食 品 添 加 剂、医
25、 药乙 酸 酯，如 乙 酸 乙酯、乙 酸 丁 酯 等溶 剂、萃 取 剂、染 料、医 药、合 成 香 料、纺 织 助 剂氯 乙 酸羟 甲 基 纤 维 素洗 涤 促 进 剂、乳 化 稳 定 剂、纺 织 品 胶 料食 品 工 业氯 乙 酸 乙 酯有 机 合 成、溶 剂、染 料甘 氨 酸有 机 合 成、食 品 添 加 剂2,4 二 氯 苯 氧 基 乙 酸(2,4D 酸)除 草 剂巯 基 乙 酸(硫 代 乙 醇 酸)巯 基 乙 酸 辛 酯P V C 稳 定 剂乙 二 胺 四 乙酸(E D T A)水 处 理 剂、螯 合 剂漂 白 液 稳 定 剂食 用 乙 酸乙 酸 乙 烯乙 酰 替 苯 胺医 药（退 热
26、 水）过 氧 化 物 稳 定 剂、橡 胶 硫 化 促 进 剂染 料 中 间 体n乙酸生产概况乙酸生产概况：煤天然气石油烃转化水合羰化氧化瓦克法醋酸裂解氧化水合转化转化C O+H2C H3O HC2H4C2H5O HC H3C H On乙醛氧化制取乙酸乙醛氧化制取乙酸反应原理：反应原理：n重要的工艺参数重要的工艺参数：氧化剂氧化剂：采用氧气采用氧气。氧的扩散和吸收氧的扩散和吸收：多多段通入，并设置氧气分布器。段通入，并设置氧气分布器。反应温度反应温度：控制在控制在5585。反应压力反应压力：反应器顶部压力控制在反应器顶部压力控制在0.15MPa左右。左右。催化剂催化剂：乙酸锰。乙酸锰。原料纯度原
27、料纯度:严格控制严格控制水，三聚乙醛水，三聚乙醛、甲酸甲酸。CH3CHO1/2O2CH3COOH-346kJ/mol+=(CH3COO)2Mn加热、加压Hn外冷却型氧化塔乙醛氧化制乙酸工艺流程外冷却型氧化塔乙醛氧化制乙酸工艺流程乙酸锰乙醛1234567891011尾气氮气氧气回收乙醛乙酸甲酯甲酸回收乙酸副产乙酸成品乙酸图图8 外冷却型氧化塔乙醛氧化制乙酸工艺流程外冷却型氧化塔乙醛氧化制乙酸工艺流程1氧化塔；氧化塔；2氧化液循环泵；氧化液循环泵；3氧化液冷却器；氧化液冷却器；4氧化液中间贮槽；氧化液中间贮槽；5蒸发器；蒸发器；6低沸塔；低沸塔；7高沸塔高沸塔8乙醛塔；乙醛塔；9乙酸甲酯塔；乙酸甲
28、酯塔；10甲酸塔；甲酸塔；11回收乙酸蒸发器回收乙酸蒸发器5.6乙烯氧化生产醋酸乙烯及化工利用n醋酸乙烯的性质醋酸乙烯的性质:醋酸乙烯又称醋酸乙烯酯或乙酸乙烯酯。分子式醋酸乙烯又称醋酸乙烯酯或乙酸乙烯酯。分子式C4H6O2，相对分子质量，相对分子质量86.05，相对密度，相对密度d=0.9312。熔点。熔点100.2，沸点，沸点72.5，闪点，闪点5，自燃，自燃点点427。它是一种无色透明的可燃性液体，在空。它是一种无色透明的可燃性液体，在空气中的爆炸极限气中的爆炸极限2.613.4（体积）。（体积）。n工艺条件工艺条件:催化剂催化剂：组成为钯组成为钯0.12.0，金，金0.031.0%，乙酸
29、钾，乙酸钾120%，加入适量水。，加入适量水。含水量约为含水量约为6%（摩尔）。（摩尔）。反应温度反应温度：160180，根据催化剂选择。，根据催化剂选择。反应压力反应压力：0.60.8MPa。原料气配比原料气配比：乙烯：氧：乙酸乙烯：氧：乙酸915：1：34（摩尔）。（摩尔）。空速空速 采用钯采用钯-金金-醋酸钾醋酸钾-硅胶催化剂，当反应温度为硅胶催化剂，当反应温度为160180、压力为、压力为0.8MPa时，最佳的空速经综合考虑选为时，最佳的空速经综合考虑选为2100h-1。乙烯气相法制取醋酸乙烯反应原乙烯气相法制取醋酸乙烯反应原理理CH3COOH1/2O2H2O+H=-146.4kJ/m
30、olCH2H2CCH3COOCH=CH2乙烯气相合成醋酸乙烯的工艺流程乙烯气相合成醋酸乙烯的工艺流程1234567891011131412氧气乙烯K2CO3溶液乙酸放气合成段循环乙酸水放空CO2粗制品乙酸乙烯酯轻馏分重馏分废水K2CO3溶液图图9 乙烯气相合成醋酸乙烯的工艺流程乙烯气相合成醋酸乙烯的工艺流程1醋酸蒸发器；醋酸蒸发器；2氧气混合器；氧气混合器；3反应器；反应器；4冷冷却系统；却系统；5吸收塔；吸收塔；6初馏塔；初馏塔；7脱脱气槽；气槽；8汽提塔；汽提塔；9脱水塔；脱水塔；10水水洗塔；洗塔；11二氧化二氧化碳吸收塔；碳吸收塔；12解解吸塔；吸塔；13脱轻馏脱轻馏分塔；分塔；14脱
31、重馏脱重馏分塔分塔n氯乙烯的性质氯乙烯的性质：C2H3Cl，相对分子质量力，相对分子质量力62.5，相对密度，相对密度0.974。在常温常。在常温常压下是一种无色的具有乙醚香味的气体。熔点压下是一种无色的具有乙醚香味的气体。熔点159.7，沸点沸点13.9。稍加压力可得到液体氯乙烯。稍加压力可得到液体氯乙烯。n氯乙烯易燃，在空气中爆炸极限为氯乙烯易燃，在空气中爆炸极限为421.7。对人体有毒。对人体有毒，在空气中允许的最高浓度为，在空气中允许的最高浓度为500g/g。微溶于水，在水中。微溶于水，在水中的溶解度是的溶解度是0.0001g/L。n氯乙烯在储存或运输时，应当加阻聚剂。氯乙烯在储存或运
32、输时，应当加阻聚剂。n氯乙烯是目前塑料产量最大的品种之一氯乙烯是目前塑料产量最大的品种之一。5.7氯乙烯的生产及化工利用n氯乙烯深加工产品的用途氯乙烯深加工产品的用途：乙烯卤化二氯乙烷氯乙烯偏氯乙烯聚氯乙烯管材、人造革、塑料建材聚偏氯乙烯薄膜氯乙烷全氯乙烯三氯乙烯二溴乙烷溴乙烷四乙基铅汽油抗震剂溶剂溶剂溴乙烯阻燃剂溶剂、冷冻剂n平衡氧氯化法生产氯乙烯平衡氧氯化法生产氯乙烯：n总反应式为：总反应式为：n 乙烯直接氯化乙烯直接氯化：n 二氯乙烷裂解二氯乙烷裂解：n 乙烯氧氯化乙烯氧氯化Cl21/2O2H2O+CH2H2C2CHH2CCl2=-171.5kJ/mol+HCl2ClCH2CH2ClH2
33、C=CH22CH2ClCH2Cl2CH2=CHCl2HCl+CH2ClCH2Cl2HCl+CH2=CH21/2O2H2O+n氯乙烯的生产氯乙烯的生产工艺示意流程图工艺示意流程图：Cl2C2H4空气或O2直接氯化氧氯化粗二氯乙烷裂解HCl氯化氢塔精制氯乙烯塔加氢精制产品氯乙烯回收二氯乙烷n第一步：第一步：乙烯直接氯化乙烯直接氯化n工艺条件：工艺条件：乙烯与氯的配比乙烯与氯的配比：乙烯与氯气的摩尔比通常为乙烯与氯气的摩尔比通常为1.1：1。尾气中氯含量为尾气中氯含量为00.5%，乙烯含量不超过，乙烯含量不超过1.5%。反应温度反应温度：一般温度控制在一般温度控制在50左右。左右。反应压力反应压力：
34、反应一般在常压下进行。反应一般在常压下进行。空速空速：若采用塔径为若采用塔径为450mm的塔进行反应，混合气空速的塔进行反应，混合气空速设为设为98.1h-1比较合适。比较合适。=-171.5kJ/mol+HCl2ClCH2CH2ClH2C=CH2122345678910氮气乙烯氯气冷冻水洗涤水洗涤水去气提水放空精二氯乙烷去裂解回收水副产物图图10 乙烯液相氯化生产二氯乙烷的工艺流程乙烯液相氯化生产二氯乙烷的工艺流程 1氯化塔；氯化塔；2循环冷却器；循环冷却器；3催化剂溶解槽；催化剂溶解槽；4过滤器；过滤器；5，6洗涤分层器；洗涤分层器；7低沸塔进料槽；低沸塔进料槽；8低沸塔；低沸塔；9高沸塔
35、；高沸塔；10脱水塔脱水塔乙烯液相氯化生产二氯乙烷的工艺流程乙烯液相氯化生产二氯乙烷的工艺流程 n第二步：第二步：二氯乙烷裂解二氯乙烷裂解主反应：主反应：副反应：副反应：n影响因素影响因素:反应温度反应温度:500550。反应压力反应压力:0.61.5MPa。原料纯度原料纯度:1，2二氯丙烷二氯丙烷小于小于0.3。铁离子。铁离子小于小于110-4，水分，水分小于小于510-6以下。以下。短停留时间短停留时间:10s左右。左右。ClCH2CHClH2C=CHClHClH=-79.5kJ/mol+ClCH2CH2ClHCl+H22HCl2CHClCH3CHCl2+CH2=CHClH2C=CHClH
36、CCH123456788二氯乙烷燃料气氯化氢气体去 氧氯化工段氯化氢氯乙烯去碱洗塔处理以获成品二氯乙烷去氧氯化工段燃料气88图图11 二氯乙烷裂解生产工艺流程二氯乙烷裂解生产工艺流程1二氯乙烷贮槽；二氯乙烷贮槽；2裂解反应炉；裂解反应炉；3气气-液分离器；液分离器；4二氯乙烷蒸发器；二氯乙烷蒸发器；5骤冷塔；骤冷塔；6氯化氢塔；氯化氢塔；7氯乙烯塔；氯乙烯塔；8过滤器过滤器 二氯乙烷裂解生产工艺流程二氯乙烷裂解生产工艺流程n乙烯氧氯化反应的影响因素乙烯氧氯化反应的影响因素:原料配比原料配比:C2H4：HCl：O2=1.01：2：0.85（摩尔比）（摩尔比）反应温度反应温度:在在300左右。左右
37、。反应压力反应压力:1MPa以下。以下。原料纯度原料纯度:乙炔、丙烯以及乙炔、丙烯以及C4烯烃都能发生氧氯化反应烯烃都能发生氧氯化反应，原原料气使用前一般要进行除炔处理。料气使用前一般要进行除炔处理。停留时间停留时间:一般在一般在510s。空气空气4反应气汽H2HClC2H4汽水1235热水催化剂图图12 氧氯化反应工艺流程氧氯化反应工艺流程1氢化器；氢化器；2汽水分离器；汽水分离器；3流化床反应器；流化床反应器；4催化剂贮槽；催化剂贮槽；5空气压缩机空气压缩机氧氯化反应工艺流程氧氯化反应工艺流程12345678910111213 14重组分产物1，2-二氯乙烷轻组分水NaOH废水NaOH反应
38、气尾气图图13 二氯乙烷分离和精制部分工艺流程图二氯乙烷分离和精制部分工艺流程图1骤冷塔；骤冷塔；2废水汽提塔；废水汽提塔；3受槽；受槽；4分层器；分层器；5低温冷凝器；低温冷凝器；6气液分离器；气液分离器；7吸收塔；吸收塔；8解吸塔；解吸塔；9碱洗罐；碱洗罐；10水洗罐；水洗罐；11粗二氯乙烷贮槽；粗二氯乙烷贮槽；12轻组分塔；轻组分塔；13二氯乙烷塔；二氯乙烷塔；14重组分塔重组分塔5.8 烃类氧化反应注意事项烃类氧化反应注意事项反应热不能及时移除反应温度升高深度氧化副反应速度加快反应放热量增加温度失控爆炸催化剂永久性失活思考题与练习题n1.为什么说碳二系产品的生产构成了石油化工的基础？简要叙述生产乙烯的原料有哪些？n9.结合教材习题部分的流程简图，概括叙述一步法和二步法合成乙醛的不同点。n10.叙述乙醛氧化生产醋酸的反应原理及其该生产工艺的主要特点，试画出内冷却型和外冷却型氧化塔的结构示意图，并结合图分析两种氧化反应器的各自的特点。
