氯乙烯单体制备工艺过程设计+文献综述(3)
目前，世界上氯乙烯的生产技术主要有电石乙炔法、乙烯法、乙炔-乙烯法和乙烷法等。[1]
（1） 乙烯氧化法生产氯乙烯
吹冰十年代以来，随着石油化工的发展，乙烯产量大幅度增长，氯乙烯的工业生产已发展到乙烯氧氯化法。由于该工艺路线具有原料价格低廉、丰富，氯化氢得到合理利用，产率高，质量好的特点，迅速取代了各种落后的生产方法，成为当今世界氯乙烯生产的主流。
目前世界各国多采用三步法，包括乙烯直接按氯化生成二氯乙烷；二氯乙烷裂解生成氯乙烯和氯化氢；裂解产生的氯化氢与乙烯、氧进行氧氯化反应生成二氯乙烷这三步反应。该工艺特点就是利用氧氯化反应来平衡裂解产生的氯化氢，使之生成可继续裂解的二氯乙烷。反正式如下：
①直接氯化反应： C2H4＋Cl2 C2H4Cl2
②裂解反应：C2H4Cl2→C2H3Cl+HCl
③氧氯化反应：C2H4＋2HCl＋1/2O2 C2H4Cl2+H2O
从以上化学反应式可以看出，氧氯化生产氯乙烯工艺的主要原料为乙烯、氯气、氧气，直接氯化和氧氯化反应的催化剂以及其他辅助原材料。为了实现整个工艺流程，一般生产装置设置直接氯化、氧氯化、二氯乙烷精制、二氯乙烷裂解、氯乙烯精制、废物处理、罐区、公用工程及氯化氢回收等九个生产单元。
在整个生产过程中采用连续化生产，所以氧氯化工艺中设计到化工过程和基本有机化工过程中的许多重要单元和设备。有气液相反应和气液相反应器；气固相反应和流化床反应器；裂解反应和管式裂解炉；精馏和吸收过程及塔设备；传热和换热器；流体输送泵、压缩机等。
国外各主要公司在氧氯化法上又有其各自的特点，其主要区别在于工艺控制条件，催化剂的选择、反应设备的设计、热能的利用等方面，形成各自的专利技术。[2]
（2） 电石乙炔法生产氯乙烯
目前国内大部分氯乙烯的生产路线均是电石乙炔与氯化氢合成的方法。而国外采用电石法制备氯乙烯装置已不多见，先进国家已于60年代末完成了从电石乙炔法向石油乙烯法的工艺转换，特别是石油乙烯的氧氯化法的出现，发展非常迅速。
混合脱水和合成系统
图1.1所示混合脱水和合成系统的工艺流程
由乙炔装置送来的精制乙炔气，经砂封和乙炔预冷却器预冷后，与氯化氢装置送来的干燥氯化氢，经缓冲器通过流量计调节分子配比（乙炔/氯化氢＝1/1.05~1.1）,在混合气中充分混合后，进入串联的石墨冷却器，用－35℃盐水（尾气冷凝器下水）间接冷却，混合气中水分一部分则以40％盐酸排除，部分则夹带与气流中，进入串联的酸雾过滤器中，由硅油玻璃棉捕集分离，然后该气体经预冷却器预热，由流量计控制进入串联的第Ⅰ组转化器，借列管中填装的吸附于活性炭上升汞催化剂，使乙炔和氯化氢转化为氯乙烯，第一组出口气中尚有20～30％未转化乙炔，再进入第Ⅱ组转化器6b继续反应。使出口处未转化的乙炔控制在3％以下。第Ⅱ组转化器（可由数台并联操作）填装活性较高的新催化剂，第Ⅰ组转化器（也可由数台并联操作）则填装活性较低的，即由第Ⅱ组更换下来的旧催化剂。和合成反应的热量，系通过离心泵送来的95～100℃左右的循环热水移去。
在混合脱水系统石墨冷却器之后，也有采用先经旋风分离器分离酸液，再用一台酸雾过滤器脱酸的流程。在合成转化器系统，小型装置由于转化器台数少，如3～4台，也有采用可串联可并联的流程，遇个别转化器损漏时可以灵活切换。[2]
图1－1 混合脱水和合成系统工艺流程
1－乙炔预冷器；2－混合气；3a，3b－石墨冷凝器；4a，4b－酸雾过滤器；
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