一種氯乙烯的製備方法
2023-05-08 20:29:31
專利名稱：一種氯乙烯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種氯代烴的製備方法，尤其是涉及一種氯乙烯的製備方法。
背景技術：
目前，工業上生產氯乙烯單體的方法主要有乙烯法和電石法。由於電石法的汙染大，能 耗高，在國外基本已被淘汰。我國因有豐富的煤炭資源和石灰石資源，而乙烯資源相對缺乏， 故電石法仍佔較大的市場份額，但高汙染高能耗是其致命的弱點。
由於乙烯價格較為昂貴，且現行工藝為三單元的生產方法，設備投資較為龐大，因此相 關行業一直在努力尋找一種更為簡潔高效的低成本的氯乙烯生產方法。
專利申請號為200410088576.4的中國專利申請，介紹了一種以稀土氯化物為主體的新型 催化劑，在單一反應器內，將乙烯或乙垸直接轉化為氯乙烯，其中將乙垸轉化為氯乙烯的選 擇性最高可達70%。
公開號為CN1088904的中國發明專利申請提供一種氯乙烯的製造方法，在1， 2—二氯乙 烷熱解成氯乙烯的反應中，加入三氯甲苯，該發明可大幅度提高氯乙烯的產量。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可明顯降低能耗，減少汙染物排放，工藝簡化的氯乙烯的制 備方法。
本發明的技術方案是以氯化鎳為氯源，在催化劑作用下，在一個反應器內，將乙烯或乙 烷直接氧氯化為氯乙烯。 本發明的反應式為
NiCl2 +02 + 2 C2H4 - NiO + 2 C2H3C1 + H20 NiCl2 + 2 02 + 2 C2H6 = NiO + 2 C2H3CI + 3 H20
本發明包括以下步驟
1) 將氯化鎳粉末與氯化亞銅粉末混合均勻，裝入反應器內，按質量百分比，氯化亞銅粉 末的加入量為氯化鎳粉末的0.5% 5%;
2) 控制溫度在350 450°C，通入乙烯與氧氣的混合物，或乙垸與氧氣的混合物，使氣 固充分接觸反應；3) 將反應器送出的氣體冷卻到常溫，使反應產生的水份冷凝，將水份分離併集中處理；
4) 除水後的氣體經壓縮至至少0.5MPa，冷卻到10'C以下，使氯乙烯液化，得到氯乙烯 產品。
所述氯化鎳最好為無水氯化鎳。
所述乙烯與氧氣的摩爾比最好為2: 1,乙垸與氧氣的摩爾比最好為l:l，使氣固充分接 觸反應的時間最好為0.5 30min，使氣固充分接觸反應最好用氣相色譜測定氣體產物組成， 控制使C2轉化成氯乙烯的一次性轉化率達到30% 80%為宜。
在得到氯乙烯產品後，如進一步精製，可得聚合用氯乙烯單體。
除水後的氣體經壓縮和冷卻後未冷凝氣體主要為未反應的原料，可回收到步驟2)循環 使用。
與現有的方法相比，由於本發明採用上述反應歷程和反應環境，因此使得反應有很高的 選擇性和可操作性，以乙烯為原料生成氯乙烯的選擇性可達90%以上，以乙烷為原料生成氯 乙烯的選擇性可達80%以上。本發明使用氯化鎳作為氯源，通過反應，氯化鎳氧化為氧化鎳， 而釋放出的氯轉移到乙烯或乙垸上成為氯乙烯；反應得到的氧化鎳可用氯化氫或氯化銨復原 為氯化鎳。若將本發明進一步結合專利申請號為200610135336.4和200710009827.9的中國發 明專利申請，通過純鹼(或鉀鹼)與氯乙烯生產聯合，進行氧化鎳和氯化鎳的循環轉換，將 氯化鈉的兩種元素全部利用，實現非電解氯鹼工業，可大量降低能耗，減少汙染物排放，並 簡化氯乙烯的生產過程。
具體實施例方式
實施例1
將136g氯化鎳與lg氯化亞銅碾成粉末，混合均勻，裝入反應管中。控制溫度380。C， 將乙烯和氧氣摩爾比為2: 1的混合氣體33.6L,通入反應管中，控制平均接觸時間2min，反 應出來的氣體經冷凝除水後，加壓至lMPa，冷卻至Ot:，約有30%的氣體產物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續循環反應，最終得到含氯乙烯92%液體產物61g，其主要副產物有乙醛，三 氯甲烷，四氯化碳，氯乙烷，二氯乙垸，二氧化碳等。 實施例2
將136g氯化鎳與2g氯化亞銅碾成粉末，混合均勻，裝入反應管中。控制溫度40(TC， 將乙烯和氧氣摩爾比為2: 1的混合氣體33.6L,通入反應管中，控制平均接觸時間3min，反 應出來的氣體經冷凝除水後，加壓至lMPa,冷卻至O"C，約有38%的氣體產物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續循環反應，最終得到含氯乙烯90%液體產物62g，其主要副產物有乙醛，三 氯甲垸，四氯化碳，氯乙垸，二氯乙垸，二氧化碳等。實施例3
將136g氯化鎳與3g氯化亞銅碾成粉末，混合均勻，裝入反應管中。控制溫度39(TC， 將乙烷和氧氣摩爾比為1 : 1的混合氣體44.8L，通入反應管中，控制平均接觸時間5min，反 應出來的氣體經冷凝除水後，加壓至lMPa,冷卻至0'C，約有32%的氣體產物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續循環反應，最終得到含氯乙烯85Q/。液體產物60.5g,其主要副產物有乙醛，二 氯甲垸，三氯甲垸，四氯化碳，氯乙烷，二氯乙垸，二氧化碳等。
實施例4
將136g氯化鎳與4g氯化亞銅碾成粉末，混合均勻，裝入反應管中。控制溫度410'C， 將乙烷和氧氣摩爾比為1 : 1的混合氣體44.8L，通入反應管中，控制平均接觸時間4min，反 應出來的氣體經冷凝除水後，加壓至lMPa，冷卻至O'C，約有42%的氣體產物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續循環反應，最終得到含氯乙烯84%液體產物61g，其主要副產物有乙醛，二 氯甲烷，三氯甲垸，四氯化碳，氯乙烷，二氯乙烷，二氧化碳等。
實施例5
將136g氯化鎳與0.68g氯化亞銅碾成粉末，混合均勻，裝入反應管中。控制溫度45(TC， 將乙烯和氧氣摩爾比為2 : 1的混合氣體33.6L，通入反應管中，控制平均接觸時間0.5min， 反應出來的氣體經冷凝除水後，加壓至lMPa，冷卻至0'C，約有28%的氣體產物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續循環反應，最終得到含氯乙烯89%液體產物59g，其主要副產物有乙醛，三 氯甲垸，四氯化碳，氯乙垸，二氯乙垸，二氧化碳等。
實施例6
將136g氯化鎳與6.8g氯化亞銅碾成粉末，混合均勻，裝入反應管中。控制溫度35(TC， 將乙烯和氧氣摩爾比為2 : 1的混合氣體33.6L，通入反應管中，控制平均接觸時間30min， 反應出來的氣體經冷凝除水後，加壓至lMPa，冷卻至O'C,約有36%的氣體產物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續循環反應，最終得到含氯乙烯93。/o液體產物61.5g,其主要副產物有乙醛，三 氯甲垸，四氯化碳，氯乙垸，二氯乙烷，二氧化碳等。
權利要求
1.一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於其反應式為NiCl2+O2+2C2H4＝NiO+2C2H3Cl+H2ONiCl2+2O2+2C2H6＝NiO+2C2H3Cl+3H2O。
2. 如權利要求1所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於包括以下步驟1) 將氯化鎳粉末與氯化亞銅粉末混合均勻，裝入反應器內，按質量百分比，氯化亞銅粉末的加入量為氯化鎳粉末的0.5% 5%;2) 控制溫度在350 450°C，通入乙烯與氧氣的混合物，或乙烷與氧氣的混合物，使氣 固充分接觸反應；3) 將反應器送出的氣體冷卻到常溫，使反應產生的水份冷凝，將水份分離併集中處理；4) 除水後的氣體經壓縮至至少0.5MPa，冷卻到1(TC以下，使氯乙烯液化，得到氯乙烯產品。
3. 如權利要求2所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於所述氯化鎳為無水氯化鎳。
4. 如權利要求2所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於所述乙烯與氧氣的摩爾比為 2 : l。
5. 如權利要求2所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於所述乙烷與氧氣的摩爾比為 1 二 L
6. 如權利要求2所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於所述使氣固充分接觸反應的 時間為0.5 30min。
7. 如權利要求2所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於所述使氣固充分接觸反應用 氣相色譜測定氣體產物組成，控制使C2轉化成氯乙烯的一次性轉化率達到30% 80%。
8. 如權利要求2所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於所述在得到氯乙烯產品後， 進一步精製，得聚合用氯乙烯單體。
9. 如權利要求2所述的一種氯乙烯的製備方法，其特徵在於除水後的氣體經壓縮和冷卻 後未冷凝氣體主要為未反應的原料，回收到步驟2)循環使用。
全文摘要
一種氯乙烯的製備方法，涉及一種氯代烴的製備方法，尤其是涉及一種氯乙烯的製備方法。提供一種可明顯降低能耗，減少汙染物排放，工藝簡化的氯乙烯的製備方法。將氯化鎳粉末與氯化亞銅粉末混合均勻，裝入反應器內，按質量百分比，氯化亞銅粉末的加入量為氯化鎳粉末的0.5％～5％；控制溫度在350～450℃，通入乙烯與氧氣的混合物，或乙烷與氧氣的混合物，使氣固充分接觸反應；將反應器送出的氣體冷卻到常溫，使反應產生的水份冷凝，將水份分離併集中處理；除水後的氣體經壓縮至至少0.5MPa，冷卻到10℃以下，使氯乙烯液化，得到氯乙烯產品。
文檔編號C07C17/152GK101302138SQ200810071288
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月25日 優先權日2008年6月25日
發明者鍾勁光 申請人:廈門易工化學科技有限公司