摘要：氯乙烯是一种常见的化工产品，传统的氯乙烯的制备方法存在着一定的问题，尤其在电石乙炔法生产氯乙烯的工艺中资源浪费严重，不利于生产。本文在此基础上，研究了一种氯乙烯的制备系统和制备方法，从根本上解决了传统方法中因氯化氢过量导致的副产物多、工艺复杂、设备腐蚀和环境污染等问题。
关键词：氯乙烯；制备系统；制备方法；研究
1 引言
氯乙烯是现代社会生产的重要原材料，是化工业的主要产品，对社会相关行业的可持续发展产生深远影响。氯乙烯的制备方法主要有电石乙炔法、乙烯氧氯化法和乙炔和二氯乙烷催化重整法。其中电石乙炔法是最主要的生产方法，电石乙炔法就是在催化剂的存在下，将电石水解后得到的精制乙炔气与氯化氢加成制得氯乙烯。
在电石乙炔法生产氯乙烯的工艺中，为了促使原料乙炔获得更高的转化率，在工业上都在氯化氢过量的条件下进行氯乙烯的生产，反应原料气中氯化氢和乙炔的摩尔比一般控制在1.05：1～1.5：1。在该摩尔比下进行氯乙烯的制备，即使乙炔的转化率达到100％，反应完成后得到的合成气中至少约有5％的残留氯化氢，这部分氯化氢需要进入泡沫塔利用水吸收制成浓度约20％的稀盐酸供外卖，或再经盐酸脱附装置制成浓盐酸或气体氯化氢使用；泡沫塔顶部排出的气体再经碱液洗除去泡沫塔残留的微量氯化氢，塔底排出的少量酸性水排入中和池处理。氯化氢过量会增加原料的消耗，造成资源浪费、管道腐蚀，且得到的粗VCM合成气需要经过水洗、碱洗，将其中的氯化氢去除。
2 氯乙烯的制备系统的研究
本氯乙烯的制备系统如图1所示，它包括反应器1、进口与反应器1出口相连通的冷凝器2、进口与冷凝器2出口相连通的分离器3、进口与分离器出口相连通的粗产品收集器4、进口与粗产品收集器出口相连通的二氯乙烷精馏塔5、进口与二氯乙烷精馏塔塔顶出口相连通的氯乙烯精馏塔6、进口与氯乙烯精馏塔塔底出口相连通的氯乙烯储罐7；其中：反应器1内填充有催化剂床层；催化剂包括载体、助剂和活性成分；所述载体为活性炭；助剂为离子液体；所述活性成分为金属氯化物。二氯乙烷精馏塔塔顶设置有第一分凝器8，塔底设置有第一再沸器9；氯乙烯精馏塔塔顶设置有第二分凝器10，塔底设置有第二再沸器11。
图1 氯乙烯的制备系统
3 氯乙烯的制备方法的研究
采用上文描述的制备系统，氯乙烯的制备方法，包括以下步骤：
一、氯化氢和乙炔进入反应器1中在催化剂床层的催化下进行加成反应，得到气态粗产物；所述氯化氢和乙炔的摩尔进料比为1：1；所述气态粗产物依次进入冷凝器2和分离器3，得到液态粗产物；所述液态粗产物进入粗产物收集器4中，收集到的液态粗产物进入二氯乙烷精馏塔5中进行精馏，去除液态粗产物中的二氯乙烷；二氯乙烷精馏塔塔顶出口流出的粗产物进入氯乙烯精馏塔6中进行精馏，得到氯乙烯，所得氯乙烯进入氯乙烯储罐7中。
二、加成反应完成后，由所述反应器出口流出的气态粗产物依次进入冷凝器2和分离器3，得到液态粗产物。在本文中，所得气态粗产物的成分为氯乙烯、二氯乙烷、极少量未转化的乙炔，气态粗产物中的氯乙烯、二氯乙烷和乙炔通过冷凝器2被冷凝成液态，形成气液混合物，气液混合物再经过分离器3进行分离，将其中未被冷凝的气体（微量杂质气体）放空得到液态粗产物。
三、在本文中气态粗产物中没有残留的氯化氢，因而无需进行氯化氢的去除，直接进入冷凝器进行后续的纯化步骤即可，省略了传统工艺中用于吸收氯化氢的水洗塔和碱洗塔，因为无需进行水洗和碱洗，还省略了干燥塔，工艺更加简单，成本更低，且没有废酸产生，无环境污染。
四、由分离器出口流出的液态粗产物进入粗产物收集器4中，收集到的液态粗产物进入二氯乙烷精馏塔5中进行精馏，去除液态粗产物中的二氯乙烷，本文使用二氯乙烷精馏塔将液态粗产物中的二氯乙烷去除。
五、去除二氯乙烷后，二氯乙烷精馏塔塔顶出口流出的粗产物进入氯乙烯精馏塔6中进行精馏，得到氯乙烯，所得氯乙烯进入氯乙烯储罐7中。本文使用氯乙烯精馏塔对二氯乙烷精馏塔塔顶出口流出的粗产物（氯乙烯和微量乙炔的混合物）进一步精制，将其中的乙炔去除。本文对所述氯乙烯精馏塔的具体操作条件没有特殊要求，使用本方向技术人员熟知的操作条件，能够将乙炔分离除去即可。本文通过氯乙烯精馏塔对氯乙烯进行进一步纯化，得到高纯的氯乙烯。
4 结语
氯乙烯是现代社会生产的重要原材料，是化工业的主要产品，对社会相关行业的可持续发展产生深远影响。本文提供的氯乙烯的制备方法在氯化氢和乙炔等摩尔比进料的情况下，能够保证氯化氢100％的转化率，乙炔的转化率达到99.9％及以上，无氯化氢气体剩余，从根本上解决了传统方法中因氯化氢过量导致的副产物多、工艺复杂、设备腐蚀和环境污染等问题，同时，本文提供的制备氯乙烯的方法流程简单，操作方便，成本低。
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论文作者:姜德超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第11期
论文发表时间:2019/8/7
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