-
《
聚
氯
乙
烯
工
艺
< br>》
班级:
姓名:田佳佳
学号:
综
述
09
级化学(二)班
2009435042
摘要:
PVC
材料是塑料装饰材料的一种。
p>
PVC
是聚氯乙烯材料的简称,是以聚氯
乙
烯树脂为主要原料,加入适量的抗老化剂、改性剂等,经混炼、压延、真空吸
塑等工艺而
成的材料
[1]
。
关键词:
PVC
材料
氯乙烯单体
聚氯乙烯的生产流程
PVC
树脂的聚合工艺
助剂改性
正文:
PVC
材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。规格、色
彩、图案繁多,
极富装饰性,可应用于居室内墙和吊顶的装饰,是塑料类材料中
应用最为广泛的装饰材料
之一。
PVC
材料的优点主要有以下几方面:
< br>
1.
质量轻、隔热、保温、防潮、阻燃、耐酸碱、抗
腐蚀。
2.
稳定性、介电性好,耐
用、抗老化,易熔接及粘合。
3.
抗弯强度及冲击韧性强,破裂时延伸度较高。
4.
通过捏合、混炼、拉片、切粒、挤压或压铸等工艺极易加工成型,可满足
各种型材规格的需要。
5.
表面光
滑、色泽鲜艳、极富装饰性,装饰应用面较广。
6.
施工工艺简单,安装较为方便。
生产的原料及过程
氯乙烯单体
(VCM)
是生产聚氯乙烯树脂的主要原料,其产品的质量和成本直<
/p>
接影响到聚氯乙烯树脂的质量和成本。
氯乙烯生产工艺经历了较长时间的生产和工艺改造,
产生了电石法、
二氯乙
烷法等工艺,发展到目前世界上最先进的平衡氧氯化工艺
[2]
,该工艺流程长、能
耗高、
三废污染严重。
近十几年来,
为降低氧氯化中的能耗问题和环境
污染问题,
保持资源与环境的可持续发展,
各大公司纷纷改进及
开发研究新的氯乙烯生产工
艺,以最大限度地降低成本,提高产品的质量和市场竞争力。
(
1
)电石
乙炔法
电石乙炔法是最早的生产
方法。
主要利用乙炔和氯化氢为原料,
用氯化汞
作催化剂进行加成反应,生产氯乙烯。该法设备、工艺简单,投资低,可以小规
模经营,但是电石耗电大,成本上升,反应中使用的催化剂污染严重。在世界上
先进国家
和我国的先进
PVC
厂已逐渐将其淘汰。反应路线为
(
2
)二氯
乙烷法
该法是以乙烷为原料与氯气反应生成二氯乙烷,二氯乙
烷热裂化制备氯乙
烯。该法副产品氯化氢,如果不利用,成本太高。与电石法联合起来可
解决氯化
氢问题。
但是该法因为既不能完全向石油化工转换,<
/p>
又不能完全摆脱电石法,
而
没有发展前途
。
(
3<
/p>
)联合法和烯炔法
用乙烯氯气为原料合
成氯乙烯,
要经过两步反应。
第一步是乙烯与氯气加成
生成
1
,
2-
二氯乙烷(
EDC
)
;
第二步是
1
,
2-
二氯乙烷裂解脱氯化氢生成氯乙烯
550
℃
3
CH
2
CH
2
?
Cl
2<
/p>
?
FeCl
?
?
?
CHClCHCl
?
450
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?
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CH
2
< br>CHCl
?
HCl
2
CaC
2
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H
2
O
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?
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C
2
H
2
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HCl
?
HgCl
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< br>CH
2
CHCl
CH
2
?
CH
2
?
Cl
2
?
??
CH
2
?
CHCl
?
HCl
对于乙烯,
取代反应的机理是游离基取代机理。
氯分子在光、
热或过氧化物的作
用下首先解离为两个氯原子游离基,
然后
Cl?从乙烯中置换出一个氢游离基
H? ,
后者再与氯作用又生成
Cl?,形成链锁反应。
Cl<
/p>
2
?
光、热或过氧化物
< br>?
?
?
?
?
?
2
Cl
?
CH
2
?
C
H
2
?
Cl
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CH
2
?
CHCl
?
H
?
?
?
Cl
2
?
??
HC
l
?
Cl
?
H
p>
和乙烯类似,
VC
、
EDC
等分子中的
H
也可以被
Cl?取代,形成前述各种产物。可
见,Cl?是产生多氯化副产物的
根源。因此,凡能阻止
Cl?的产生,利于形成氯
离子的各种因
素一般都能减少副产物。
联合法
联合法是将氯化氢用于乙炔反应
CH
<
/p>
采用上述方法生产氯乙烯,
仅有一半氯气用于生成氯乙烯,
另一半变成了氯
化氢。
虽然氯化氢有许多用途
,
但需求量小,
消耗不了大规模氯乙烯生产所产生
的氯化氢,是氯化工业必须解决的技术经济问题。
解决副产氯化氢问题的方法有三种,
即平衡氧氯化法、
氯化氢转
化法和联合
法。
烯炔法
反应路线同联合法,但原料乙
烯及乙炔是石脑油裂解得到的混合气。
(
4
)平衡氧氯化法
在氯乙烯生产
中利用氯化氢的第二种方法是将氯化氢用于与乙烯的氧氯化反
应。
在乙烯氧氯化合成二氯乙烷的反应逐步取代了联合法。
乙烯
氧氯化反应解决了
氯化氢的利用问题,使以乙烯和氯气为原料生产氯乙烯的方法显出极大
的优越
性。
乙烯氧氯化法生产氯乙烯
包括两个反应,
第一个反应是乙烯在铜催化剂存在下
与氯化氢进
行氧氯化反应生成
1
,
2-
二氯乙烷,第二个反应时
1
,
2-
二氯乙烷裂
解脱氯化氢生成氯乙烯。
< br>
2
?
CH
2
?
CH
?
CH
?
Cl
2
?
?
?
2
C
H
2
?
CHCl
1
240
℃
CH
2
?
CH
2
?
2
HCl
?
O
2
?
220
?
~
?
?
?
CH
2
Cl
?
CH
2
Cl
?
H
2
O
2
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1
2
CH
2
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CH
2
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Cl
2
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O
2
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??
2
CH
2
?
CHCl
?
H
2
O
2
若将氧化法与乙烯直接氯化过程结合在一起,<
/p>
两个过程所生成的二氯乙烷一
并进行裂解得到氯乙烯,
则可平衡氯化氢,
这种方法称为平衡氧氯化法。
该
法由
乙烯、
氯气和氧气生产氯乙烯,
整
个工艺过程既不产生氯化氢,
又不消耗氯化氢,