專利名稱：一種氯乙烯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氯代烴的制備方法，尤其是涉及一種氯乙烯的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，工業(yè)上生產(chǎn)氯乙烯單體的方法主要有乙烯法和電石法。由于電石法的污染大，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， 故電石法仍占較大的市場份額，但高污染高能耗是其致命的弱點。
由于乙烯價格較為昂貴，且現(xiàn)行工藝為三單元的生產(chǎn)方法，設(shè)備投資較為龐大，因此相 關(guān)行業(yè)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(chǎn)方法。
專利申請?zhí)枮?00410088576.4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(yīng)器內(nèi)，將乙烯或乙垸直接轉(zhuǎn)化為氯乙烯，其中將乙垸轉(zhuǎn)化為氯乙烯的選 擇性最高可達(dá)70%。
公開號為CN1088904的中國發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N氯乙烯的制造方法，在1， 2—二氯乙 烷熱解成氯乙烯的反應(yīng)中，加入三氯甲苯，該發(fā)明可大幅度提高氯乙烯的產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可明顯降低能耗，減少污染物排放，工藝簡化的氯乙烯的制 備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是以氯化鎳為氯源，在催化劑作用下，在一個反應(yīng)器內(nèi)，將乙烯或乙 烷直接氧氯化為氯乙烯。 本發(fā)明的反應(yīng)式為
NiCl2 +02 + 2 C2H4 - NiO + 2 C2H3C1 + H20 NiCl2 + 2 02 + 2 C2H6 = NiO + 2 C2H3CI + 3 H20
本發(fā)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(yīng)器內(nèi)，按質(zhì)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(yīng)；3) 將反應(yīng)器送出的氣體冷卻到常溫，使反應(yīng)產(chǎn)生的水份冷凝，將水份分離并集中處理；
4) 除水后的氣體經(jīng)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(chǎn)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(yīng)的時間最好為0.5 30min，使氣固充分接觸反應(yīng)最好用氣相色譜測定氣體產(chǎn)物組成， 控制使C2轉(zhuǎn)化成氯乙烯的一次性轉(zhuǎn)化率達(dá)到30% 80%為宜。
在得到氯乙烯產(chǎn)品后，如進(jìn)一步精制，可得聚合用氯乙烯單體。
除水后的氣體經(jīng)壓縮和冷卻后未冷凝氣體主要為未反應(yīng)的原料，可回收到步驟2)循環(huán) 使用。
與現(xiàn)有的方法相比，由于本發(fā)明采用上述反應(yīng)歷程和反應(yīng)環(huán)境，因此使得反應(yīng)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(dá)90%以上，以乙烷為原料生成氯 乙烯的選擇性可達(dá)80%以上。本發(fā)明使用氯化鎳作為氯源，通過反應(yīng)，氯化鎳氧化為氧化鎳， 而釋放出的氯轉(zhuǎn)移到乙烯或乙垸上成為氯乙烯；反應(yīng)得到的氧化鎳可用氯化氫或氯化銨復(fù)原 為氯化鎳。若將本發(fā)明進(jìn)一步結(jié)合專利申請?zhí)枮?00610135336.4和200710009827.9的中國發(fā) 明專利申請，通過純堿(或鉀堿)與氯乙烯生產(chǎn)聯(lián)合，進(jìn)行氧化鎳和氯化鎳的循環(huán)轉(zhuǎn)換，將 氯化鈉的兩種元素全部利用，實現(xiàn)非電解氯堿工業(yè)，可大量降低能耗，減少污染物排放，并 簡化氯乙烯的生產(chǎn)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(yīng)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(yīng)管中，控制平均接觸時間2min，反 應(yīng)出來的氣體經(jīng)冷凝除水后，加壓至lMPa，冷卻至Ot:，約有30%的氣體產(chǎn)物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，最終得到含氯乙烯92%液體產(chǎn)物61g，其主要副產(chǎn)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(yīng)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(yīng)管中，控制平均接觸時間3min，反 應(yīng)出來的氣體經(jīng)冷凝除水后，加壓至lMPa,冷卻至O"C，約有38%的氣體產(chǎn)物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，最終得到含氯乙烯90%液體產(chǎn)物62g，其主要副產(chǎn)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(yīng)管中?？刂茰囟?9(TC， 將乙烷和氧氣摩爾比為1 : 1的混合氣體44.8L，通入反應(yīng)管中，控制平均接觸時間5min，反 應(yīng)出來的氣體經(jīng)冷凝除水后，加壓至lMPa,冷卻至0'C，約有32%的氣體產(chǎn)物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，最終得到含氯乙烯85Q/。液體產(chǎn)物60.5g,其主要副產(chǎn)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(yīng)管中?？刂茰囟?10'C， 將乙烷和氧氣摩爾比為1 : 1的混合氣體44.8L，通入反應(yīng)管中，控制平均接觸時間4min，反 應(yīng)出來的氣體經(jīng)冷凝除水后，加壓至lMPa，冷卻至O'C，約有42%的氣體產(chǎn)物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，最終得到含氯乙烯84%液體產(chǎn)物61g，其主要副產(chǎn)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(yīng)管中?？刂茰囟?5(TC， 將乙烯和氧氣摩爾比為2 : 1的混合氣體33.6L，通入反應(yīng)管中，控制平均接觸時間0.5min， 反應(yīng)出來的氣體經(jīng)冷凝除水后，加壓至lMPa，冷卻至0'C，約有28%的氣體產(chǎn)物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，最終得到含氯乙烯89%液體產(chǎn)物59g，其主要副產(chǎn)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(yīng)管中?？刂茰囟?5(TC， 將乙烯和氧氣摩爾比為2 : 1的混合氣體33.6L，通入反應(yīng)管中，控制平均接觸時間30min， 反應(yīng)出來的氣體經(jīng)冷凝除水后，加壓至lMPa，冷卻至O'C,約有36%的氣體產(chǎn)物冷凝成液體， 未冷凝氣體繼續(xù)循環(huán)反應(yīng)，最終得到含氯乙烯93。/o液體產(chǎn)物61.5g,其主要副產(chǎn)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(quán)利要求
1.一種氯乙烯的制備方法，其特征在于其反應(yīng)式為NiCl2+O2+2C2H4＝NiO+2C2H3Cl+H2ONiCl2+2O2+2C2H6＝NiO+2C2H3Cl+3H2O。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于包括以下步驟1) 將氯化鎳粉末與氯化亞銅粉末混合均勻，裝入反應(yīng)器內(nèi)，按質(zhì)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(yīng)；3) 將反應(yīng)器送出的氣體冷卻到常溫，使反應(yīng)產(chǎn)生的水份冷凝，將水份分離并集中處理；4) 除水后的氣體經(jīng)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(chǎn)品。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于所述氯化鎳為無水氯化鎳。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于所述乙烯與氧氣的摩爾比為 2 : l。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于所述乙烷與氧氣的摩爾比為 1 二 L
6. 如權(quán)利要求2所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于所述使氣固充分接觸反應(yīng)的 時間為0.5 30min。
7. 如權(quán)利要求2所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于所述使氣固充分接觸反應(yīng)用 氣相色譜測定氣體產(chǎn)物組成，控制使C2轉(zhuǎn)化成氯乙烯的一次性轉(zhuǎn)化率達(dá)到30% 80%。
8. 如權(quán)利要求2所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于所述在得到氯乙烯產(chǎn)品后， 進(jìn)一步精制，得聚合用氯乙烯單體。
9. 如權(quán)利要求2所述的一種氯乙烯的制備方法，其特征在于除水后的氣體經(jīng)壓縮和冷卻 后未冷凝氣體主要為未反應(yīng)的原料，回收到步驟2)循環(huán)使用。
全文摘要
一種氯乙烯的制備方法，涉及一種氯代烴的制備方法，尤其是涉及一種氯乙烯的制備方法。提供一種可明顯降低能耗，減少污染物排放，工藝簡化的氯乙烯的制備方法。將氯化鎳粉末與氯化亞銅粉末混合均勻，裝入反應(yīng)器內(nèi)，按質(zhì)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(yīng)；將反應(yīng)器送出的氣體冷卻到常溫，使反應(yīng)產(chǎn)生的水份冷凝，將水份分離并集中處理；除水后的氣體經(jīng)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(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者鐘勁光 申請人:廈門易工化學(xué)科技有限公司