一、本體聚合的典型的本體聚合工藝

⑴ 非均相本體聚合——聚氯乙稀本體聚合生產

氯乙烯本體聚合一般分為二個階段：

第一階段 預聚合；

第二階段：后聚合。

操作方式：間歇操作。

氯乙烯本體聚合的主要設備

聚合釜配置：1臺預聚合+5臺后聚合。

預聚釜——立式不銹鋼聚合釜，內裝渦輪式平槳攪拌器，攪拌轉速控制在50～250rpm之間。

攪拌器的形式和大小，攪拌轉速的大小將直接關系到預聚合種子顆粒的形態和大小。

后聚釜——臥式釜（50m3 ），內裝有慢速攪拌的三條螺帶組合的攪拌器。螺帶與釜壁間隙極小。臥式釜轉速為6～7rpm。

常采用的聚合流程方塊圖見圖

⑵ 本體澆鑄聚合——有機玻璃生產

第一步預聚：攪拌將各組份混合均勻，升溫至85℃，停止加熱。調節冷卻水，保持釜溫在93℃以下，反應到粘度達到2000厘泊左右，具體根據操作要求而定。過濾，預聚漿儲藏于中間槽。

第二步澆模：先用堿液、酸液、蒸餾水洗清并烘干硅玻璃平板二大塊，按所需成品厚度，在二塊玻璃中間墊上一圈包有玻璃紙的橡膠墊條，用夾具夾好，即成一個方形模框，把一邊向上斜放，留下澆鑄口，把預聚漿灌腔，排出氣泡，封口。

第三步聚合：把封合的模框吊入熱水箱（或烘房），根據板厚分別控制溫度在25～52℃，經過10～160小時，到取樣檢查料源硬化為止，用直接蒸汽加熱水箱內水至沸騰，保持二小時，通水慢慢冷卻40℃，吊出模具，取出中間有機玻璃板材，去邊，裁切后包裝。

⑶氣相本體聚合——高壓聚乙烯生產

所謂高壓聚乙烯是將乙烯壓縮到150～250Mpa的高壓條件下，用氧或過氧化物為引發劑，于200℃左右的溫度下經自由基聚合反應而制得。

高壓聚乙烯生產工藝的兩種方法：

釜式法：大都采用有機過氧化物為引發劑，反應壓力較管式法低，物料停留時間長。

管式法：引發劑是氧或過氧化物，反應器內的壓力分布和溫度分布，反應時間短，所得聚合物支鏈少，分子量分布寬，適宜制造薄膜制品及共聚物。

二、氯氣和氯乙烯都是非常重要的化工產品，年產量均在107t左右，氯氣的實驗室制備和氯乙烯的工業生產都有多種

（1）實驗室用鹽酸制備氯氣，氯氣中混有，得到純凈的氯氣，應用飽和氯化鈉溶液除去HCl，再用濃硫酸干燥，最后用氫氧化鈉溶液進行尾氣吸收，

故答案為：飽和食鹽水；燒堿溶液；

（2）反應的方程式為ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，n（Cl2）=

2.24L

22.4L/mol =0.1mol，則需要n（HCl）=0.2mol，

發生反應的鹽酸的體積為

0.2mol

2mol/L =0.1L=100mL，

故答案為：100；

（3）氯氣可與氫氧化鈉溶液反應，如含有空氣，則與氫氧化鈉反應后試管內有殘留氣體；

工業在高溫下生產電石，用電石生產乙炔，耗能大，由于乙炔與HCl的反應在氯化汞的作用下進行，污染環境，

故答案為：將集氣瓶倒置于有足量燒堿溶液的水槽里，若氣體不能充滿集氣瓶，液面上有無色氣體，則有空氣，若充滿，則無空氣；反應溫度高，能耗大；使用的催化劑毒性大；

（4）以乙烯和氯氣為原料制取氯乙烯，可由乙烯和氯氣發生加成反應生成1，2-二氯乙烷，1，2-二氯乙烷發生消去反應生成氯乙烯，生成的電解生成氫氣和氯氣，氫氣和乙烯發生加成反應生成乙烷，乙烷和氯氣發生取代反應生成1，2-二氯乙烷，涉及反應有CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl CH2ClCH2Cl

△

CH2=CHCl+HCl；

2 HCl

?通電?

.

? H2↑+Cl2↑； CH2=CH2+H2

催化劑

△ CH3CH3；CH3CH3+Cl2→CH2ClCH2Cl，

故答案為：CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl CH2ClCH2Cl

△

CH2=CHCl+HCl；2 HCl

?通電?

.

? H2↑+Cl2↑； CH2=CH2+H2

催化劑

△ CH3CH3；CH3CH3+Cl2→CH2ClCH2Cl．

三、氯乙烯的副產物綜合利用方案

生產方法

乙烯、乙炔和混合烯炔法的特點如下：

乙烯氧氯化法

現在工業生產氯乙烯的主要方法。分三步進行：

第一 氯乙烯的生產步乙烯氯化生成二氯乙烷；第二步二氯乙烷熱裂解為氯乙烯及；第三步乙烯、和氧發生氧氯化反應生成二氯乙烷。

①乙烯氯化 乙烯和氯加成反應在液相中進行：

CH2=CH2 Cl2→CH2ClCH2Cl

采用三氯化鐵或氯化銅等作催化劑，產品二氯乙烷為反應介質。反應熱可通過冷卻水或產品二氯乙烷汽化來移出。反應溫度40～110℃，壓力0.15～0.30MPa，乙烯的轉化率和選擇性均在99%以上。

②二氯乙烷熱裂解 生成氯乙烯的反應式為：

ClCH2CH2Cl─→CH2=CHCl HCl

反應是強烈的吸熱反應，在管式裂解爐中進行，反應溫度500～550℃，壓力0.6～1.5MPa；控制二氯乙烷單程轉化率為50%～70%,以抑制副反應的進行。主要副反應為：

CH2=CHCl─→HC呏CH HCl

CH2=CHCl HCl─→ClCH3CHCl

ClCH2CH2Cl─→2C H2 2HCl

裂解產物進入淬冷塔，用循環的二氯乙烷冷卻，以避免繼續發生副反應。產物溫度冷卻到50～150℃后，進入脫塔。塔底為氯乙烯和二氯乙烷的混合物，通過氯乙烯精餾塔精餾，由塔頂獲得高純度氯乙烯，塔底重組分主要為未反應的粗二氯乙烷,經精餾除去不純物后，仍作熱裂解原料。

③氧氯化反應 以載在γ－氧化鋁上的氯化銅為催化劑，以堿金屬或堿土金屬鹽為助催化劑。主反應式為：

H2C=CH2 2HCL ?O2→CLCH2CH2CL H2O

主要副反應為乙烯的深度氧化（生成一氧化碳、二氧化碳和水）和氯乙烯的氧氯化（生成乙烷的多種氯化物）。反應溫度200～230℃，壓力0.2～1MPa,原料乙烯、、氧的摩爾比為1.05:2:0.75～0.85。反應器有固定床和流化床兩種形式，固定床常用列管式反應器，管內填充顆粒狀催化劑，原料乙烯、與空氣自上而下通過催化劑床層，管間用加壓熱水作熱載體，以移走反應熱，并副產壓力1MPa的蒸汽。固定床反應器溫度較難控制，為使有較合理的溫度分布，常采用大量惰性氣體作稀釋劑，或在催化劑中摻入固體物質。二氯乙烷的選擇性可達98%以上。 在流化床反應器中進行乙烯氧氯化反應時，采用細顆粒催化劑，原料乙烯、和空氣分別由底部進入反應器，充分混合均勻后，通入催化劑層，并使催化劑處于流化狀態，床內裝有換熱器,可有效地引出反應熱。這種反應器反應溫度均勻而易于控制，適宜于大規模生產，但反應器結構較復雜，催化劑磨損大。

由反應器出來的反應產物經水淬冷，再冷凝成液態粗二氯乙烷。冷凝器中未被冷凝的部分二氯乙烷及未轉化的乙烯、惰性氣體等經溶劑吸收等步驟回收其中二氯乙烷。所得粗二氯乙烷經精制后進入熱解爐裂解。

乙烯氧氯化法的主要優點是利用二氯乙烷熱裂解所產生的作為氯化劑，從而使氯得到了完全利用。

乙炔法

在氯化汞催化劑存在下，乙炔與加成直接合成氯乙烯：

CH三CH HCL→CH2=CHCL

其過程可分為乙炔的制取和精制，氯乙烯的合成以及產物精制三部分。

在乙炔發生器中，電石與水反應產生乙炔，經精制并與混合、干燥后進入列管式反應器。管內裝有以活性炭為載體的氯化汞（含量一般為載體質量的10%）催化劑。反應在常壓下進行，管外用加壓循環熱水（97～105℃）冷卻，以除去反應熱,并使床層溫度控制在180～200℃。乙炔轉化率達99%,氯乙烯收率在95%以上。副產物是1，1-二氯乙烷（約1%），也有少量乙烯基乙炔、二氯乙烯、三氯乙烷等。此法工藝和設備簡單，投資低，收率高；但能耗大，原料成本高，催化劑汞鹽毒性大,并受到安全生產、保護環境等條件限制，不宜大規模生產。

混合烯炔法

該法是以石油烴高溫裂解所得的乙炔和乙烯混合氣（接近等摩爾比）為原料，與一起通過氯化汞催化劑床層，使選擇性地與乙炔加成，產生氯乙烯。分離氯乙烯后，把含有乙烯的殘余氣體與氯氣混合，進行反應，生成二氯乙烷。經分離精制后的二氯乙烷，熱裂解成氯乙烯及。再循環用于混合氣中乙炔的加成。

標簽：氯乙烯產物利用