基本化工生产技术项目十典型化工产品生产技术090234氯乙.pptx

基本化工生产技术教学资源库项目十典型化工产品生产技术0902-3-4氯乙烯生产催化剂的活性

一、明确目标能力目标知识目标素质目标1.熟记催化剂活性，并结合实际应用2.能根据惰性气体、含水量等五方面熟记原料气的纯度和根据几个图表了解两因素的影响2.熟记其中涉及的方程式、原料配比相关比例1.掌握催化剂活性2.掌握原料气纯度五方面知识、乙炔过量的不良影响和两图表的含义（重点、难点）3.掌握原料配比反应方程式和空速的定义1.养成良好严谨的工作作风2.培养学生初步科学思维能力。3.培养学生团队协作意识，注重检测操作中的安全意识

1.催化剂的活性催化剂活性高低对转化率影响很大，而催化剂的活性又与催化剂中有效催化成分的含量有关。对氯乙烯合成用催化剂，其氯化汞含量一般8~15%之间。

2.催化剂的工业用量工业上控制催化剂中氯化汞的含量-一般控制在在10%左右。1催化剂活性过低，乙炔转化率低，降低了设备的生产能力2催化剂活性过高，乙炔转化率高，反应放热也多，若不能及时导出反应热，必将造成局部过热，导致氯化汞升华,降低催化剂的活性。

惰性气体01含水量02氯气含量0304氧含量05催化剂的毒物3.原料气的纯度

4.惰性气体由于以上原因，在工业生产中惰性气体的含量愈低愈好。对原料气中惰性气体的要求是除了不参加反应外，对催化剂也不能具有毒化作用。A惰性气体含量增加，也会使反应物浓度下降。由动力学方程式可见，反应物浓度降低，反应速度随之下降，从而降低了设备的生产能力。B惰性气体增多，会增加分离系统的负担。C惰性气体的含量高，，随尾气损失的氯乙烯与惰性气体的流量成正比，将增加氯乙烯损失。

5.含水量原料气含水量应愈低愈好。水能吸收原料气中的氯化氢生成盐酸，生成的酸雾将腐蚀管道和设备。若设备为铁制品，铁与盐酸作用生成的氯化铁将会堵塞管道和设备，直接威胁设备的正常运转。原料气含水，还会造成催化剂粘结，减小了催化剂的表面积，使催化剂活性下降，寿命缩短。催化剂结块还会堵塞设备，导致系统阻力增加，气体分配不均匀。乙炔与水发生化学反应生成乙醛，消耗原料，降低收率，也增加了氯乙烯分离的困难。

6.氯气含量在原料气氯化氢的合成中，常常由于操作控制不当，会含有少量游离氯气。这部分游离氯气遇到乙炔后，就会与乙炔剧烈反应生成氯乙炔，这种物质很容易燃烧爆炸，直接威胁到生产的安全。此外，游离氯气的存在还造成多氯化物等副产物含量的增加，增加了后系统的分离负担，同时也影响了氯乙烯的收率。要求原料气不含游离氯，在不得已的情况下，游离氯的含量亦应控制在0.002%以下。

7.氧含量原料气中氧气存在，它可与催化剂中载体活性炭发生反应，生成一氧化碳和二氧化碳，不但降低了催化剂的寿命，也增加合成气体中的惰性气体量，给后系统的分离增加了困难，也将增加氯乙烯的排空损失。在氯乙烯的常压分馏中，二氧化碳与干燥塔中的固碱作用可生成一层碳酸钠硬壳，影响了固碱的脱水作用，导致大量水分随氯乙烯带出，从而引起水分在以后低温系统中结冰，堵塞设备。原料气中氧气存在越少越好

8.催化剂的毒物在原料乙炔中，往往由于净化不好，含有少量的硫、磷、砷的化合物HgCL2+H2S→HgS+2HCL3HgCL2+PH3→(HgCL)3P+3HCL这些化合物的存在，能使催化剂中毒，从而失去活性。以上为其反应方程式。因此，应严格限制这些物质的含量。

9.原料配比根据由动力学方程式的计算结果，当乙炔与氯化氢的摩尔比PC2H2:PHCL=1:1或PHCL:PC2H2=1.1:1以及PC2H2:PHCL=1.1:1时，反应速度相差不大，也就是说，它们的摩尔比无论是采用相等还是其中任一种过量，反应速度都能满足工业生产的要求。KP=PC2H2CL/PC2H2·PHCL平衡常数仅是温度的函数，当温度一定后，Kp为常数。无论增加何种原料均可增加另一种原料的平衡转化率。最适宜原料配比可从以下方面考虑。乙炔和氯化氢的摩尔比对化学平衡的影响，可由下式分析:

由此可见，乙炔过量是不可取的。因此，生产上常采用氯化氢过量。适当增加氯化氢加料量可以提高乙炔的转化率，降低粗氯乙烯中乙炔的含量，有利于精制。10.原料乙炔过量产生的问题当乙炔过量时，将在三个方面对生产产生不良影响。C乙炔过量时，反应产物中乙炔含量增加，将增加氯乙烯分离的负担。而且，常常导致氣乙烯单体中乙炔含量过高，从而降低了产品的规格，影响聚合产品质量B从动力学分析可知，乙炔过量会使催化剂中的氣化汞还原成氯化亚汞和金属汞，导致催化剂失活，副产物大量增加A乙炔比氯化氢价格昂贵，若采用乙炔过量，造成很大浪费，经济上不合理

11.空速的影响空速是指原料气体通过催化剂的空间速