二氯乙烷工艺分析

平衡氧氯化法是世界上主要采用的氯乙烯生产工艺，具有规模大、利于环保、经济性能佳等特点。该工艺主要由乙烯直接氯化、乙烯氧氯化、二氯乙烷精馏和裂解等工艺单元组成 。其 中，乙烯直接氯化合成二氯乙烷是平衡氧氯化法生 产氯乙烯工艺中的一个重要单元 。 乙烯直接氯化反应分为气相法和液相法。气相法还只停留在实验室阶段，因反应选择性差 等原因没有工业化。液相法生产工艺采用液相二氯 乙烷为介质，以FeCl3或其络合物为催化剂，由氯 气和乙烯鼓泡通过液层进行反应生成二氯乙烷， 该反应为气液非均相反应。根据反应温度的不同， 直接氯化可分为低温氯化 、中温氯化和高温氯化工艺，有必要对这3种直接氯化工艺进行比较。 

实验部分

实验原理：

乙烯直接氯化反应为放热反应 。氯气用路易斯酸FeCl3极化，极化后的氯离子作为一个亲电基团攻击乙烯的双键，形成氯阳离子化合物和四氯化铁负离子，然后四氯化铁负离子中的一个氯离子加到氯阳离子化合物的碳原子上，从而生成二氯乙烷。

乙烯直接氯化反应的主要副产物为一氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷，反应方程式如下：

C2H4+HCl → C2H5Cl （1）

C2H4Cl2+Cl2→ C2H3Cl3+HCl （2）

实验装置：

实验装置是容积为300 mL的耐压夹套玻璃反应釜。设计压力为2.5 MPa，温度范围-20~150 ℃，搅拌转速可调范围0~1500 r/min。 采用低温氯化工艺时，生成物二氯乙烷可直接从釜底出料口液相出料。采用中温、高温氯化工艺时， 反应在二氯乙烷沸点以上进行，气相二氯乙烷经冷凝后进入储罐，其中大部分循环回反应釜以保持反应釜内液位，另一部分则由储罐下方出料口取出。

实验方法：

向反应釜内加入200 mL二氯乙烷，其中， FeCl3的含量为0.1%（w）以及一定量的NaCl。通入氮气将反应体系内空气排空，搅拌、加热反应釜， 然后通入乙烯和氯气开始反应。低温氯化实验的反应温度约为50 ℃，反应压力微正压。中温氯化实验的反应温度为90 ℃，压力约为0.15 MPa。

高温氯化反应的温度为110~120 ℃，压力为0.25 MPa。 采用气相色谱法对产物中的二氯乙烷含量进行分析。分析条件为：SGE BP5型气相色谱柱（30 m×0.32 mm×0.5 μm，固定相：BP5），FID检测，检测器温度200 ℃，载气为氮气，流量为1 mL/min，气化室温度120 ℃，柱温50~200 ℃。