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范文一：乙烯的制备
乙烯制备
①反应的化学方程式是CH3CH2OH_→(浓硫酸，加热）CH2=CH2↑+H2O__ ②浓H2SO4的作用是_催化剂，脱水剂____
③混合液滴加的先后顺序是_先加入1体积酒精，再缓慢加入3体积浓硫酸____ ④迅速升温至170℃的原因是_防止酒精碳化____
⑤有效控制反应混合液温度的方法是_用温度计测量反应温度____
⑥反应后阶段的混合液常变黑，并有刺激性气体生成，除去气体的方法是_通入饱和碳酸氢钠溶液中除去二氧化硫，再通入氢氧化钠溶液中除去二氧化碳____
⑦收集乙烯只能用排水法，其原因是_乙烯密度接近于空气____
⑧在实验之前，首先应_检查装置气密性__ ，实验结束时，应先_将收集气体的导管移出水槽
一、为什么温度计必须插入液面下？
实验室制取乙烯的反应原理：
CH3－CH2－OHCH2＝CH2↑＋H2O，温度要迅速上升到170℃，防止140℃时生
CH3－CH2－O－CH2－CH3＋H2O。 成副产物乙醚，因为：CH3－CH2－OH＋HO－CH2－CH3
该反应属于“液体＋液体生成气体型”反应，两种液体混合后，装于圆底烧瓶中，加热要用到酒精灯，只有当温度计插入液面下，但不能接触瓶底，才能准确测出反应时反应液的温度，避免副反应的发生，确保产物的纯度。
二、为什么在圆底烧瓶中要加少量碎瓷片？
因为反应液的温度较高，被加热的又是两种液体，所以加热时容易产生暴沸而造成危险，在反应混合液中加一些碎瓷片是为了防止暴沸，避免意外。
三、为什么收集乙烯用的是排水集气法？
因为乙烯的密度和空气的密度相接近，而且乙烯又难溶于水，故采用该方法。
四、为什么浓硫酸与乙醇的体积比按3:1混合？
因为浓H2SO4在该反应中除了起催化作用外，还起脱水作用，保持其过量的原因主要是为了使浓H2SO4保持较高的浓度，促使反应向正反应方向进行。
五、为什么制取乙烯时反应液会变黑，还会有刺激性气味产生？
因为在该反应中还伴随有乙醇与浓硫酸发生的氧化还原反应：
C2H5OH ＋ 2H2SO4(浓)
C ＋ 2H2SO4(浓)
还有刺激性气味产生。 2C＋2SO2↑＋2H2O ； CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，由于有C、SO2的生成，故反应液变黑，
例题1.实验室制取乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的C和SO2。某同学设计下列实验以确定上述气体中含有C2H4和SO2。
（1）试解释装置Ⅰ中反应液变黑的原因：________。并写出装置Ⅰ中发生反应的化学方程式__________。
（2）Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ装置可盛放的试剂是：Ⅱ____、Ⅲ____、
Ⅳ____、Ⅴ____(请将下列有关试剂的序号填入空格内)。
A. 品红溶液 B. NaOH溶液 C. 浓H2SO4 D. 酸性KMnO4溶液
（3）能说明SO2气体存在的现象是________。
（4）使用装置Ⅲ的目的是________________。
（5）使用装置Ⅳ的目的是____________。（6）确定含有乙烯的现象是
______________。
解析：因为在装置Ⅰ中还伴随有乙醇与浓硫酸发生的氧化还原反应，装置Ⅰ中发生的化学反应方程式有：
C2H5－OHCH2＝CH2↑＋H2O，C2H5OH＋2H2SO4(浓) 2C＋2SO2↑＋2H2O； C ＋2H2SO4(浓) CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，C2H4和SO2都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，但乙烯不能与NaOH溶液反应，也不与品红溶液作用，利用NaOH溶液来除去SO2，用品红溶液是否褪色来检验SO2是否除尽。除尽SO2后，才能用酸性KMnO4溶液来验证乙烯的存在。
答案：（1）见解析 （2）A B A D （3）装置Ⅱ中品红溶液褪色 （4） 除去SO2气体，以免干扰乙烯的检验 （5） 检验SO2是否除尽 （6）装置Ⅲ 中的品红溶液不褪色，装置Ⅳ中酸性KMnO4溶液褪色。
范文二：氯乙烯的制备
氯乙烯单体的制备
培训教材
第一章 氯乙烯安全生产基础知识
一、氯乙烯工序的任务
二、反应基本原理
三、产品说明
四、工艺流程简述
五、工艺流程方框图
六、生产中原辅材料和成品的性质
第二章 工艺流程
第一部分 混合脱水和合成系统
一 混合脱水系统
二、氯乙烯的合成系统
三、氯乙烯合成对原料气的要求
四、氯乙烯合成反应条件的选择
五． 混脱和合成系统工艺流程方框图
第二部分 粗氯乙烯的净化和压缩
一、净化的目的
二、净化原理—水洗和碱洗
三、盐酸脱吸
四、 粗氯乙烯的压缩
五、 粗氯乙烯的净化和压缩系统工艺流程方框图
第三部分 氯乙烯的精馏
一、精馏的目的和方法
二、精馏的一般原理
三、精馏操作的影响因素
四、 单体质量对聚合的影响
五、先除低沸物后除高沸物精馏工艺的优点
六. 氯乙烯精馏系统工艺流程方框图
第四部分 精馏尾气变压吸附回收
一. 工艺原理
二、吸附平衡
三、工艺生产过程
四、变压吸附部分操作条件表
第五部分 氯乙烯的贮存及输送
第三章、 安全技术措施：
氯乙烯的制备培训教材
第一章 氯乙烯安全生产基础知识
一、氯乙烯工序的任务
本工段的生产任务是将精制后的乙炔气（纯度≥98.5%）、与氯化
氢工段送来的氯化氢气体（纯度≥93%）按一定量配比（1:1.05）混合，
经混合脱水、预热后进入装有氯化高汞触媒的转化器合成粗氯乙烯气
体，并经水洗、碱洗、加压、精馏制得纯度达99.9％以上的合格氯乙
烯单体，供聚合聚氯乙烯树脂使用。
二、反应基本原理
HCL+CH≡CH→CH2＝CHCL+124.6KJ/mol
氯乙烯的物化性质：
氯乙烯在常温、常压下是比空气重一倍的微溶于水的无色气体，
带有一种麻醉性的芳香气味。氯乙烯分子式是C2H3CL,分子量62.51。
主要参数：
沸点：-13.9℃ 凝固点：-159℃
爆炸范围（空气中）3.6%～32%（体积含量）
爆炸范围（氧气中）4%～70%（体积含量）
冲N2或CO2可缩小其爆炸浓度范围。
纯的氯乙烯气体加压到0.5MPa时，可用工业水冷却得到比水略
轻的液体氯乙烯。
液态氯乙烯无论从设备或从管道向外泄漏，都是极其危险的，一
方面它遇到外界火源会爆炸起火，另外，由于它是一种高绝缘性液体，
在压力下快速喷射，就会产生静电积聚而自发起火爆炸。因此，输送
液态氯乙烯时宜选用低流速（一般≤3m/s），并将设备与管道进行防静
电接地。
+
三、产品说明
1、产品名称： 氯乙烯
分子式： C2H3Cl 结构式：H H
2、主要物理、化学性质：氯乙烯分子量：62.5，常温常压下是一
种无色有乙醚香味的气体。冷凝点为－13.9 ℃ ，凝固点为 －
159.7 ℃ ，气体温度越高，密度越小。氯乙烯气体易燃易爆，且较高
浓度时能引起人体急性中毒。氯乙烯含有氯原子和双键，能进行多种
化学反应。
四、工艺流程简述
自乙炔工段来的乙炔气经阻火器进入混合器，自氯化氢工段来的
氯化氢气经氯化氢冷却器分离部分酸液后也进入混合器，两种气体混
合后，经过1级石墨冷却器、2 级 石墨冷却器，用－35 ℃ 冷冻盐水
冷却脱水后，再依次进入1级酸雾过滤器、2级酸雾过滤器充分进行
脱水，然后分别经过热水、蒸汽预热器进入转化器，在触媒的作用下
生成粗氯乙烯气体。
粗氯乙烯气体经过脱汞器进入合成气冷却器冷却，由活性炭吸附
气体中夹带的氯化汞升华物，再经过盐酸组合吸收塔除掉过量的氯化
氢气体和回收盐酸，然后经过碱洗塔，用氢氧化钠除去粗氯乙烯气体
中残余的氯化氢和二氧化碳，进入机前预冷器、机前除雾器冷却脱水，
然后去氯乙烯压缩机进行加压，氯乙烯气柜作为缓冲设备。氯乙烯压
缩机将气体压缩至0.65MPa，经过机后冷却器冷却降温后送分馏岗位
精制。
经压缩后的粗氯乙烯气体经单体空冷管冷却送入全凝器，经＋7℃
冷冻盐水冷却，冷凝下来的液体氯乙烯经水分离器分离水份后，进入
低沸塔，通过塔板、塔釜再沸器、塔顶冷凝器进行低沸点物的分离。
被分离出的低沸点物从塔顶出来和全凝器内未冷凝的气体汇合，进入
三台串联的尾气冷凝器，用－35 ℃ 冷冻盐水冷却，回收部分氯乙烯
后不凝气体去尾气变压吸附系统。尾气冷凝液流入水分离器。
被除去低沸物的氯乙烯从低沸塔底部加入高沸塔，进行
高沸点物的分离，被分离出高沸点物的氯乙烯气体经高沸塔
顶冷凝器进入成品冷凝器，用＋7 ℃冷冻盐水冷凝后进入单
体中间槽贮存，经泵打入球形储罐。高沸塔底的高沸物排至
高沸物贮槽，经热水加热回收部分氯乙烯后排至二氯乙烷贮
槽。
五、工艺流程方框图
六、生产中原辅材料和成品的性质
本工段是利用乙炔和氯化氢两种气体为原料，在氯化汞触媒的作
用下合成氯乙烯、副产品二氯乙烷。这些物质均具有易燃、易爆、毒
害及刺激性，所以在生产中操作工必须遵守安全操作和掌握防护技术。
㈠ 原辅材料的性质
1、乙炔：当温度超过550℃，即能发生爆炸；当温度低于550℃，但
接触氧化银或氧化铜时也能发生爆炸。乙炔与空气的混合爆炸范围在
2.3－81%之间；当乙炔含量在13%时爆炸危险性最大。乙炔毒性不甚
剧烈，允许安全浓度为0.5ml / L以下，乙炔气中毒后，先是兴奋，
有不安、幻想、哭等现象，兴奋后则有沉睡、呕吐、发呆等症状。
2、氯化氢：是一种刺激性很强的气体，对皮肤粘膜及角膜有强烈的刺
激性，急性中毒时，有食欲减退、头痛、失眠、眼膜发炎等症状，在
空气中浓度达5%时能使人头昏。在含氯化氢浓度20－40%空气中停留
十分钟后，将危及生命。
3、氯化汞触煤：对消化器官、分泌器官及粘膜等有剧烈危害，如空气
中含二氯化汞粉尘，则易发生慢性汞中毒，二氯化汞内服致命含量为
0.1－0.5g 。
4、二氯乙烷：氯乙烯反应副产物，为易燃、易爆物质，在常温下为液
体，与空气混合后爆炸范围为5.8－15.6%，空气中允许浓度为
0.05mg/l。
5、烧碱：液体苛性钠，有强烈的腐蚀性，淡碱液对皮肤有滑腻之感，
浓碱会灼伤皮肤，如接触应速用水冲洗。
㈡、成品VCM的性质：
氯乙烯比空气重，当与空气混合浓度在4－22%范围内遇明火即发
生爆炸。人在1%浓度环境中停留30－60分钟，对生命有危险；如遇
中毒立即将人抬到户外空气新鲜处，冬季在室内通风处，打开窗户施
行人工呼吸，使之恢复呼吸，转送入医院。
第二章 工艺流程
第一部分 混合脱水和合成系统
一、 混合脱水系统
1.混合脱水的目的
原料气C2H2和HCL的水分必须尽量除去，因为原料气中水分的存在，
容易溶解HCL形成盐酸，严重腐蚀转化器。特别严重时可以使列管发
生穿漏，被迫停工检修，使生产受损失。水分的存在易使转化器的催
化剂结块，降低催化剂的活性，还导致整个转化系统的阻力增加，气
流分布不均匀。局部地方由于反应特别剧烈发生过热，使HgCL2升华
加剧，催化剂活性迅速降低，并且波动大，不易控制。水分的存在还
容易发生副反应，如：
C2H2＋H2O→CH3CHO(乙醛)
乙醛在精制中不易除去，于是成为VCM中的杂质，对聚合反应有一定
的影响，同时由于生成乙醛，一部分乙炔原料被消耗，VCM的收率降
低。
乙炔和氯化氢原料气的含水量应在0.06%以下。
2. 混合脱水的原理
利用冷冻方法混合脱水，是利用盐酸冰点低，盐酸上水蒸汽分压低的
原理，将混合气体冷冻脱酸，以降低混合气体中水蒸气分压来降低气
相中水含量，达到进一步降低混合气体中的水分至所需要的工艺指标。
在乙炔与氯化氢混合冷冻脱水工艺中，由于原料气中水分溶解HCL后，
盐酸浓度高达40%左右，混合气体的含水量取决于该温度下的40%盐酸
溶液上的蒸气分压，混合气温度越低，水分含量也越小。
在混合冷冻脱水过程中，冷凝的40%盐酸，除少量是以液膜状自石墨
冷却器列管内壁流出外，大部分呈极微小的“酸雾”（直径在几微米以
下）悬浮于混合气流中，形成“气溶胶”，用一般气液相分离设备是捕
捉不到的，而采用浸渍3%～5%憎水性有机硅树脂的5～10um的 玻
璃棉，可以将其大部分分离下来。
3.工艺条件的选择
冷冻混合脱水关键是温度的控制，温度高混合气体含水分达不 到工艺要求，会腐蚀碳钢设备和管道，还会在转化器内同乙炔反应生
成乙醛类的缩合物（黏稠状），使触媒结块堵塞转化器列管，部分触媒
失去作用，转化系统阻力增大；温度太低，低于浓盐酸的冰点（-18℃），
则盐酸结冰，该冰塞堵塞设备管道，系统阻力增大、流量下降，严重
时流量将为零，无法继续生产。因此，混合脱水二级石墨冷却器出口
的气体温度必须稳定控制在（-14±2）℃范围内。
经混合脱水后的混合气体温度很低，需要在与预热器中加热到
70-80℃后才能进入转化器进行反应。这是因为混合气体加热后，使未
除净的雾滴全部气化，可以降低氯化氢对碳钢的腐蚀性，气体温度接
近转化温度有利于提高转化反应的效率。
二、氯乙烯的合成系统
一定纯度的乙炔气体和氯化氢气体按照1：（1.05-1.07）的比例混合后，
在氯化高汞触媒的作用下，在100-180℃温度下反应生成氯乙烯，
乙炔与氯化氢在升汞催化剂存在下的气相加成反应式：
HCL+CH≡CH→CH2＝CHCL+124.6KJ/mol
氯乙烯的合成在转化器中完成，转化器列管中装填有吸附HgCL2催化剂的触媒，使乙炔和氯化氢在一定的温度下合成转化为氯乙烯。 在合成反应中还有少量的副反应的发生
乙炔与氯化氢加成反应生成二氯乙烷：
C2H2+HCL→C2H4CL2
副反应是我们所不希望的，既消耗掉宝贵的原料乙炔，又给氯乙烯精馏增加了负荷，其关键是催化剂的选择、摩尔比、反应热的及时移出和反应温度的控制。
1.催化剂 是一种能改变化学反应速度，而本身的组成、质量和化学性质在反应前后保持不变的物质。每一种催化剂必须在一个合适的温度范围内，才能发挥出最大催化效力。
升汞又叫氯化高汞，它在常温下是白色的结晶粉末，分子式HgCL2。纯
的升汞粉末对氯乙烯合成反应并无活性，而吸附于活性炭表面上的氯化高汞分子，由于与碳的相互作用，对该反应有优异的活性和选择性，是迄今为止该反应最理想的氯化汞催化剂。氯化汞催化剂制造宜选用试剂级升汞，其纯度要求＞99%。
在氯乙烯生产中，HgCL2催化剂由于反应物中的某些杂质（如CO、H2S等）存在，可以使催化剂中毒，使催化剂活性降低或者完全失去活性。 现国内大部分厂家氯乙烯合成使用的氯化汞催化剂，以活性炭为载体，浸渍吸附10.5%～12.5%左右的升汞而制成的，其含汞量系指升汞10.5～12.5份，活性炭100份而言。
2． 活性炭 用作氯化汞催化剂载体的活性炭，通常由低灰分的煤加
工制成，并经750～950℃高温水蒸气活化，以氧化（或称“烧掉”）
成型后碳粒内部的挥发组分，使之形成许多微细的“孔穴”和“通道”
因此，活性炭具有非常大的表面积，每克就包含有800～1000m2的表
面积，常称为活性炭的比表面积。活性炭的这种性质，使它具有优异
的吸附性能，被广泛地应用于气体或液体中微量元素的吸附分离过
程：制造各种有毒有害气体的防毒面具，以及催化剂的载体。
作为氯乙烯氯化汞催化剂载体的活性炭，其内部“通道”为10um左右
的微孔型。
用于氯化汞催化剂制造的活性炭规格：
颗粒尺寸：颗粒直径3mm，长4～6mm
机械强度：＞90%
比表面积：800～1000m2/g
含水分：≤1%
三、氯乙烯合成对原料气的要求
1.氯乙烯合成对原料C2H2的要求
氯乙烯合成对原料乙炔的纯度和杂质含量有严格的要求：
A．纯度 纯度要求≥98.5%
因纯度低使CO2等惰性气体增多，不但降低合成的转化率，还将使分
馏系统的冷凝器传热系数显著下降，尾气放空量增加，从而降低分馏
的收率。
B.硫、磷含量 硫、磷含量要求AgNO3试纸不变色。
乙炔中杂质如PH3、H2S等均能与汞催化剂发生不可逆的吸附，使催化
剂中毒，降低催化剂使用寿命。
HgCL2+H2S→HgS+2HCL
3HgCL2+PH3→(HgCL)3P+3HCL
C.水分 含水要求≤0.06%
乙炔气中含水过高易与氯化氢形成盐酸，使转化器设备及管线受到严
重腐蚀，腐蚀的产物FeCL3、FeCL2结晶体还会堵塞管线，威胁安全生
产。水分还易使催化剂结块，降低催化剂活性，导致转化器阻力上升，
流量提不上。此外，水分还易与乙炔反应生成对聚合有害的杂质乙醛：
C2H2+H2O→CH3-CHO
水分的存在，还能与乙炔和升汞生成有机配合物，后者覆盖于催化剂
表面，使催化剂活性降低。
2.氯乙烯合成对原料氯化氢的要求
A.纯度 纯度要求≥93%
HCL气体中夹带的H2等惰性气体，将会在冷凝器的内表面形成一层薄
薄的气膜，妨碍VCM的换热液化。为克服传热不良的问题，要保证尾
凝器有足够的换热面积，尽可能地提高HCL的纯度。
B.游离氯 游离氯要求≤0.002%
由于氯化氢合成中的氢、氯配比不当或压力波动，使合成氯化氢中含
有游离氯，其与乙炔气在混合器混合后即发生激烈反应，生成氯乙炔
并放出大量热量，促使混合气体瞬时膨胀，易在混合脱水的石墨冷凝
器等薄弱环节处爆炸，破坏性很大，因此必须严格控制。一般借游离
氯自动测定仪或检测混合器出口气相温度，当超过50℃时即紧急停
车。
正常生成中，应严格控制氯化氢中无游离氯检出。
C.含O2 含O2要求2%
塔与塔顶分凝器分体
四、 单体质量对聚合的影响 ①.VCM中乙炔对聚合的影响。
单体中即使存在微量的乙炔杂质，都会影响树脂的聚合度及质量。这是因为乙炔是活泼的链转移剂，能与长链游离基反应，使产品大分子中存在双键，其对产品的热稳定性有不利的影响，将成为大分子降解脱氯化氢的薄弱环节。
单体中的乙炔杂质还能使聚合的反应速度减慢，树脂的聚合度（粘数）下降。
一般，乙炔含量≤6ppm时，对聚合反应的控制和树脂的质量影响不大，工业生产控制乙炔含量在10ppm（0.001%）以下。实际操作中，遇乙炔杂质含量超标时，可降低反应温度，如50ppm降低0.5℃控制，或挥发排气回收入气柜，由压缩机送至再精馏。 ②.VCM中高沸物对聚合的影响
单体中存在的乙醛、二氯乙烯、二氯乙烷等高沸点物质，都是活泼的链转移剂，既能降低聚合产品的聚合度，又能减缓聚合反应速度。 此外，高沸物杂质尚会影响到树脂的颗粒形态结构，增加聚氯乙烯大分子支化度，以及影响粘釜和“鱼眼”质量指标等。工业生产中一般控制单体含高沸物在100ppm以下（即单体纯度≥99.99%），当高沸物含量超过该指标值在一定范围内，也可借降低聚合反应温度处理。
五、先除低沸物后除高沸物精馏工艺的优点
目前，大部分工厂的氯乙烯精馏操作，都已采用液相进料，先除低沸点物后除高沸点物的工艺流程。与先除高沸点物后除低沸点物的流程相比 ，具有以下优点：
① 成品氯乙烯由塔顶气相出料经冷凝收集，可减少因设备腐蚀产生的铁离子和塔内生成的自聚物含量，以满足聚合过程对单体中杂质含量的要求。
② 由于高沸塔采用液相进料，在一定回流比下只要采用极少的理论塔板数，就可获得含量99.9%～99.99%以上的高纯度单体。而采用气相进料流程时，要获得同样的高纯度单体，则需要的理论塔板数要增加好几倍。
③ 由于高沸塔在低沸塔之后，就有可能使低沸塔在0.6MPa（表压）以上的压力下操作，而高沸塔压力可由加料减压阀的开启度和成品冷凝器温度来控制，使其在较低的压力，如0.25～0.35MPa（表压）的压力下操作，这样可减少所需的理论塔板数，或提高成品单体的纯度。
操作实践证明，采用先除低沸点物后除高沸点物的精馏工艺流程后，单体纯度一般均能稳定控制在99.9%～99.99%以上。 六. 氯乙烯精馏系统工艺流程方框图
第四部分 精馏尾气变压吸附回收
一、设计范围及依据
点①：原料气进界区管道； 点②：产品氢气出界区管道； 点③：解吸气出界区管道；； 点④：氯乙烯富集气出界区管道； 1.原料气、产品、副产品成分组成。
原料气：为VCM分馏尾气，用管道输送至界区。 压力：0.52-0.55MPa; 温度：-8～-16℃ ； 流量：～2720Nm3/h 产品：为氯乙烯富集气和氢气。 产品氯乙烯富集气规格
温度：≤80℃ ；压力：≥0.05MPa ；流量：～884Nm3/h;
温度：≤40℃ ；压力：～0.4MPa ；流量：～1244Nm3/h; 纯度：H2
≥99.9% C2H2≤1ppm; 副产品：为解吸气，就地高空排放。 温度：≤80℃ ；压力：≥0.02MPa ；流量：～592Nm3/h; 二、工艺 1、概述
本装置采用四川天一科技股份有限公司开发的变压吸附气体分离技术以VCM分馏尾气为原料，采用两段变压吸附技术回收氯乙烯富集气及提纯氢气。装置处理原料气～2720Nm3/h，产品氢气～1244Nm3/h，产品氯乙烯富集气～884Nm3/h。
PSA-I 为净化系统 ；PSA-II 为提氢系统； 2、工艺原理
变压吸附的基本原理是：利用吸附剂对气体的吸附有选择性，即不同的气体（吸附质）在吸附剂上的吸附量有差异和一种特定的气体在吸附剂上的吸附量随压力变化而变化的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生。
变压吸附提纯技术就是根据变压吸附的原理，在吸附剂选择吸附的条件下，加压吸附原料气中的N2、C2H2、C2H3Cl等杂质组分。而氢气等不易吸附的组分则通过吸附床层由吸附器顶部排出，从而实现气体混合物的分离。通过降低吸附床的压力使被吸附的杂质组分脱附解吸，使吸附剂得到再生，同时达到提纯气体的目的。
吸附器内的吸附剂对不同组分的吸附是定量的，当吸附剂对有效组分的吸附达到一定量后，有效组分从吸附剂上能有效地解吸，使吸附剂能重复使用时，吸附分离工艺才有实用意义。故每个吸附器在实际过程中必须经过吸附和再生阶段。对每个吸附器而言，吸附过程是间歇的，必须采用多个吸附器循环操作，才能连续制取产品气。
本装置采用“降压+冲洗”的解吸工艺，尽可能降低杂质组分的分压，以使吸附剂得到彻底再生。
多床变压吸附的意义在于：保证在任何时刻都有相同数量的吸附器处于吸附状态，使产品气能连续稳定地输出；保证适当的均压次数，使产品有较高的回收率。 3、生产过程
VCM分馏尾气进入界区，经加热器加热至30℃，进入由5台吸附器组成的PSA-I净化系统。
PSA-I净化系统采用5-1-3/V的工艺流程：即任意时刻均有1台吸附器处于吸附步骤，实现三次均压，抽空、冲洗解吸的工艺。原料气自下而上进入正处于吸附状态的吸附器中，由其内部的吸附剂进行选择性的吸附，在吸附器顶部得到的净化气，进入PSA-II提氢系统；通过逆放、抽空和冲洗步骤将被吸附的组分解吸出来，得到产品氯乙烯富集
气，经冷却器冷却至常温后进入鼓风机加压至～0.058MPa，通过管道送至界外。
整个操作过程在环境温度下进行。每台吸附器在不同时间依次经历吸附（A)、顺放（PP)、一均降（E1D)、二均降（E2D)、三均降（E3D)、抽空/冲洗（V/VP)、逆放（D)、三均升（E3R)、二均升（E2R)、一均升（E1R)、最终升压（FR)等步骤完成一个吸附周期。五台吸附器交替循环操作，时间上互相交错，以此达到原料气连续不断地输入，产品氯乙烯富集气连续不断地输出的目的。
PSA-II净化系统采用4-1-2/V的工艺流程：即任意时刻均有1台吸附器处于吸附步骤，实现两次均压，顺放、抽空解吸的工艺。原料气自下而上进入正处于吸附状态的吸附器中，由其内部的吸附剂进行选择性的吸附，在吸附器顶部得到纯度≥99.9%的产品氢气，在压力≥0.4MPa、温度≤40℃下送出界区。整个操作过程在环境温度下进行。每台吸附器在不同时间依次经历吸附（A)、一均降（E1D)、二均降（E2D)、顺放（PP）、抽空（V)、逆放（D)、二均升（E2R)、一均升（E1R)、最终升压（FR)等步骤完成一个吸附周期。四台吸附器交替循环操作，时间上互相交错，以此达到原料气连续不断地输入，产品氢气连续不断地输出的目的。
PSA-II净化系统顺放和逆放初期步骤的气体进入PSA-I进行冲洗，抽空出来的解吸气，就地高空排放。
本装置核心技术是PSA工艺，该工艺具有流程简单、投资少、能耗低、自动化程度高、产品纯度高、成本低等优点。整个吸附分离循环过程由计算机控制，全部实现自动化操作，装置弹性大，能适应原料气流量和组成的波动。
三、工艺流程简述
原料气在压力～0.5MPa、温度-8～-16℃下进入本装置，经原料气加热器（E2601)加热到25～30℃，流量计（FIQ-2601)计量后进入由5台吸附器及一系列程控阀组成的PSA-I净化系统，气体从吸附器底部进入，C2H3CL、C2H2及部分N2等组分被吸附，从吸附器底部逆放初期出来的气体进入氯乙烯富集气缓冲罐（V2603)缓冲、调节阀PV-2606A减压后进入氯乙烯富集气混合罐（V2604)，逆放后期的气体通过调节阀HV-2603调压后直接进入氯乙烯富集气混合罐(V2604)；最后通过抽空解吸过程释放出来的气体，经真空泵后冷却器冷却至常温，进入氯乙烯富集气混合罐（V2604）与逆放气混合后，经鼓风机（C2601AB)加压至～0.058MPa，流量计(FIQ-2602)计量后，连续稳定地送出界区。 从PSA-I系统得到的净化气，作为提氢的原料气，进入由4台吸附器及一系列程控阀组成的PSA-II提氢系统，从出口端得到产品氢气，经调节阀(PV-2651)稳压后进入氢气缓冲罐（V2651)缓冲，流量计(FIQ-2651)计量后连续稳定地送出界区。 通过逆放、抽空得到的解吸气就地高空排放。
PSA-I系统中，调节阀(PV-2602)控制吸附器吸附压力，调节阀（HV-2601)控制吸附器终充气体流量，调节阀（HV-2602)控制吸附器顺放、冲洗的气体流量，调节阀（HV-2603)控制吸附器逆放后期的气体流量，调节阀(PV-2606A、PV-2607)调节鼓风机进出口压力。
PSA-II系统中，调节阀(PV-2651)控制吸附器的吸附压力，调节阀（HV-2651)控制吸附器终充的气体流量，调节阀（HV-2652)控制吸附器逆放的气体流量。 四、主要工艺控制指标
1.PSA-I净化系统：
①原料气压力：～0.52-0.55MPa ②原料气温度：-8～-16℃ ③原料气流量：～2720Nm3/h
④产品气氯乙烯富集气压力：≥0.05MPa ⑤产品气氯乙烯富集气温度；≤80℃ ⑥产品气氯乙烯富集气流量：～884Nm3/h ⑦吸附器运行工艺骤压力及时序：
表1.PSA-I净化系统（5-1-3/V)时序表
2.PSA-II提氢系统
①产品氢气压力：～0.4MPa ②产品氢气温度：≤40℃ ③产品氢气流量：～1244Nm3/h
④产品氢气纯度：H2≥99.9% C2H3CL≤91ppm
表2.PSA-II提氢系统（4-1-2/V)
第五部分 氯乙烯的贮存及输送
生产中，由精馏制得的精氯乙烯储存于储槽中。储槽有卧式、立式、球罐几种形式。储槽的装料系数为了安全起见应≤85%，并有保温绝热措施，最好设置遮阳蓬防止阳光直射。储槽的容积应充分考虑生产波动或间断时的合理的缓冲能力。储槽周边应设置合理的安全距离，并设置相应的消防设施及安全围堰，要防止闲杂人员进入。氯乙烯送往聚合的
方式一般采用泵送。由于储槽中的氯乙烯是易气化的液体，因此要保证储槽与输送泵之间的位差大于泵入口管道、管件的阻力与泵的入口吸入高度之和，这样才能使泵入口处的液体氯乙烯的压力大于该温度下氯乙烯的饱和蒸汽压，液体氯乙烯才不会气化，输送泵才能正常工作。
第三章、 安全技术措施：
一、聚氯乙烯在整个生产过程中，无论是原料、中间产品和各种助
剂，大部分为有毒易燃易爆的物质，属于甲级防火防爆单位，各生产岗位的安全管理均应符合规范要求
1. 在工厂范围，30m距离以内严禁烟火，严禁携带易爆、易燃品和穿钉鞋进入生产区域，生产所用的易燃品（棉纱、油类等）应放在指定的地点，并妥善保管。
2. 盛装和输送易燃易爆物料的设备，管道应该严密无泄漏，发现泄漏应及时检修，若开车无法检修，又严重威胁安全生产，应立即停车检修。
3. 所有盛装易燃易爆物料的设备和运输管道，均应有良好的静电接地装置，厂房和装置的避雷装置应保持良好，不得损坏，每年要检测校验一次，接地线的测试必须合格，测试报告要记录备查。 4. 所有的电动机和电器设备均应有良好的接地装置，机械传动设备应有完整的安全防护罩。
5. 当班工人，不得任意脱离工作岗位，传动设备合闸前，要按操作法规定，严格细致检查，注意设备内外是否有人工作。
6. 下釜、下槽和进入其他设备容器工作应做到：a.切断电源拿下保险，并挂上严禁合闸的警示牌。b.物料管道断开和堵盲板，切断物料，容器内用N2或水置换。进行取样分析，易燃易爆或有毒物质含量小于规定范围，含氧量≥20%，方可进行工作。C.如需动火处理，应按规定办理动火手续。d.进入设备容器内工作，应系好安全带和戴好安全帽。e.外面应至少留一个人监护，监护人应高度负责，不得随意离开岗位。
7. 登高作业3m以上，有毒区2m以上应系好安全带和戴好安全帽，并携带好材料、工具，切勿落下伤人。
8. 安全阀、防爆膜、压力表要经常保持灵活好用，均应按照受压容器管理规范要求，按期进行校验，并做好记录，打好铅封，记录上应有检验人签字存档备查，聚合釜安全阀正常情况下要一季度校验一次，如遇特殊情况，例如安全阀误操作跳开，低改高型号树脂生产，要随时调校安全阀。
9. 砂封、阻火器等安全装置每半年清理检查一次。
10. 系统设备管道停车检修，必须将物料处理干净，排N2置换。经分析化验合格，办理动火证后，方可动火检查。
11. 系统设备，管道开车，应用N2置换，分析含氧在3%以下，方可进行开车。
12. 盛装和输送C2H2、VCM的管道，设备严禁用铁器敲打，以免发生火花。
13. 盛装和输送C2H2的设备及其附件、管道和管件、阀门等，不得采用铜、银、汞等金属材质，防止生产爆炸物，如需采用铜材，其含量不得超过70%，如需采用汞作压力计时，要加甘油等做隔离液。
14. VCM单体贮槽、计量槽的VCM填充系数不大于85%。
15.转化器装卸触媒时，周围空气必须流通，以免有毒性的触媒侵害身体，废触媒必须集中处理。
16 .更换液碱时必须穿戴防护眼镜、手套、工作服、工作帽。 17.凡皮肤接触到了氯化汞或它的溶液时，必须立即用热水洗净；在食前，必须洗脸、洗手，下班后应洗澡。
18.凡来厂的新工人或外来实习培训人员在进岗前必须进行三级安全教育并经考试合格，方可进岗工作。
19.凡厂区马路及消防通道上，不得堆放任何妨碍交通的物资，确保 马路及消防通道畅通无阻。
二、原材料及中间体的燃烧、爆炸性能及防护 1.原料中间体的闪点、自燃点、爆炸范围
2、由于生产过程中都有可燃性气体排放的可能，故在房顶均置有防雷装置，各易燃气体放空管上应装阻火器，以防雷击起火倒抽入设备内。 3、加强岗位操作的安全责任感，生产实践证明，操作不当，巡逻检查不及时或误操作均会造成重大事故，如：
①.清净系统的次氯酸钠配制，如氯气或次氯酸钠流量控制疏忽，使有效氯过高，或PH值过低，均易生成氯乙炔，后者极易引起中和干燥塔内或换碱时爆炸。
②.合成系统的操作控制，如氯化氢装置送来的氯化氢中含游离氯过高，在混合器中易与乙炔混合后气相反应生成氯乙炔而显著放热，若混合温度超过50℃报警时又未及时关闭乙炔进口总阀，必将造成混合器或石墨冷却器爆炸。
③.聚合系统投料操作如投料计量不准确又无专人复核，则易引起爆聚，若处理不当甚至引起釜体爆炸。
④.清净水环式压缩机进口及氯乙烯压缩机进口的设备和管道，如操作中产生负压则使空气抽入，从而易于形成爆炸性混合物。
4、加强设备维护检修管理，设备和管道内易燃易爆气体的“跑、冒、滴、漏”是防毒也是防爆防火的大敌。例如发生器加料的火警事故，多是出现在加料阀漏气的时机，另外如安全阀、温度及压力仪表的故障也是对安全生产的威胁。 5、各类危险品的消防灭火
发现火警时，首先应力求镇静，看清火源及有关着火物质的性质，采用不同的灭火材料与方法，并立即报告有关消防部门。
① 一般房屋、木材等固体物质着火，均可用水、砂或酸碱泡沫灭火。
② 密度比水小的油类或VCM单体、EDC、沥青等着火，可用N2、砂土、蒸汽、CO2或干粉灭火器。
③ 电气设备着火应用CCL4或CO2干粉灭火，不能用水或泡沫灭火器，因喷出物质有导电性，可能引起救火者触电。
④ 对于某些岗位或设备上有N2气源的，一旦出现紧急情况，可用N2
灭火。
范文三：环乙烯的制备
实验二环己烯的制备
一、实验目的
1、学习、掌握由环己醇制备环己烯的原理及方法。
2、了解分馏的原理及实验操作。
3、练习并掌握蒸馏、分液、干燥等实验操作方法。
二、实验原理主反应
副反应2OH
OH
+ H2O+ H2O
主反应为可逆反应，本实验采用的措施是：边反应边蒸出反应生成的环己烯和水形成的二元共沸物（沸点70.8℃，含水10%）。但是原料环己醇也能和水形成二元共沸物（沸点97.8℃，含水80%）。为了使产物以共沸物的形式蒸出反应体系，而又不夹带原料环己醇，本实验采用分馏装置，并控制柱顶温度不超过73℃。
反应采用85%的磷酸为催化剂，而不用浓硫酸作催化剂，是因为磷酸氧化能力较硫酸弱得多，减少了氧化副反应。
分馏的原理就是让上升的蒸汽和下降的冷凝液在分馏柱中进行多次热交换，相当于在分馏柱中进行多次蒸馏，从而使低沸点的物质不断上升、被蒸出；高沸点的物质不断地被冷凝、下降、流回加热容器中；结果将沸点不同的物质分离。
三、实验药品及物理常数
药品名称
环己醇
85%H3PO4
环己烯
其它药品分子量(molwt)100.169882.14饱和食盐水、无水氯化钙用量熔点(℃)25.2沸点(℃)161比重(d420)0.96241.834830.8098水溶解度(g/100mL)稍溶于水易溶于水不溶于水（mL、g、mol）10mL（0.096mol）5mL（0.08mol）
四、实验装置图
图1反应装置图2蒸馏装置图3分液漏斗
五、实验流程图
六、实验步骤
在50毫升干燥的圆底烧瓶中，放入10mL环己醇（9.6g，0.096mol）、5mL85%磷酸，充分振摇、混合均匀。投入2粒沸石，按图1安装反应装置，用锥形瓶作接受器。
将烧瓶慢慢加热，控制加热速度使分馏柱上端的温度不要超过73℃，馏出液为带水的混合物。当没有溜出液时，升高温度，继续分馏。当温度计读数超过85℃，或烧瓶中只剩下很少量的残液并出现阵阵白雾时，即可停止蒸馏。全部蒸馏时间约需40min。
将蒸馏液分去水层，加入等体积的饱和食盐水，充分振摇后静止分层，分去水层（洗涤微量的酸，产品在哪一层？）。将下层水溶液自漏斗下端活塞放出、上层的粗产物自漏斗的上口倒入干燥的小锥形瓶中，加入无水氯化钙干燥。
将干燥后的产物滤入干燥的50mL圆底烧瓶中，加入2粒沸石，加热蒸馏，收集82~85℃的馏分，产量约4~5g。
本实验约需4h。
七、操作要点及注意事项
1、本反应是可逆的，故采用了在反应过程中将产物的反应体系分离出来的办法，推动反应向正反应方向移动，提高产物的产率。
2、环己醇在常温下是粘稠状液体，因而若用量筒量取时应注意转移中的损失。所以，取样时，最好先取环己醇，后取磷酸。
3、磷酸有一定的氧化性，加磷酸后要充分摇勺后加热，否则在加热过程中可能会局部碳化，使溶液变黑。
4、由于反应中环己烯与水形成共沸物(沸点70.8℃，含水l0％)；环己醇也能与水形成共沸物(沸点97.8℃,含水80％)。因比在加热时温度不可过高，蒸馏速度不宜太快，以减少未作用的环己醇蒸出。（实验要求柱顶控制在73℃左右，但反应速度太慢。本实验为了加快蒸出的速度，可控制在85℃以下。
5、反应终点的判断可参考以下几个参数：（1）反应进行40min左右；（2）分馏出的环己烯和水的共沸物达到理论计算量；（3）反应烧瓶中出现白雾；（4）柱顶温度下降后又升到85℃以上。
6、液体物质的干燥通常是通过向带有少量水的液体中加入干燥剂，振荡并密封放置而干燥的。就每一类被干燥物选择干燥剂时，其基本原则是干燥剂不能与被干燥的物质起化学反应，干燥剂也不能溶解在被干燥的物质里。
当干燥未知物质的溶液时，一定要使用化学惰性的干燥剂，譬如硫酸镁或硫酸钠。金属钠在使用时，可用压钠机将金属钠压成丝状直接加到被干燥的液体物质中。金属钠块在放入到压钠机前，其氧化表皮应予除去。压钠机使用后，必须用乙醇处理，再用水洗净干燥待用。
在干燥液体物质或溶液的过程中，并不是干燥剂加得越多越好。实际上，干燥效能的高低取决于干燥剂吸水后结晶水水合物的蒸汽压的大小，蒸汽压越小干燥效能越高。所以，当已经达到化学平衡，加入多余的干燥剂只能造成液体物质的损失。
在实际操作中，应当将被干燥的液体中的水分尽可能分离干净，不应有任何可见的水层。将该液体置于锥形瓶中，用药勺取适量的干燥剂放入液体中，加塞振摇片刻。如发现干燥剂附着瓶壁互相粘结，表明干燥剂不够，应予添加。一般每10毫升液体约需0.5~1克干燥剂。经干燥后，液体由浑浊变澄清，表明液体中的水分已基本除去。
洗涤分水时，水层应尽可能分离完全，否则将增加无水氯化钙的用量，使产物更多地被干燥剂吸附而招致损失。这里用无水氯化钙干燥较适合，因它还可除去少量环己醇。无水氯化钙的用量视粗产品中的含水量而定，一般干燥时间应在半个小时以上，最好干燥过夜。但由于时间关系，实际实验过程中，可能干燥时间不够，这样在最后蒸馏时，可能会有较多的前馏分（环己烯和水的共沸物）蒸出。
7、萃取与洗涤的原理与操作都相同，所不同的是它们的目的不一样。洗涤常用于在有机物中除去少量酸、碱等杂质。这时一般可以用稀碱或稀酸水溶液来反洗有机溶液，通过中和反应以达到除去杂质的目的。在洗涤或萃取时，当溶液呈碱性时，常常会产生乳化现象。这时可以通过静置、加入少量食盐、加入少量稀硫酸等方法来破坏乳化。
萃取的具体操作如下：
首先选择容积较被萃取溶液体积大一倍以上的分液漏斗，将漏斗活塞取出擦干后薄薄地涂上一
层凡士林，塞好活塞后旋转数圈，然后放置在铁圈中（铁圈固定在铁架上）；再关闭活塞，将被萃取溶液和萃取剂（一般为被萃取溶液体积的1/3）依次自上口到入到分液漏斗中，塞好上端玻塞或橡皮塞；取下分液漏斗以右手手掌顶住漏斗磨口玻璃塞，手指握住漏斗的颈部，左手握住漏斗的活塞部分，大拇指和食指按住活塞柄，中指垫在塞座下边，然后振摇；振摇时将漏斗略倾斜，漏斗的活塞部分向上，便于自活塞放气；开始时振摇要慢，每摇几次以后，就要将活塞打开放气，如此反复放气到漏斗中的压力较小时，再剧烈振摇2-3分钟，然后将漏斗放回到铁圈中静置；待两层液体完全分开后，打开上面的玻塞，在将活塞缓缓旋开，下层液体自活塞放出；再从分液漏斗的上口倒出上层液体；水层再倒入漏斗，重复上述萃取操作即可。
8、在蒸馏已干燥的产物时，蒸馏所用仪器都应充分干燥。接收产品的锥形瓶应事先称重。
9、进实验室前，一定要事先查好原料、产品及副产品的物理常数，做到心中有数。
八、思考题
1、在纯化环己烯时，用等体积的饱和食盐水洗涤，而不用水洗涤，目的何在？
答：在纯化有机物时，常用饱和食盐水洗涤，而不用水直接洗涤是利用其盐析效应，可降低有机物在水中的溶解度，并能加快水、油的分层。
2、本实验提高产率的措施是什么？
答：本实验主反应为可逆反应，提高反应采取的措施是：边反应边蒸出反应生成的环己烯和水形成的二元共沸物，并控制柱顶温度不超过85℃。
3、实验中，为什么要控制柱顶温度不超过85℃？
答：由于环己烯和水形成的二元共沸物（含水10%）沸点是70.8℃，而原料环己醇也能和水形成二元共沸物（沸点97.8℃，含水80%）。为了使产物以共沸物的形式蒸出反应体系，而又不夹带原料环己醇，本实验采用分馏装置，并控制柱顶温度不超过85℃。
4、本实验用磷酸作催化剂比用硫酸作催化剂好在哪里？
答：采用硫酸作催化剂虽然反应速度较快，但由于硫酸的氧化性比磷酸强，反应时部分原料会被氧化、甚至碳化，使溶液颜色加深，产率有所降低。此外，反应时会有少量SO2气化放出。在纯化时，需要碱洗，增加了纯化步骤。
5、蒸馏时，加入沸石的目的是什么？
答：沸石就是未上釉的瓷片敲碎而成的小粒。它上面有很多毛细孔，当液体加热时，能产生细小的气泡，成为沸腾中心。这样可以防止液体加热时产生过热现象，防止暴沸，使沸腾保持平稳。
一般加热回流、蒸馏、分馏、水蒸汽发生器产生水蒸汽都需要加沸石。但减压蒸馏、水蒸气蒸馏、电动搅拌反应不需要加沸石。
在一次持续蒸馏时，沸石一直有效；一旦中途停止沸腾或蒸馏，原有沸石即失效，再次加热蒸馏时，应补加新沸石。如果事先忘了加沸石，决不能在液体加热到沸腾时补加。因为这样会引起剧烈暴沸，使液体冲出瓶外，还容易发生着火事故。故应该在冷却一段时间后再补加。
6、使用分液漏斗有哪些注意事项？
答：使用分液漏斗洗涤和萃取时，有以下注意事项：
（1）分液漏斗在长期放置时，为防止盖子的旋塞粘接在一起，一般都衬有一层纸。使用前，要先去掉衬纸，检查盖子和旋塞是否漏水。如果漏水，应涂凡士林后，再检验，直到不漏才能用。涂凡士林时，应在旋塞上涂薄薄一层，插上旋转几周；但孔的周围不能涂，以免堵塞孔洞。
（2）萃取时要充分振摇，注意正确的操作姿势和方法。
（3）振摇时，往往会有气体产生，要及时放气。
（4）分液时，下层液体应从旋塞放出，上层液体应从上口倒出。
（5）分液时，先把顶上的盖子打开，或旋转盖子，使盖子上的凹缝或小孔对准漏斗上口颈部的小孔，以便与大气相通。
（6）在萃取和分液时，上下两层液体都应该保留到实验完毕，以防止操作失误时，能够补救。
（7）分液漏斗用毕，要洗净，将盖子和旋塞分别用纸条衬好。
7、用无水氯化钙干燥有哪些注意事项？
答：（1）一般要在干燥的小锥形瓶中进行干燥。（2）一般用块状的无水氯化钙进行干燥，便于后面的分离。（3）用无水氯化钙干燥的时间一般要在半个小时以上，并不时摇动。但实际实验中，由于时间关系，只能干燥5~10分钟。因此，水是没有除净的，在最后蒸馏时，会有较多的前馏分（环己烯和水的共沸物）蒸出。
8、查药品物理常数的途径有哪些？
答：在进行或设计一个有机合成实验之前，必须首先弄清楚反应物料和生成物的物理常数，这样在反应、分离纯化时，才能设计出合理的工艺路线，操作时才能做到心中有数。通常查找物理常数有四个途径：
（1）在教材书中，每一章的物理性质都列出了一些常见化合物的物理常数。另外，在多数实验教材书的附表中，也列有一些常见溶剂和物料物理常数。
（2）在图书馆中，查阅相关的手册。主要查阅有机化合物手册、有机合成手册、化学手册、物理化学手册等。
（3）在网上查找，有些网站和化学品电子手册专门提供物理常数。
（4）在实验室的试剂瓶上，一般都列有主要物理性质的常数。
范文四：用乙烯利制备乙烯的方法
摘要：介绍了乙烯利的性质、合成以及实验室采用乙烯利制取乙烯的原理、装置与方法，并估算了用乙烯利制备乙烯的成本。关键字：乙烯利；实验室制备；乙烯 文章编号：1005–6629(2012)7–0046–02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B 1 乙烯利简介 1.1 乙烯利的物理性质 乙烯利，分子式：C2H6ClO3P，结构简式为ClCH2CH2P-OH化学名为2-氯乙基膦酸，其另一俗名为一试灵、乙烯利。纯品为白色针状结晶体，工业品为浅黄色粘稠液体，易溶于水[1]。 1.2 乙烯利的作用 乙烯具有促进植物生长、调节和催熟功能，而乙烯利就是生产生活中用来产生乙烯的原料。是低毒植物生长调节剂，广泛用于水果、蔬菜的催熟，无明显蓄积毒性，是目前普遍使用的催熟剂。 1.3 乙烯利的价格 乙烯利的价格与纯度直接挂钩，相差悬殊。试剂级的纯度高，价格昂贵。目前实验用品商店出售的主要是乙烯利晶体，价格也较贵，每瓶（500 g）近六百元；而在生产资料商店、农药商店出售的则多为40 %的乙烯利溶液，较便宜，每瓶（500 g）十几元钱。如阿里巴巴网上有小瓶装120 mL，售价4元[2]。 1.4 乙烯利的合成 目前国内工业合成乙烯利的主要方法是采用环氧乙烷为原料，经酯化、重排和酸解三步合成进行制备。 PCl3+ P(OCH2CH2Cl)3 该方法工艺较为稳定，但有副产物、产率不高，经改进后，加压酸解，收率大，乙烯利含量可达90 %以上。另外，还有以磷酸或以膦酸烷基酯为原料的合成方法、以氯乙烯与亚磷酸二烷基酯为原料，在自由基引发剂的作用下生成氯乙烯膦酸二烷基酯，后经酸解制取乙烯利的方法；以及醋酸乙烯酯与亚磷酸二乙酯反应制取等。或因试剂价格昂贵、或因工艺安全性或者设备要求高，导致成本居高不下而采用较少[3]。 2 用乙烯利制备乙烯的原理与操作 2.1 用乙烯利制备乙烯的原理 根据资料介绍，乙烯利在pH3以上的溶液中分解放出乙烯[4]。作为果实催熟剂，使用时只要稀释到相应倍数，喷洒即可。 乙烯利在酸性介质中稳定，随着酸性的减弱，逐渐分解释放出乙烯。基于此性质，笔者想到，通过调节、增大溶液的pH，例如在碱性环境下，释放乙烯的速率会不断加大，可以在常温下很快释放出乙烯。 乙烯利在碱性环境中发生的反应为： ClCH2CH2P-OH+4NaOH→NaCl+CH2=CH2↑+ Na3PO4+3H2O 笔者将这一原理利用到化学教学中，在实验中利用乙烯利快速制备较纯净的乙烯，并进行性质实验，取得了非常理想的效果。 2.2 用乙烯利制备乙烯的操作 乙烯利制取乙烯的装置如图1所示。实验时，先在圆底烧瓶或者锥形瓶中加入少量的氢氧化钠固体，塞上带分液漏斗的双孔塞（见图1），通过分液漏斗向试管中滴加40 %左右的乙烯利溶液，即有乙烯产生。并可以通过调节滴加乙烯利的快慢，控制产生乙烯的速度。 另外，也可以采用简易装置：向大试管中加入1~2药匙的固体氢氧化钠，再放入大约20 mL市售的40 %的乙烯利，迅速塞上单孔橡皮塞，即会有大量的乙烯产 如果有乙烯利晶体，则可以先加水配制成40 %左右的溶液，取适量加入分液漏斗中，再滴加到氢氧化钠固体中，同样会收到良好的效果。 以上制备，获得的乙烯纯度高，可以直接进行性质实验，不需要加热，也不需要除杂处理。 2.3 用乙烯利制备乙烯的成本估算 由于只进行定性实验，中学化学实验中，制备乙烯没有必要采用高纯度的乙烯利晶体，直接采用市场上作为农药类出售的含乙烯利40 %的溶液就行了。用来做乙烯的系列实验，包括通入高锰酸钾酸性溶液、溴的四氯化碳溶液、点燃等，根据需要，每次只要几十毫升左右就可以完成实验，成本只有几元钱，并可以用来做学生分组探究实验。相比传统用乙醇来制取乙烯，该装置大大简化。 2.4 实验注意事项 实验操作中需要注意的是该反应放热较多，反应容器会很烫，注意防止烫伤。 另外，乙烯利低毒，但其溶液酸性较强，对人的皮肤、眼睛有刺激作用，应尽量避免与皮肤接触。 参考文献： [1]百度百科：乙烯利http：//baike.省略/view/139988.htm. [2]销售信息：http：//detail.china.省略/buyer/offerdetail/ 941174408.html. [3]刘斌，宋振，罗伟慧等.乙烯利合成技术进展[J].上海化工，2010，（12）：13~15. [4]化学信息搜索：http：//www.省略/ProductIndex.aspx.
范文五：乙醇制备乙烯的研究
乙醇制备乙烯的研究
Apr.2006
?
44?
现代化工
Model'nChemicalIndustry
第26卷第4期
2006年4月
乙醇制备乙烯的研究
龚林军,韩超,谭天伟
(北京化工大学生命科学与技术学院,北京100029)
摘要;以分子筛类催化剂对低浓度乙醇脱水制生物乙烯进行了研究.在温度320360~C,合适液体空速条件下,乙烯的产
率在98%99%之间.同时研究了乙醇浓度对反应和催化剂的负荷的影响. 关键词:分子筛催化剂;乙烯;乙醇
中圈分类号:TQ426;TQ221.21文献标识码:A文章编号:0253—4320(2oo6)o4一oo44—02
Researchonpreparationofbio-ethylene G0l?GLin-jun,鼠4?C^t20.TAN扎0nwei
(CollegeofLifeScienceandTechnology,BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijin
g100029,China)
Abstract:Theprocessingconditionsofpreparingbio—ethylenewithmolecularsievecatalystfromethanolasmaterialwere
studied.,I1leyieldpercentofethylenewasbetween98%,99%whenthetemperaturewasbetween320—360~Candvelocityof theSOlutionwassuitable.inadditiontheinfluenceoftheconcentrationofethanolsolutionont
hechargeofcatalystwastested.
Keywords:molecularsievecatalyst;ethylene;ethanol
乙烯是石油化工工业的基础原料,目前约75% 的石油化工产品来源于乙烯.乙烯的工业来源主要 是烃类裂解,裂解原料来源主要有2方面:一是天然 气加工厂的轻烃;二是炼油厂的加工产品.其原料 的选择是一个重大的技术经济问题,原料成本在乙 烯成本中占60%一80%.而影响乙烯原料变化的 主要因素是石油和天然气的供应状况和价格.从全 球范围来看,目前石脑油仍是裂解的主要原料,但石 油资源13趋减少,再加上石油资源地区分布十分不 均,这就更需要开发石油资源的替代品,以减轻对石 油的依赖程度.
乙醇脱水制乙烯是在石油化工发展之前得到乙 烯的主要方法,目前仍在一些国家有中小型规模的 工业生产,我国也有些中小型化工企业采用这种工 艺.该工艺选用的催化剂主要是活性氧化铝及其他 一
些金属氧化物_l],原料乙醇的体积分数一般要 在95%以上,反应空速小,处理量不大,设备生产能 力小,能耗较高,与石油乙烯工艺相比较还有一些差 距.随着石油资源13益枯竭,其价格不断上涨,相比 之下发酵乙醇可由取之不尽的生物资源获得,低浓 度的乙醇更是廉价易得,利用低浓度乙醇脱水制备 生物乙烯具有很大的经济价值和战略意义.寻找适 合不同浓度乙醇脱水的催化剂来制备乙烯十分必 要.笔者选用普通的分子筛催化剂,经过研究发现 该催化剂能在较低温度下,适合各不同浓度乙醇溶 液脱水制乙烯,处理量也适宜,且性能优良,活性高, 选择性强.实验装置将乙醇蒸发与脱水在不同的反
应器中进行,这样不同品质的乙醇(如乙醇发酵液, 乙醇废液等)经过简单处理,均可直接脱水制得乙烯. l实验部分
1.1实验装置
反应器由乙醇汽化段和乙醇脱水反应段两部分 组成.乙醇汽化段内填充拉西瓷环汽化介质,汽化 段由电热套加热,石棉布和玻璃棉保温.乙醇脱水 反应段为一固定床填充床反应器,内部填充分子筛 催化剂,反应器由电热套加热,用温控设备控制温 度,外层用石棉布和玻璃棉保温.不同浓度的乙醇 原料液经计量泵进入汽化段汽化,汽化产生气体(主 要是乙醇蒸气和水蒸气)进入填充有催化剂的固定 床反应器.反应得到的气体经过冷却,气液分离,产 物经过计量分析后排放.
1.2分析方法
参照文献[5]的分析方法对产物进行分析.产 物经过冷却后气体,液体分别计量,采用气相色谱仪 分析气相与液相组成,然后计算得到产物各物质含 量.气相色谱TCD进行检测,检测条件如下:色谱柱 为108有机填料填充柱,6o,8o目;柱温110cc,检测器 收稿日期:2005—12—10
作者简介:龚林军(1981一),男,硕士生;谭天伟(1964一),男,博士,教授,博士生导师.
主要研究方向为生物化学工程及酶工程,通讯联系人 010—64416691,tantw@mail.buct.edu.cn.
2006年4月龚林军等:乙醇制备乙烯的研究?45? 为TCD,载气为N2,汽化室温度为220~C. 2实验结果与讨论
2.1催化剂选择
通过对几种实验室常用催化剂进行试验,选择 反应温度低,催化剂催化负荷大的催化剂作为实验 用催化剂.通过实验比较,发现活性氧化铝催化脱 水温度比较高,需要在360cI=以上才可以达到比较 高的乙烯产率.4A分子筛的反应温度达到320cI=左 右即可有很高的乙烯产率,而且可以有较高反应空 速.最终选用4A分子筛作为脱水用催化剂,催化 剂使用之前通过高温水蒸气处理.
2.2反应温度对乙烯产率的影响
以质量分数10%(此浓度接近发酵液中的乙醇 浓度)的乙醇溶液为原料,固定乙醇汽化段温度为 150cI=左右,液体空速为0.3h,改变乙醇脱水反应 段温度,考察不同温度下乙烯的产率,实验结果如表 1所示.低浓度乙醇溶液脱水得到乙烯的反应中, 在360cI=以下,当温度升高到320cI=时,乙烯得率已 达到98.6%.但是当温度继续升高到400cI=时,反 应中有副产物产生,乙烯产率有所下降. 表1反应温度的影响
反应温度/?l6O20240300320360420 6.949.367.268.998.699.896.5乙烯产率/% 2.3原料浓度对乙烯产率影响
选择较优乙醇脱水反应温度340cI=,乙醇汽化 段温度150~C,液体空速为0.3h条件下,改变进样 乙醇溶液浓度,考察乙醇浓度对于催化乙醇脱水反 应过程乙烯产率的影响,结果如表2所示.可看出 在催化乙醇脱水温度为340cI=,乙醇质量分数为 10%70%时,乙烯得率都在97%以上,原料液中乙 醇浓度对脱水反应中乙烯气体的产率影响不大,但 是当乙醇浓度继续升高时气体的转化率有所下降,
可能与催化剂的负荷能力有关.
表2乙醇浓度的影响
乙醇质量分数/%10407095
99.897.698.583.气体产率/%
2.4催化剂负荷研究
以340~C为催化乙醇脱水的反应温度,以质量 分数15%和70%的乙醇溶液为原料,150~C的汽化 段温度,改变进样液体空速,考察液体进样空速对乙 醇产率影响和催化剂负荷,实验结果如表3所示. 从表3看出,催化剂在340~C催化脱水反应中,以 70%的乙醇为原料,乙醇的进样液体空速在0.6h 时,转化率达到98.5%,基本达到催化剂的极限负荷. 再继续增大乙醇进样空速时乙烯转化率开始下降. 表3催化剂负荷研究
乙醇质量分数/%40404070707070 0.20.30.40.40.50.60.7 99.899.899.899899.898.592.6
液体空速/h一
气体产率/%
2.5正交实验分析各因素的影响情况
安排3因素4水平的正交实验(选择反应温度, 进样乙醇浓度与进样液体空速3因素)做出正交实 验的各因素的直观分析图(略),考察各因素对乙烯 得率的影响程度.结果显示反应过程中在催化剂催 化负荷以内时,温度对于反应的影响较大,而进样乙 醇浓度和进样液体空速对乙烯产率的影响很小.反 应过程应主要是对温度的控制比较重要,最佳的反 应温度条件在360cI=左右.在一定温度下,该反应 的操作弹性较高,对乙醇不同浓度,不同进样速率影
响都不大,适合许多不同场合下乙醇的综合利用,也 为设计工艺提供了方便.
此外,笔者还尝试了用废乙醇来进行脱水制备 乙烯试验,同样也可以得到很高产率的乙烯气体. 而对催化剂寿命进行初步考察,在实验室条件下间 歇反应了500h以上,发现该催化剂仍然具有很高 的活性,温度340cI=时,乙烯得率仍在98%以上. 3技术经济分析
以乙醇脱水来制备乙烯成本与石油乙烯成本比 较相近,还略有降低.以当前市场价格分析,95%乙 醇价格在4000元/t左右,每吨乙醇完全转化可得 到0.6t左右的乙烯,折合每吨乙烯消耗约95%乙 醇成本约为6700元左右.加上能量消耗,设备折 旧和操作费用等,以乙醇脱水得到乙烯的成本可以 控制在7300元/t以内.如果选用低浓度乙醇发酵 液(质量分数10%左右)为反应原料,则原料成本可 以进一步降低.而当前国内乙烯市场价格在10000 元/t左右.初步分析以乙醇脱水制备乙烯的过程 在经济上是可行的_6—8j.
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(下转第47页)
2006年4月孙广宇:连续熏整装置满负荷优化运行探索?47?
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时问/,q一日
l一积碳量;2一原料干点
图1催化剂积碳量随原料干点变化
4.3堡
经过研究,结合该厂目前的分析方法,选取原料 的初馏点大于84?,另外将本装置加工的直馏轻石 脑油,经预分馏,选取其初馏点大于90%的馏分为 进料,这不但可以有效地减少催化剂的积碳量,而且 增加了混合二甲苯的产量.同时发现当原料干点大 于173?时,其重组分含量明显上升,催化剂积碳量 增大,因此为实现装置的高苛刻度,满负荷运行,应 选取干点小于173?的原料.
2.1.2原料芳潜的变化
原料芳潜的变化直接影响到反应的苛刻度,芳 烃产率和氢气产率,生产数据表明,芳潜降低对催化 剂积碳速率有较大影响,当芳潜质量分数低于44% 时,催化剂的积碳速率会明显加快,结果如图2 所示.
懑4.1删
3.9憾
3.7
3.5锤攒茎耋薹耋耋薹茎墓室墓喜室
时间,月一日
l一芳潜含量;2一积碳量
图2原料芳潜变化对催化剂积碳的影响 生产中参考对原料的分析数据,将加氢裂化石 脑油,直馏重石脑油,直馏轻石脑油按照适当的比例
(47士3)%,而 混合,将原料的芳潜质量分数控制在
芳烃产率达到了73%,76%,同时在装置满负荷运
行时,催化剂的积碳质量分数为4.0%左右,该装置 做到了优化运行.
2.2反应苛刻度对积碳量的影响及调整措施 反应苛刻度的调整对反应的影响至关重要.提 高反应温度,对脱氢,脱氢环化及加氢裂化反应促进 较大,尤其是加氢裂化反应增加的更明显.这虽然 对芳烃的转化率有所提高,但液收率下降,催化剂积 碳量增加.
产品芳烃产率的提高主要通过提高芳构化程度 完成,对于连续重整装置通过提高温度,增加的主要 是正构烷烃的芳烃转化率,以及C烷烃的异构转化 率,因此应选择适当的反应温度,控制得到满意的芳 构化反应和较少的加氢裂化反应,以达到最佳的产 品收率.目前该装置的反应温度控制为535?. 另根据经验,当温度,生产负荷需要调整时,操 作要缓慢而有节奏,避免因为温度,负荷调整过快而 造成反应系统的波动,目前采用的提温速率是 0.5?/次,每次提温最短时间间隔为4h.反应温度 的调整还应根据3种原料组成,芳潜和干点变化情 况进行调整,尤其是在原料罐切换前进行计算,可以 保证重整进料组成,芳潜,干点的平稳变化. 2.3循环氢气中水和氯对积碳量的影响及调整措施 水是控制系统水氯平衡的关键因素,又影响着 催化剂上的氢解反应.循环气中水含量对催化剂积 碳的影响如图3所示.水含量偏高,金属上的积碳 墨
鬟
卷
*
强.5删
冀
时间,月一日
l一积碳量;2一循环气中的水含量
图3循环气中水与催化剂积碳的关系
(上接第45页)
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