5.2 氯化（课件）-《化学工艺学(第2版) 》同步教学（高教版）

第五章 有机化工反应单元工艺 5.1 烃类热裂解 5.2 氯化 5.3 烷基化 5.4 水解和水合 5.5 羰基合成 5.2 氯化 引言： （1）定义：在有机化合物分子中引入1个或者几个卤原子反应称为卤化，它又可细分为氟化、氯化、溴化 和碘化等。 （2）工业应用 最重要的是氯化，其次是氟化。氯化物在工业上的应用见表5-2-01。 返回 一、 概述 1. 氯化反应的分类 （1） 按反应类型分类 1) 取代氯化 a. 烃类取代氯化 举例： b. 其他有机化合物的取代氯化 2) 加成氯化 a. 烃类的加成氯化 举例： 有机化工反应单元工艺 ——氯化 b. 其他化合物的加成氯化 例如：光气合成 3) 氯氯化 有机化工反应单元工艺 ——氯化 4) 氯化物的裂解 a. 脱氯反应 b. 脱氯化氢反应 c. 氯解 d. 高温裂解（热裂解） （2）按促进氯化反应的方式分类 a.热氯化法 以热能激发氯分子，使其解离成氯自由基，进而与烃类反应生成各种氯衍生物。 b.光氯化法 以光子激发氯分子，使其解离成氯自由基，常在液相中进行，反应条件较缓和。 c.催化氯化 使用催化剂降低反应活化能，有均相和非均相两种。 有机化工反应单元工艺 ——氯化 . 2.氯化反应机理 （1）自由基链反应机理 属于这一反应的有热氯化和光氯化两类。 a.脂肪烃的取代氯化 b.脂肪烃的加成氯化 c.苯的气相热氯化和芳烃的光氯化 有机化工反应单元工艺 ——氯化 （2）离子基反应机理 催化氯化大多属离子基反应机理 1)苯的取代氯化 提出了两种观点阐述离子基反应机理 a.第一种观点 有机化工反应单元工艺 ——氯化 有机化工反应单元工艺 ——氯化 b.第二种观点 2) 乙烯液相加成氯化的反应机理 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3．氯化剂 （1）工业用氯化剂 有氯气、盐酸（氯化氢）、次氯酸和次氯酸盐、光气、SOCl2，POCl3，PCl3，PCl5，金属和非金属氯化物等，常用的有氯气、盐酸、次氯酸和次氯酸盐。 （2）适用场合 a. Cl2 气相氯化一般不用催化剂。 b. HCl 活性比氯气差，一般需在催化剂存在下进行。 c. 次氯酸和次氯酸盐 比氯化氢强，比氯气弱。 d. SOCl2、POCl3、PCl3、PCl5活性很高。 e.金属氯化物 如SbCl3，SbCl5 、氯化铜、氯化汞等，它们本身是氯化剂，具有输送氯的功能，同时也用作催化剂，例如乙炔与HCl合成氯乙烯的反应，采用HgCl2做催化剂。 有机化工反应单元工艺 ——氯化 二、 乙烯氧氯化制氯乙烯 1. 氯乙烯生产方法评述 （1）乙炔法 乙炔的转化率为97%～98%，氯乙烯的收率为80%～95%。缺点是乙炔价格贵，催化剂含汞有毒，会造成环境污染，已经日趋淘汰。 （2）乙烯法 优点是乙烯价格比乙炔便宜，无汞污染，缺点是副产物HCl造成新的污染。 有机化工反应单元工艺 ——氯化 （3）联合法 将上述（1）（2）法合并，解决了HCl出路的问题，但汞污染问题及乙炔价格贵的问题依然存在。 （4）氧氯化法 本法仅用乙烯一种原料来生产氯乙烯，产生的HCl用氧氯化法除去，也没有新的污染问题产生，现在已成为世界上生产氯乙烯的主要方法。 乙烯转化率约为95%，二氯乙烷收率超过90%，由于解决副产物的HCl问题，故生产中需要平衡各种物料量，以保证没有多余的HCl产生。本法与（1）、（2）相比，存在工艺路线长，设备多等缺点。 有机化工反应单元工艺 ——氯化 (5)乙烷法 正在开发的新方法，已建成1 kt/a的中试装置 表5-2-02 不同氯乙烯工艺的经济比较 有机化工反应单元工艺 ——氯化 表5-2-03 三种氯乙烯生产方法的原料消耗[单位：t/t(氯乙烯)] 有机化工反应单元工艺 ——氯化 氧氯化法工艺原理 （1） 化学反应 主反应： 副反应：1) 2) 有机化工反应单元工艺 ——氯化 2）反应机理