前言氯乙烯单体（VCM)几乎全部（98%以上）都用来生产聚氯乙烯（PVC）。

余下的则用于生产聚氯乙烯氯化物和氯化溶剂。

传统工艺的电石法精馏氯乙烯质量已不能满足PVC 树脂的生产要求，受其工艺流程及精馏塔塔型的限制，原氯乙烯精馏装置规模小，产品质量较差，尾气放空量大，造成氯乙烯、乙炔流失量大，导致生产成本较高，环境污染严重。

最初的氯乙烯生产全部以乙炔为原料。

60年代后期，随着乙烯装置大型化及乙烯氧氯化技术的成熟，乙烯法在经济和环保等方面占有明显的优势，在世界范围内乙炔法迅速被乙烯法取代。

迄今为止，全世界氯乙烯装置93%以上采用乙烯法，在工业发达国家如日本，以全部淘汰了乙炔法，仅在我国及其它发展中国家仍占有相当比重。

目前国内比较先进而又经济可行的成熟工艺技术是电石乙炔法本设计用美国ChemStations公司开发的流程模拟软件ChemCAD软件对电石乙炔法制备VCM进行了工艺模拟设计与计算，计算主要包括物料衡算和热量衡算，用计算所得到的相关数据对此工艺中所涉及到的设备进行选型，主要包括塔的选型、换热器的选型、泵的选型等，然后用PDSOFT三维软件对车间设备进行布置，为工业生产提供参考。

11 总论1.1 概述1.1.1 意义与作用氯乙烯（简称VCM），是无色的、易液化的气体。

易聚合，也能与丁二烯、乙烯、丙烯、丙烯睛、酷酸乙烯、丙烯酸醋和马来酸醋等共聚。

主要用于制备PVC，也用于制备偏二氯乙烯、冷冻剂等。

氯乙烯单体几乎全部（98%以上）都用来生产聚氯乙烯。

余下的则用于生产聚氯乙烯氯化物和氯化溶剂。

通过对二氯乙烷（EDC）裂解后脱除HCL，以及干燥精制可获得制造PVC级的VCM。

由于资源结构的特点，世界上只有我国的氯碱行业有电石法生产PVC，其他国家都是通过乙烯法生产PVC，即乙烯直接氯化、氧氯化生产EDC，进而裂解生产VCM制造PVC。

其中96%VCM均用于生产PVC。

聚氯乙烯（简称PVC）是五大热塑性合成树脂之一，以其价廉物美的特点，占合成树脂总消费量的29%左右，仅次于聚乙烯居第二位。

由于PVC树脂具有优良的耐化学腐蚀性、电绝缘性、阻燃性、质轻、强度高且易加工、成本又低，因而PVC制品广泛用于工业、农业、建筑、电子电器及人们生活中的各个领域。

PVC硬质制品可代替金属制成各种工业型材、门窗、管道、阀门、绝缘板及防腐材料等，还可作收音机、电话、蓄电池外壳及家俱、玩具等。

PVC软质品可制成薄膜做雨披、台布、包装材料及农用薄膜，还可制成人造革、电线、电缆的绝缘层。

另外，PVC树脂作为氯碱工业最大的有机耗氯产品，对氯碱工业的碱、氯平衡和发展起到重要的作用。

PVC主要用于建筑业，制造管材、门窗和墙板等。

作为第一大用户，建筑业约占聚氯乙烯消费总量的76%。

其它方面的用量相对较少。

包装薄膜和容器约占消费总量的6%，电气配件、电线电缆包皮约占消费总量的4%，涂料和粘合剂约占消费总量的4%，其他约占消费总量的10%。

1.1.2 氯乙烯生产的国内外现状及发展前景（1）国外发展概况氯乙烯（VCM）的合成始于1835年，由法国化学家Regnault用氢氧化钾的乙醇溶液将二氯乙烷脱氯化氢制得，并于1838年观察到了它的聚合体，这次的发现被认为是PVC 的开端。

1902年，Biltz将1，2-二氯乙烷进行热分解也制得氯乙烯，但当时由于聚合物的科学和生产技术尚不成熟，他的发现没有导致工业生产的结束。

Klatte于1912年通过乙炔与氯化氢的催化加成反应制得了氯乙烯，成为工业上氯乙烯合成的最初工艺，但在沿用将近30多年后，由于乙炔生产的高能耗而逐渐趋于淘汰。

从1940年起，氯乙烯的生产原料，乙炔开始被乙烯部分取代，首先将乙烯直接氯化成1，2-二氯乙烷（EDC），再加以热裂解制得氯乙烯，裂解产生的氯化氢仍被用在乙炔-氯化氢法中。

混合气体法制备氯乙烯采用石脑油作原料，将石脑油用燃烧气体裂解后，制成含乙炔和乙烯的混合气体，该混合气体先后与氯化氢和氯气反应，制成易分离的氯乙烯和1，2-二氯乙烷经热裂解制成氯乙烯，日本吴羽化学公司将其工业化生产。

将该法中的原料从石脑油换成石油，则成为原油裂解法，可得到高浓度的乙炔、乙烯的混合气体，而且可从副产物的芳香族的焦油、沥青的物质中制造热煤油或碳纤维等物质，具有综合的经济效益。

1955-1958年，美国的化学公司研究的大规模乙烯氧氯化法制备1，2-二氯乙烷取得成功。

至此以后，乙烷全部取代乙炔成为制备氯乙烯的原料。

至目前为止，大多数工厂都采用乙烯直接氯化（DC）和乙烯氧氯化（OXY）制备1，2-二氯乙烷（EDC），再将EDC加以热裂解得到氯乙烯单体（VCM）的联合切平衡的DC-EDC-OXY-EDC-VCM法来制备氯乙烯。

联合平衡法充分利用廉价的原料，基本上不生成副产物，目前西方世界90%以上的氯乙烯产量是用该法生产的。

近年来，世界VCM的生产稳步发展。

2004年全世界VCM的总生产能力为3392.0万吨，2009年增加到4422.8万吨，生产主要集中在亚洲、北美和西欧3个地区，2009年这3个地区的生产能力合计达到3864.9万吨，约占世界总生产能力的87.38%。

其中亚洲地区的生产能力为2296.9万吨，约占世界总生产能力的51.93%；西欧地区的生产能力为657.0万吨，约占总生产能力的14.55%；北美地区的生产能力为911.0万吨，约占总生产能力的20.60%；非洲地区的生产能力为46.0万吨，约占总生产能力的1.04%；中东欧地区的生产能力为256.1万吨，约占总生产能力的5.79%；中东地区的生产能力为129.8万吨，约占总生产能力的2.93%；中南美洲地区的生产能力为126.0万吨/年，约占总生产能力的2.85%。

Formosa Plastics Group公司是目前世界上最大的VCM生产厂家，生产能力为309.7万吨/年，约占世界VCM总生产能力的7.00%；其次是Occidental Petroleum公司，生产能力为260.9万吨/年，约占总生产能力的5.90%；再次是Dow Chemical公司，生产能力为207.0万吨/年，约占总生产能力的4.68%。

其中采用乙炔法工艺路线的生产能力为1074.6万吨/年，约占总生产能力的24.30%；采用二氯乙烷高温分解工艺的生产能力为2731.1万吨/年，约占总生产能力的61.75%；采用乙烯和二氯乙烷工艺路线的生产能力为617.1万吨/年，约占总生产能力的13.95%。

预计2009-2014年，世界VCM的生产能力将以年均约2.1%的速度增长，到2014年总生产能力将超过4918.0万吨。

（2）国内发展概况1954年，沈阳化工研究院开始聚氯乙烯的研究。

1958年，锦西化工厂（现锦化化工集团公司）建成了第一套年产3000吨规模的生产装置，紧接着北京、天津、上海等地也相继又建成四套年产6000吨的装置。

60年代各省市又陆续新建了一批，聚氯乙烯工业得到了较快速的发展，1987年聚氯乙烯生产能力已达到64.54万吨，1990年产量77.7万吨，2001年生产能力约为360万吨/年，2005年我国大约有聚氯乙烯生产厂79家，2009年增加到1307.7吨，约占世界总生产能力的29.57%。

2004-2009年生产能力的年均增长率约为21.06%。

随着韩华（宁波）、甘肃新川、陕西金泰、宁夏英力特等多套新建或扩建装置的建成投产，预计到2014年，我国VCM的总生产能力将达到约1508.7万吨。

九十年代中期以前，原料氯乙烯单体主要采用电石乙炔法制得。

七十年代中期，随着3我国石油化工的迅速发展，国内开始建设乙烯氧氯化法制氯乙烯装置。

1976年10月，北京化工二厂引进的年产8万吨由乙烯氧氯化法生产氯乙烯装置建成投产。

1979年又引进了两套年产20万吨乙烯氧氯化生产装置，分别建在山东齐鲁石化公司和上海氯碱总厂。

2004年电石法工艺路线占我国PVC能力的60%以上。

电石是我国PVC生产最主要的原料之一。

2004年国内电石产量654万吨，其中西南地区产量为111.53万吨，约占全国的17.05%，其中四川产量为66.53万吨，占全国的10.17%。

（3）氯乙烯生产工艺的发展前景由于传统的电石乙炔法制氯乙烯需要消耗大量电能，对环境造成了严重的污染，我国在几家较大的氯乙烯生产厂引进了日本、欧洲的平衡氧氯化生产工艺，该工艺由于具有成本低、质量高、污染小、易于大规模生产等优点，是目前世界上比较通用的氯乙烯生产工艺。

但是，平衡氧氯化法生产氯乙烯需要大量消耗石油中的乙烯，随着石油资源的日益短缺和对氯乙烯供不应求矛盾的日益尖锐，这一工艺也暴露出它的弊端。

最初的氯乙烯生产全部以乙炔为原料。

60年代后期，随着乙烯装置大型化及乙烯氧氯化技术的成熟，乙烯法在经济和环保等方面占有明显的优势，在世界范围内乙炔法迅速被乙烯法取代。

迄今为止，全世界氯乙烯装置93%以上采用乙烯法，在工业发达国家如日本，以全部淘汰了乙炔法，仅在我国及其它发展中国家仍占有相当比重。

随着聚氯乙烯的发展，氯乙烯的生产工艺技术也不断完善，特别是乙烯工业的快速发展，VCM的生产越来越趋向于采用大型的乙烯氧氯化法生产工艺技术。

在国内，除上述已投产的5套乙烯氧氯化法生产装置以外，上海天原化工集团公司将在上海化工园区新建,30万t/a VCM装置，齐鲁与台塑合资新建20万t/a VCM装置，DOW化学公司与天津合资拟建20万t/a VCM装置，北二化拟扩20万t/a，锦西拟扩20万t/a等等。

由此可见，进一步扩大VCM装置的生产能力，引人先进的计算机生产管理系统，不断改善VCM生产工艺和设备，是国内外VCM生产的发展方向。

因此，我国VCM生产的发展应该在引进国外先进工艺技术的同时，结合实际，合理确定发展规模，尽可能降低成本，讲求效益，从而进一步提高产品的市场竞争能力。

1.1.3 氯乙烯生产工艺概述目前世界上有5种氯乙烯（VCM）生产方法，即电石乙炔法、乙烯氧氯化法、电石乙炔—二氯乙烷联合法、混合烯炔法及石油(或天然气)乙炔法。

电石乙炔法是生产氯乙烯最早工业化的方法，主要利用乙炔和氯化氢为原料，用HgCl2做催化剂进行加成反应，生成氯乙烯，该法的优点是设备工艺简单，投资少，产品纯度高，缺点是电石耗电大，使成本上升，反应中使用的催化剂污染较严重。

电石乙炔法是生产氯乙烯最早工业化的方法，设备工艺简单，投资少，产品纯度高。

反应基本原理：乙炔和氯化氢在以氯化汞为活性组份，以活性碳为载体的催化剂上气相反应生成氯乙烯。

5主反应：22222CaC +H O=C H +Ca(OH)2H g c l 22C H + HCl CH=CHC1+124.7 7kJ −−−→副反应：2223C H + H O =CH CHOC 2H 2+HgCl 2−−→ClCH=CHCl+HgCl 2 232C H =C H C I +H C l C H C H C l−−→ 乙烯氧氯化法是利用乙烯和氯化氢氯化生成二氯乙烷，二氯乙烷热裂化生成氯化氢和氯乙烯，氯气、氧气、和氯化氢反应生成二氯乙烷的方法，整个过程中氯化氢始终保持平衡，该法的主要优点是利用二氯乙烷热裂解所产生的氯化氢作为氯化剂，从而使氯得到了完全利用。