注:压力增高溶解度增大,温度降低溶解度增大。 一表示可以任何比例溶解 氯乙烯在气体混合物中的冷凝率:
气体中VCM含重(体积%) 50 60 70 80 90 95 98 冷 凝 率 -20℃ 16.4 62.8 82.4 93.2 -25℃ 33.5 59.4 81.8 91.4 96.7 -30℃ 25.9 75.6 89.1 94.2 98 -35℃ 32.9 53.3 71.2 83.3 92.5 96.4 98.6 -40℃ 50.0 62.3 78.9 87.7 94.5 97.4 99.0 氯乙烯单体的毒性:
具有芳香气味,急性中毒症状有:头晕、全身无力、软弱、神志逐渐不清、站力不稳定、四肢痉挛、呼吸由急促到微弱、最后失去知觉,即对人体有麻醉作用。一般氯乙烯浓度在1%时有麻醉感,5%以上开始出现上述症状。
慢性中毒:已经查明氯乙烯是10种致癌有机物之一,长期呼吸带有氯乙烯的空气,可使人体肝功能损害,转胺酶增高,肝变大,并导致肝癌的产生,一般氯乙烯致癌的潜伏期为1~15年,不易被人们所注意,但危险性也就越大,空气中允许最大浓度为30PPm,在达到该浓度时,人员要注意立即撤离。 2.3.2 氯乙烯的化学性质:
氯乙烯分子中,有一个双键和一个氯原子,化学反应大都发生在这两个部位。 2.3.2.1 加成反应:C2H3Cl+ HCl C2H3Cl2
2.3.2.2 消除反应:C2H3Cl +NaOH(浓) C2H2+NaCl+H2O 2.3.2.3 取代反应:
2.3.2.4 与金属镁反应: C2H3Cl+M g CH2CHMgCl 2.3.2.5 与活泼金属反应
2CH2=CHCl+2Na CH2=CH—CH=CH2+2NaCl 2.3.2.6 还原反应:
催化
CH2=CHCL+2H2 CH3—CH3+HCl
2.3.2.7 聚合反应:
2.3.2.8 与H2S反应:
紫外光
CH2=CHCL+H2S HSCH2—CH2Cl 2.3.2.9 氯乙烯的爆炸极限: 在空气中:3.6~33% 在氧气中:3.6~72%
其爆炸极限可在混合物中通入氮气或二氧化氮而缩小。
混合物 充入(%) 爆炸极限 20 4.2-17.1 充入氮 40 4.7-8.2 20 4.5-11.8 充入二氧化氮 40 5-8.2 当在空气一氯乙烯中加入惰性气体时,临界点为: 加入氮气—N2 45.9% VCM6% 空气48.1% 加入二氧化碳—CO2 34.2% VCM6% 空气59.8%
而当N2 >46.8% 和CO2 >36.4%时不会发生VCM—空气爆炸。 2.4 氯乙烯质量指标 2.4.1 新鲜氯乙烯单体要求: 纯度:99.99%(重量) 杂质:HCl≤1PPm 醛以乙醛计≤5PPm 铁≤1PPm 水≤200PPm 乙炔≤5PPm
1.1—二氯乙烷≤30PPm 氯甲烷≤80PPm 2.4.2 回收氯乙烯
未反应的氯乙烯经过回收后,用于以后聚合使用回收氯乙烯期望值: 纯度:99.3%(重量)
杂质:乙烯≤2PPm(重量)
丙烯≤30PPm 乙炔≤4PPm 1.3—丁二烯≤4PPm 丙烷≤10PPm CH3Cl≤5000PPm 1.1—二氯乙烷≤20PPm 苯≤10PPm 甲醇≤200PPm
顺1.2—二氯乙烯≤40PPm
水≤700PPm(15℃186.329.31帕斯卡表) HCl≤1PPm 铁≤1PPm 2.4.3 氯乙烯的制备
工业上制备VCM方法很多,主要有石油乙烯法、氧氯化法、电石法,我厂采用的是电石法。
CaC2+H2O HC≡CH+Ca(OH)2 HgCl2
HC ≡ CH+HCl CH2CHCL 2.5 原料性质、规格 2.5.1 电石(碳化钙) 分子式:CaC2 分子量:64.1
化学纯的碳化钙几乎是无色透明的晶体,对已知溶剂几乎不溶。比重,18℃时为2.22,极纯的碳化钙结晶是兰色的。工业碳化钙(电石)是灰色、棕黄色或黑色,当含量高时是紫色,其断面在空气中暴露一定时间,将逐渐变为灰白色。电石比重为2.0-2.8,随CaC2含量减小而增加。碳化钙与水反应生成乙炔气和氢氧化钙(电石泥)、与干燥氢气不起反应,氧在高温下与碳化钙反应生成碳酸钙,氮在高温下与碳化钙反应生成氰氨基钙。 电石一般规格:
1、碳化钙(CaC2)%重量>66.92
2、氧化钙(CaO)%重量<22.08 3、游离碳(C)%重量<1.0 4、氧化镁(MgO)%重量<0.40 5、硫(S)%重量<0.01 6、磷(P)%重量<0.036 电石重度与CaC2含量:
CaC2% 电石重量 90 2.24 80 2.32 70 2.4 60 2.5 颗粒电石视比重:1~1.3Kg/t
粒度<80mm,碳化钙含量与发气量的关系:(20℃,0.1MPa下)
CaC2% 发气量L/Kg 63.14 235 68.52 255 72.54 270 73.89 275 75.2 280 76.57 285 77.91 290 80.6 300 81.95 305 83.29 310 电石质量工艺控制指标:
指 标 发气量f/Kg CaC%含量 C2H2气中PH2% C2H2气中H2S% 一级品 300 80.6 0.08 0.15 二级品 285 76.57 0.08 0.15 三级品 270 72.54 0.08 0.15 四级品(等外) 250 67.17 0.08 0.15 2.5.2 氯气 分子式:Cl2
氯气是一种黄绿色有刺激性嗅味的气体,对人体有刺激粘膜的毒害作用。0℃以下可生成Cl2 ·8H2O绿色结晶。 重度(标准状况):3.14 比重(空气):2.486 沸点(0.1MPa℃):-34.5 溶解度(20℃对水%):0.72 临界温度(℃):144 临界压力(Pa):77.1083*105
汽化热(KJ/mol):20.4232 溶化热(KJ/mol):6.41
比热(J/g·K15℃)气:Cp=0.4815 Cv=0.4815
液体:Cp=0.9470 导热系数:气体(J/m·h·k):27.9169 液体(J/m·h·k):47.9170~60 溶解热(KJ/mol):22.1063 粘度(0℃ mPa·S)气体:0.0123 液体:0.385 扩散系数:0℃:0.1MPa空气中108Cm2/S :20℃在水中1.22*105Cm2/S 水化物:温度低于96℃生成Cl2·6H2O水化物 生成热:76.8696KJ/mol 液氯的性质:
温度℃ -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 千帕(KPa) 177.5004 212.8043 254.2799 332.0448 356.9621 416.7826 486.7098 55.79984 644.2969 734.5181 834.3719 液氯比重 1.5216 1.5088 1.4957 1.4823 1.4685 1.4545 1.4402 1.4257 1.4108 1.3955 1.3799 比容L/Kg 0.657 0.663 0.668 0.675 0.681 0.687 0.694 0.707 0.707 0.716 0.725 氯气的化学性质很活泼,易与各种非金属化合生成各种化合物: 2Fe + 3Cl2 Δ 2FeCl3 H2+Cl2 光照 2HCl
氯气与乙炔气相混合易生成乙炔氯化物、易燃烧爆炸,氯气易被硫代硫酸钠(海波)吸收。当氯气浓度小时:4NaS2O3+Cl2 3Na2SO4+2NaCl+5S 当氯气浓度大时: NaS2O3+Cl2+5H2O 2H2SO4+2NaCl+6HCl NaS2O3+ 2HCl H2SO4+2NaCl+2S 氯气质量工艺控制指标: 纯度:88%以上(体积) 含水:0.03%以下