氯乙烯
物理性質
性狀:常溫下無色,有微甜氣味的氣體。
沸點(oC):-13.4
熔點(oC):-153.8
密度(g/mL,-14.2oC):0.969
密度(g/mL,20oC):0.910
密度(g/mL,25oC):0.901
折射率(n20D) :1.37
黏度(mPa·s,氣體):10.279
黏度(mPa·s,液體):0.174
閃點(oC,開杯):-61
閃點(oC,閉杯):-61.1
燃點(oC):472
溶解度(%,水,25oC):0.11
臨界溫度(oC):156.6
臨界壓力(MPa):5.41
汽化熱(KJ/mol):22.82
熔化熱(KJ/mol):4.744
飽和蒸氣壓(kPa,25oC):346.53
油水(辛醇/水)分配系數的對數值:1.38
爆炸下限(%,V/V,28oC):4
爆炸上限(%,V/V,28oC):22
相對密度(20℃,4℃):0.91063
溶解性:可溶于常用的有機溶劑、乙醇、烴類、鹵代烴、一元醇和酮等溶劑,可以和氟氯烷烴互溶。微溶于水,易溶于乙醚。
Lennard-Jones參數(A):4.3387
Lennard-Jones參數(K):370.41
van der Waals面積(cm2·mol-1):4.740×109
van der Waals體積(cm3·mol-1):32.030
氣相標準聲稱熱(焓)( kJ·mol-1) :28.5
氣相標準熵(J·mol-1·K-1) :264.08
氣相標準生成自由能( kJ·mol-1):41.1
氣相標準熱熔(J·mol-1·K-1):53.60
氣相標準熵(J·mol-1·K-1) :241.89
相對密度 (d204):0.9106
作用與用途
常溫常壓下穩定,避免光、氧化物
1. 無色易液化氣體。具有醚臭。 微溶于水。水中溶解度(%,體積):0℃0.81;10℃0.57;20℃0.29。溶于乙醇、乙醚、四氯化碳、苯。
2. 易燃,能與空氣形成爆炸性混合物,爆炸極限3.6%-26.4%(體積分數)。遇明火、高溫有燃燒爆炸的危險。有毒。在熱、光及過氧化物、偶氮化物等引發劑作用下,可以本體聚合、懸浮聚合、溶液聚合及乳液聚合。可以與丙烯酸、苯乙烯等進行共聚。還可進行加成、縮合、取代等反應。
3. 氯乙烯分子中的氯原子不太活潑,但在銫和其他過渡金屬的存在下,可將氯迅速交換。分子中的雙鍵在自由基引發劑存在下可以進行聚合和共聚反應。可以發生加成反應、氧化反應和熱解反應。有水存在時,可以發生水解反應,形成鹽酸,產生強腐蝕性。
4.存在于主流煙氣中。
性質與穩定性
1.主要用以制造聚氯乙烯的均聚物和共聚物。也可與乙酸乙烯酯、丁二烯等共聚,還可用作染料及香料的萃取劑。用作多種聚合物的共聚單體,塑料工業的重要原料,也可用作冷凍劑等
2.塑料工業的重要原料,主要用于生產聚氯乙烯樹脂。與醋酸乙烯、偏氯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯類及其他單體共聚生成共聚物,也可用作冷凍劑等。
3.主要用于制造聚氯乙烯。也可與乙酸乙烯酯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸酯、偏氯乙烯等共聚,制造膠黏劑、涂料、食品包裝材料、建筑材料等。還可用作染料及香料的萃取劑。
合成方法
1、乙烯氧氯化法,乙烯與氯氣在三氯化鐵催化劑存在下,液相直接氯化生成1,2-二氯乙烷。1,2-二氯乙烷經精制后裂解,得氯乙烯和氯化氫,經精餾得到成品氯乙烯。副產氯化氫、乙烯與空氣,通過載于氧化鋁上的氯化銅觸媒進行氧氯化反應得1,2-二氯乙烷,精制后在500℃、2.0-2.5MPa壓力下,在管式爐內裂解生成氯乙烯和氯化氫,精制得產品氯乙烯。副產品氯化氫可再返回氧氯化反應器與乙烯再進行氧氯化反應
此法乙烯直接氯化轉化率為99.7%,二氯乙烷選擇為99%;二氯乙烷轉化率為57%,氯乙烯選擇性為99%。
每噸產品消耗定額:乙烯(100%計)485kg,氯氣(100%)630kg,蒸汽(1.11MPa)1900kg,煤氣90.15-0.20MPa)5.235×1000000KJ,電10000V±6%,50Hz±5%,8.64×100000KW/t。

2、乙烯直接氯化法 包括乙烯高溫氯化和乙烯低溫氯化等。

(1)乙烯低溫氯化法 先向乙烯通氯,在三氯化鐵存在下制取二氯乙烷,在堿的醇溶劑中,二氯乙烷再脫氯化氫制取氯乙烯,其反應如下:二氯乙烷裂解要在600℃以上進行。它除了脫第一個氯化氫生產氯乙烯外,還發生脫第二個氯化氫反應而生成乙炔,因而使氯乙烯產率降低。為了提高產率,必須使用催化劑,如活性炭、硅膠等,這樣反應可以溫度480-520℃下進行,氯乙烯產率可達85%。
(2)乙烯高溫氯化法 以乙烯、氯氣為原料,經高溫氯化生產氯乙烯,同時副產多種氯代烴溶劑。整個工藝過程分熱氯化、冷氯化和氧氯化三部分。其過程如下。
熱氯化:乙烯、氯氣和循環的二氯乙烷、三氯乙烷在熱壓反應釜內,于0.15MPa壓力、374-495℃溫度條件下反應,不用催化劑,生成氯乙烯經分離、精制而得產品,其佘二氯乙烷和三氯乙烷返回熱壓釜;氯化氫和未反應的乙烯送氧氯化工序。
冷氯化:使熱氯化工序來的二氯乙烯與氯氣反應成四氯乙烷,或與氯化氫反應得1,1,1-三氯乙烷,反應也不需要催化劑。所得四氯乙烷經熱裂解而得三氯乙烯,氯化氫則送氧氯化工序。
氧氯化:以銅鹽為催化劑,在0.2-0.78MPa、222-476℃溫度下反應生成二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷和水,經分離得三氯乙烷、二氯乙烷產品,其佘氯代烴返回熱氯化系統。
3、烯炔法 此法有兩種。
(1)聯合法 以乙烯、乙炔為原料,經氯化后,其中乙烯生成二氯乙烷;二氯乙烷裂解制氯乙烯,所副產的氯化氫與乙炔進行加成反應得氫乙烯,這樣就可避免副產氯化氫。
該法采用的原料一半來自電石乙炔,一半來自石油乙烯。因此采用電石法生產氯乙烯的工廠,轉向石油路線時,用此法作為過渡階段比較簡便,可以利用原有設備。
在國內采用重油為原料,經蓄熱爐裂解,制成含乙烯25%-30%的混合氣,再簡易分離去除C3以上組分,制得的稀乙烯,與氯氣在35-40℃、三氯化鐵存在下,合成二氯乙烷。粗二氯乙烷經閃蒸精制,在管式爐內。其中副產氯化氫送往電石法氯乙烯工序合成氯乙烯。氯乙烯質量可達到聚合要求。
(2)混合烯炔法 以石腦油為原料,經2000℃的溫度進行火焰裂解制得乙炔、乙烯混合氣,在除去C3以上餾分和焦炭等雜質后,不經分離直接與氯化氫混合,在氯化汞催化劑存在下,乙炔與氯化氫反應生成氯乙烯,分離氯乙烯后的混合氣體,通氯氣與乙烯合成二氯乙烷;二氯乙烷再經熱裂解得氯乙烯和氯化氫,氯化氫經提純干燥后,送回,與混合氣中的乙炔反應,用于合成氯乙烯。
裂解條件:爐溫2000℃,常壓,烯炔比1.2:1,烯烴產率48%-53%。氯乙烯產率:以乙炔計為95%-98%,以氯氣計為99%,以乙烯計為95%-985;二氯乙烷轉化率為50%,氯乙烯收率為96%。

4、電石乙炔法 以電石為原料制乙炔,在以活性炭為載體氯化汞催化劑存在下,與氯化加成而得。
配料摩爾比為:乙炔:氯化氫=1:(1.08-1.1)。乙炔和氯化氫按上述配比混合物后進行列管裝有催化劑,借列管外的循環冷卻水帶走。反應氣體中還含有未反應的氯化氫、乙炔和生成的乙醛、1,1-二氯乙烷及順二氯乙烯、反二氯乙烯等化合物。反應后的粗氯乙烯氣體,經水洗塔、堿洗塔,洗去氣體中氯化氫及二氧化碳。堿洗后氣體,通過干燥塔進行壓縮全凝、液化,液體氯乙烯分別送入低沸點塔及高沸點塔,去除高、低沸點物即得聚合級氯乙烯單體。消耗定額(kg/t):乙炔429,氯化氫680,氯化汞2。
貯存方法
密閉,陰涼、通風干燥處貯存,溫度不超過30℃,遠離火種、熱源,防曬、防撞擊。
毒理學數據
毒性分級 中毒
急性毒性 吸入- 大鼠 LC50: 18000 PPM/ 15分; 口服- 大鼠 LD50: 500 毫克/ 公斤。
氯乙烯通常由呼吸道進入人體會引起急性或慢性中毒、發生眩暈、頭痛、惡心、胸悶,嚴重時神志不清,呈昏睡狀,甚至死亡。國際癌癥研究中心已確認氯乙烯為致癌物。工作場所空氣中有毒物質時間加權平均容許濃度為10mg/m3,短時間接觸容許濃度為25mg/m3。美國職業安全與健康管理局規定空氣中最大容許暴露濃度為13mg/m3。
生態學數據
該物質對環境可能有危害,在環境中能參與光化學煙霧反應
分子結構數據
1、 摩爾折射率:15.88
2、 摩爾體積(m3/mol):68.0
3、 等張比容(90.2K):139.1
4、 表面張力(dyne/cm):17.5
5、 介電常數:無可用
6、 偶極距(10-24cm3):無可用
7、 極化率:6.29
計算化學數據
1、 疏水參數計算參考值(XlogP):1.5
2、 氫鍵供體數量:0
3、 氫鍵受體數量:0
4、 可旋轉化學鍵數量:0
5、 互變異構體數量:
6、 拓撲分子極性表面積(TPSA):0
7、 重原子數量:3
8、 表面電荷:0
9、 復雜度:10.3
10、 同位素原子數量:0
11、 確定原子立構中心數量:0
12、 不確定原子立構中心數量:0
13、 確定化學鍵立構中心數量:0
14、 不確定化學鍵立構中心數量:0
15、 共價鍵單元數量:1
安全信息
危險運輸編碼: UN 1086 2.1
危險品標志: 很易燃有毒
安全標識:S45 S53 S36/S37
危險標識:R11 R12 R45 R23/24/25 R39/23/24/25