词条 | 氯化 |
释义 | 定义chlorination;chloration 1、化合物的分子引入氯原子的反应。 有机化合物中,一般有置换氯化和加成氯化两种类型。 置换氯化,如甲烷分子中的氢可被氯置换而成氯甲烷;在铁催化剂存在下,苯中的氢被氯置换而生成氯代苯(氯苯)。 加成氯化,如苯在光的作用下与氯加成而生成六六六(六氯环己烷)。 在无机化学中,元素或化合物与氯反应也称氯化,如硫与氯反应生成一氯化硫;以氯化物稳定的氧化物,在有碳存在时与氯发生的反应,二氧化钛与四氯化碳作用生成二氧化碳和易挥发的四氯化钛。 2、在冶金工业中,利用氯气或氯化物提炼某些金属也称氯化(见氯化冶金)。 3、在水中投氯或含氯氧化物以达到氧化和消毒等目的的过程。 氯化,即在化合物中引入氯元素生成含氯化合物。 1、氯化反应类型加成氯化CH2= CH2 + Cl2→ClCH2CH2Cl CH≡ CH + Cl2→CHCl = CHCl 取代氯化CH4 + Cl2→C H3 Cl + HCl CH3 Cl + Cl2→C H2 Cl 2+ HCl C6H6 + Cl2→C6 H5 Cl + HCl 氧氯化:在氯离子和氧原子存在下氯化,生成含氯化合物。 CuCl2 CH2= CH2 +2HCl + 0.5O2 ClCH2CH2Cl + H2O C6H6 + HCl + 0.5O2 →C6 H5 Cl + H2O 2、工业氯化方法热氯化:热能激发CL2,竭力成氯自由基,再与烃分子反应生成含氯化合物。 光氯化法:以光激发CL2,竭力成氯自由基,再与烃分子反应生成含氯化合物。常用UV作光源。在液相中进行,反应条件温和。 催化氯化法:分均相催化和非均相催化。 CH2= CH2 + Cl2→ClCH2CH2Cl CH≡ CH + HCl→CH2 = CHCl CH2= CH2 +2HCl + 0.5O2→ClCH2CH2Cl + H2O C6H6 + Cl2 →C6 H5 Cl + HCl 3、烃的取代氯化(1)甲烷热氯化反应机理为自由基链锁反应,产物为四种氯代甲烷的化合物,产物组成与T有关,主要决定于Cl2 / CH4 比例。工业生产方法 Cl2 / CH4=1:3~4 产物以CH3Cl 、 CH2Cl2为主 Cl2 太多,易发生爆炸反应 CH4 + Cl2 →C + HCl (2)烯烃的热氯化烯烃的取代氯化与加成氯化 正构烯烃:低温发生加成,高温发生取代; 加成 取代 活化能 小 大 位阻 小 大 α-氢原子的异构烯烃,通常条件下只发生α-氢原子的取代氯化。只在低温下才发生加成氯化。T起决定作用。氯/烯烃比例↑有利于加成氯化。 自由基链锁反应机理。 丙烯热氯化合成α-氯丙烯 主反应 CH3CH= CH2 + Cl2→ClCH2CH=CH2 + HCl-112.1kg/mol 副反应 ClCH2CH=CH2 + Cl2→ Cl2CHCH=CH2 + HCl CH3CH= CH2 + Cl2→CH3CHClCH2Cl CH3CH= CH2 + 3Cl2→3C + 6HCl 工艺条件 反应温度:高温有利于取代 ,500~510℃ 原料配比 ①采用大量过量的丙烯,反应易产生过热现象, 导致丙烯的燃烧反应。 ②大量丙烯循环,不经济。 C3H6:Cl2=4~5:1 混合条件 混合后加热—经历一个加成反应阶段 加热后混合—易发生燃烧反应 工业上,丙烯(预热200~400℃) Cl2 (常温) 混合→反应 防止局部高温,防止局部Cl2浓度高 4、不饱和烃的加成氯化(1)乙烯制1,2-二氯乙烯 (2)乙炔气相合成氯乙烯 氯乙烯合成方法:乙炔加HCl法 乙烯氧氯化法 CH≡ CH + HCl→CH2 = CHCl -124.8KJ/mol 工业催化剂 HgCl2/C HgCl2含量↑,活性↑,10~20% 活性稳定性差 T<140℃, r慢 T>200 ℃, HgCl2大量升华,活性降低 温控:160~180 ℃ HgCl2-BaCl2/C,稳定性较好 能耗大,Hg有毒 5、乙烯的氧氯化目的HCl的利用。 方法氯乙烯的生产方法 (1)乙炔法 特点:技术成熟,流程简单,副产物少,产品纯度高,成本高,有污染。 (2)联合法和烯炔法 以乙烯为原料合成氯乙烯: 乙烯与CL2加成 →1,2二氯乙烷(EDC); EDC脱HCL→氯乙烯 联合法省去乙烯和乙炔分离,但技术复杂,投资大,成本较高。 (3)平衡氧氯化法 此法的原料只需乙烯、氯和空气,氯气可全部利用平衡氧氯化法之三步反应: H2C=CH2 + CL2 → CLH2C-CH2CL H2C=CH2 + 2HCL + 1/2O2 → CLH2C-CH2CL + H2O 2CLH2C-CH2CL →2H2C=CHCL + 2HCL 总反应:H2C=CH2 + CL2 + 1/2O2 → 2H2C=CHCL + H2O |
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