Question

甲烷氯化物的生产方法

Answer 1

氯甲烷的生产方法基本可分为两类：一类是通过甲烷氯化生产四种氯甲烷；另一类则是采用不同的原料专门生产四氯化碳或一氯甲烷。 甲烷在光或热的引发下与氯反应，其过程是：
CH4+Cl2─→CH3CL+HCl
CH3Cl+Cl2─→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2─→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2─→CCl4+HCl
此过程得到的产品是上述四种氯化物的混合物，可通过精馏,分离为四种产物。适当调节甲烷与氯的分子比,可使四种氯化物分别达到很高的产率。但甲烷与氯的配比不能过小，因氯化是强放热反应，配比愈小，生成高氯化物愈多，放出的热量愈大。如不及时移走反应热，当温度高于500℃时，就会发生分解爆炸反应而生成炭。为了使氯化反应能顺利进行，一般用大量过量甲烷在反应系统中循环，以烯释原料气，移走反应热。如需多产高氯化物，则可将低氯化物作为循环气返回反应器（见图），以得到所需的氯化深度。 可由甲醇在液相或气相进行反应：
CH3OH+HCl─→CH3Cl+H2O
液相反应时，将甲醇蒸气和氯化氢通入氯化锌水溶液中，在100～150℃下进行反应生成气态一氯甲烷，产物经水洗、冷却、干燥、压缩冷凝等后处理即得产品。气相反应用氧化铝作催化剂(见固体酸催化剂)，在300～350℃、0.3～0.6MPa下进行。后处理与液相法相同。该过程收率以甲醇计为92%～98%，以氯计为93%～95%。 又分为二硫化碳氯化和有机氯化物氯解两种方法。
①二硫化碳于30℃下，以铁屑为催化剂可氯化制得四氯化碳：
2CS2+6Cl2─→2CCl4+2S2Cl2
2S2Cl2+CS2─→CCl4+6S
副产硫磺可循环送回二硫化碳生产车间。收率以二硫化碳计为90%～97%。该法的生产成本略高于其他方法,但由于不副产其他氯化烃和氯化氢，氯的利用率高，产品提纯也较简单，工业上仍有一定的应用。
②有机氯化物氯解制四氯化碳，原料是氯甲烷、氯乙烯、氯丙烯、氯苯以及氯醇法制环氧丙烷等生产中的精馏残液。原料与氯气在600℃和20MPa下进行氯解反应，可制得四氯化碳（选择性可接近100%）,同时也消除了含氯有机物的污染。