二氯乙烷（化學(xué)式：C2H4Cl2；Cl(CH2)2Cl，式量：98.97），即1，2-二氯乙烷，是鹵代烴的一種, 常用 DCE 表示。無(wú)色或淺黃色透明液體熔點(diǎn)-35.7℃，沸點(diǎn)83.5℃，密度1.235g/cm3，閃點(diǎn)17℃。難溶于水主要用作氯乙烯（聚氯乙烯單體）制取過(guò)程的中間體，也用作溶劑等。它在室溫下是無(wú)色有類似氯仿氣味的液體，有毒，具潛在致癌性，可能的溶劑替代品包括1,3-二氧雜環(huán)己烷和甲苯。用作溶劑及制造，三氯乙烷的中間體。用作蠟、脂肪、橡膠等的溶劑及谷物殺蟲劑。

物理性質(zhì)

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：

1.生態(tài)毒性

LC50：225mg/L（96h）（虹鱒魚，靜態(tài)）；230~710mg/L（96h）（藍(lán)鰓太陽(yáng)魚，靜態(tài)）；136mg/L（96h）（黑頭呆魚，靜態(tài)）；65mg/L（96h）（褐蝦）；218mg/L(48h)(水蚤)

IC50：105~710mg/L（72h）（藻類）

二氯乙烷

二氯乙烷

2.生物降解性

好氧生物降解（h）：2400~4320

厭氧生物降解（h）：9600~17280

3.非生物降解性

空氣中光氧化半衰期（h）：292~2917

外觀與性狀：無(wú)色或淺黃色透明液體，有類似氯仿的氣味。味甜。能緩慢分解變成酸性，顏色變暗。

溶解性：溶于多數(shù)有機(jī)溶劑。在水中沉底，基本不溶。溶解性溶于約120倍的水，與乙醇、氯仿、乙醚混溶。能溶解油和脂類、潤(rùn)滑脂、石蠟。

1,2-二氯乙烷在常溫常壓下為具有類似氯仿氣味和甜味的無(wú)色透明油狀劇毒液體。難溶于水，可與乙醇、乙醚、氯仿等各種有機(jī)溶劑混溶，能溶解油和脂。對(duì)水、酸、堿穩(wěn)定，

化學(xué)性質(zhì)

具有抗氧化性。不腐蝕金屬。其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇高熱、明火、強(qiáng)氧化劑有引起燃燒爆炸的危險(xiǎn)。 

制備

1.乙烯與氯氣直接合成法　以乙烯和氯氣在1,2-二氯乙烷介質(zhì)中進(jìn)行氯化生成粗二氯乙烷及少量多氯化物，加堿閃蒸除去酸性物及部分高沸物，用水洗滌至中性，共沸脫水，精餾，得成品。

2.乙烯氧氯化法乙烯直接與氯氣氯化生成二氯乙烷。由二氯乙烷裂解制氯乙烯時(shí)回收的氯化氫和預(yù)熱至150-200℃的含氧氣體（空氣）和乙烯，通過(guò)載于氧化鋁上的氯化銅觸媒，在壓力0.0683-0.1033MPa；溫度200-250℃下反應(yīng)，粗產(chǎn)品經(jīng)冷卻（使大部分三氯乙醛和部分水冷凝）；加壓；精制，得二氯乙烷產(chǎn)品。

3.由石油裂解氣或焦?fàn)t的乙烯直接氯化的方法。此外，在氯乙醇法制取環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)中還副產(chǎn)有1,2-二氯乙烷。

4.將工業(yè)品1,2-二氯乙烷是用濃硫酸洗至酸層無(wú)色，而后用5的氫氧化鈣溶液洗，再用水洗一次，分去水層。用無(wú)水氯化鈣干燥后，進(jìn)行精餾。1,2-二氯乙烷能與水形成共沸混合物，含有8.9的水，共沸點(diǎn)7.7℃。利用此特性脫去大量的水后再進(jìn)行干燥和蒸餾即得純品1,2-二氯乙烷。

5.將催化劑三氯化鐵、氯化銅或氯化亞銻懸浮于二氯乙烷中作為反應(yīng)介質(zhì)，分別通入氣體乙烯和氯氣進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為50～70℃，反應(yīng)壓力0.4～0.5 MPa：

反應(yīng)所得產(chǎn)物用水洗去氯化氫和催化劑，靜置分層，分去水層，然后用1～2的氫氧化鈉洗滌，分去水層后進(jìn)行共沸精餾，蒸出的共沸物靜置分去水層，干燥后，再精餾，即得1,2-二氯乙烷純品。 

工藝分析

平衡氧氯化法是目前世界上主要采用的氯乙烯生產(chǎn)工藝，具有規(guī)模大、利于環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性能佳等特點(diǎn)。該工藝主要由乙烯直接氯化、乙烯氧氯化、二氯乙烷精餾和裂解等工藝單元組成 。其 中，乙烯直接氯化合成二氯乙烷是平衡氧氯化法生 產(chǎn)氯乙烯工藝中的一個(gè)重要單元 。 乙烯直接氯化反應(yīng)分為氣相法和液相法。氣相法目前還只停留在實(shí)驗(yàn)室階段，因反應(yīng)選擇性差 等原因沒(méi)有工業(yè)化。液相法生產(chǎn)工藝采用液相二氯 乙烷為介質(zhì)，以FeCl3或其絡(luò)合物為催化劑，由氯 氣和乙烯鼓泡通過(guò)液層進(jìn)行反應(yīng)生成二氯乙烷， 該反應(yīng)為氣液非均相反應(yīng)。根據(jù)反應(yīng)溫度的不同， 直接氯化可分為低溫氯化 、中溫氯化和高溫氯化工藝，有必要對(duì)這3種直接氯化工藝進(jìn)行比較。 [4] 

實(shí)驗(yàn)部分

實(shí)驗(yàn)原理

乙烯直接氯化反應(yīng)為放熱反應(yīng) 。氯氣用路易斯酸FeCl3ji化，ji化后的氯離子作為一個(gè)親電基團(tuán)攻擊乙烯的雙鍵，形成氯陽(yáng)離子化合物和四氯化鐵負(fù)離子，然后四氯化鐵負(fù)離子中的一個(gè)氯離子加到氯陽(yáng)離子化合物的碳原子上，從而生成二氯乙烷。

乙烯直接氯化反應(yīng)的主要副產(chǎn)物為一氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷，反應(yīng)方程式如下：

C2H4+HCL → C2H5Cl （1）

C2H4Cl2+Cl2→ C2H3Cl3+HCl （2）

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置是容積為300 mL的耐壓夾套玻璃反應(yīng)釜。設(shè)計(jì)壓力為2.5 MPa，溫度范圍-20~150 ℃，攪拌轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍0~1 500 r/min。 采用低溫氯化工藝時(shí)，生成物二氯乙烷可直接從釜 底出料口液相出料。采用中溫、高溫氯化工藝時(shí)， 反應(yīng)在二氯乙烷沸點(diǎn)以上進(jìn)行，氣相二氯乙烷經(jīng)冷 凝后進(jìn)入儲(chǔ)罐，其中大部分循環(huán)回反應(yīng)釜以保持反 應(yīng)釜內(nèi)液位，另一部分則由儲(chǔ)罐下方出料口取出。

實(shí)驗(yàn)方法

向反應(yīng)釜內(nèi)加入200 mL二氯乙烷，其中， FeCl3的含量為0.1（w）以及一定量的NaCl。通入氮?dú)鈱⒎磻?yīng)體系內(nèi)空氣排空，攪拌、加熱反應(yīng)釜， 然后通入乙烯和氯氣開(kāi)始反應(yīng)。低溫氯化實(shí)驗(yàn)的反 應(yīng)溫度約為50 ℃，反應(yīng)壓力微正壓。中溫氯化實(shí) 驗(yàn)的反應(yīng)溫度為90 ℃，壓力約為0.15 MPa。

高溫氯化反應(yīng)的溫度為110~120 ℃，壓力為0.25 MPa。 采用氣相色譜法對(duì)產(chǎn)物 中的二氯乙烷含量進(jìn)行分析。分析條件為：SGE BP5型氣相色譜柱（30 m×0.32 mm×0.5 μm，固定 相：BP5），F(xiàn)ID檢測(cè)，檢測(cè)器溫度200 ℃，載氣為氮?dú)?，流量? mL/min，氣化室溫度120 ℃，柱溫50~200 ℃。 [4] 

結(jié)果與討論

氯化工藝的特點(diǎn)分析

由反應(yīng)溫度對(duì)二氯乙烷選擇性和系統(tǒng)熱負(fù)荷可見(jiàn)，采用低溫氯化工藝（反應(yīng)溫度為50 ℃）時(shí)二氯乙烷的選擇性高，但系統(tǒng)熱負(fù)荷也高，這是由于直接氯化反應(yīng)放熱量大，需要消耗大量的冷卻水保持反應(yīng)釜內(nèi)的 溫度恒定，而反應(yīng)熱未得到有效的利用，此外液相 出料催化劑損失大，需要不斷補(bǔ)充催化劑；采用 中溫氯化工藝（反應(yīng)溫度為90 ℃）和高溫氯化工藝 （反應(yīng)溫度為110~120 ℃）時(shí)由于反應(yīng)溫度升高，反應(yīng)速率加快，副反應(yīng)增多，因此二氯乙烷的選擇 性比低溫氯化工藝分別降低了0.10和0.25，但系統(tǒng)熱負(fù)荷與低溫工藝相比從624.7 kJ/h分別降至304.1 kJ/h和265.2 kJ/h。

這是由于中溫、高溫氯化 工藝采用氣相出料，減少了催化劑的損失，反應(yīng)熱直接將部分二氯乙烷汽化，相應(yīng)地減少了為移出反 應(yīng)熱所消耗的冷卻水量；尤其是采用高溫氯化工藝 時(shí)，汽相二氯乙烷不需水洗、脫輕、脫重，可直接 進(jìn)入二氯乙烷精制單元的精餾塔，為精餾塔提供了 部分熱源，減少了精餾塔再沸器的熱負(fù)荷，降低了 裝置的能耗 。高溫氯化工藝比低溫和中溫氯化 工藝在能耗及物耗等方面具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是乙 烯直接氯化工藝的發(fā)展方向。

NaCl助催化劑用量對(duì)直接氯化反應(yīng)的影響

由 NaCl助催化劑用量對(duì)直接氯化反應(yīng)的影響可看出，在中溫和高溫氯化反應(yīng)中添加 NaCl助催化劑能提高二氯乙烷的選擇性，而低溫氯化反應(yīng)的二氯乙烷選擇性幾乎沒(méi)有變化。這是由 于在反應(yīng)過(guò)程中二氯乙烷提供電子的能力很弱，在 溶劑中FeCl3易形成二聚體Fe2Cl6，導(dǎo)致原子Fe 的空軌道被占據(jù)，使Cl2與原子Fe的配位反應(yīng) 變得困難，從而降低了反應(yīng)速率。

NaCl助催化劑的作用是打破Fe2Cl6的結(jié)構(gòu)，使其形成[Fe2Cl7 ]- ， 而Cl2與[Fe2Cl7 ]- 的原子Fe的配位反應(yīng)要比與 Fe2Cl6中Fe原子配位反應(yīng)容易，因?yàn)镕eCl4 - 比FeCl3的 化學(xué)性質(zhì)更加穩(wěn)定，易從配合物[Fe2Cl7 ]- 中脫離出 去，從而加快了乙烯氯化反應(yīng)的速率，也就相應(yīng)減 少了副反應(yīng)的發(fā)生，有利于提高二氯乙烷的選擇性。

但NaCl在二氯乙烷中的溶解度非常小，50 ℃ 時(shí)幾乎不溶于二氯乙烷，即使在120 ℃時(shí)其溶解度 僅約為3×10-4 g，因此在低溫氯化反應(yīng)中添加NaCl 助催化劑對(duì)二氯乙烷選擇性基本上無(wú)影響。此外， NaCl易從二氯乙烷溶液中析出造成設(shè)備腐蝕及堵塞 等問(wèn)題，因此不宜過(guò)量添加，控制好NaCl的 含量對(duì)直接氯化反應(yīng)至關(guān)重要。

乙烯與氯氣分壓比對(duì)直接氯化反應(yīng)的影響

隨乙烯與氯氣分壓比的變大， 3種氯化工藝的二氯乙烷的選擇性均呈現(xiàn)出先增加 后降低的趨勢(shì)，當(dāng)乙烯與氯氣分壓比約為1.25時(shí)二 氯乙烷的選擇性高，分別為99.90，99.86， 99.81。這是因?yàn)橐蚁┖吐葰饩鶠闅怏w，反應(yīng)中必 須先擴(kuò)散進(jìn)入二氯乙烷液相，然后在液相中進(jìn)行反 應(yīng)。乙烯直接氯化反應(yīng)是快速反應(yīng)，反應(yīng)速率和選擇性取決于乙烯和氯氣的溶解和擴(kuò)散特性。由于氯氣 與乙烯在相同分壓下，氯氣更易溶于二氯乙烷 ， 因此只有在乙烯分壓較高的情況下，才能達(dá)到兩者 溶解相的微觀平衡。

在乙烯直接氯化反應(yīng)過(guò)程中只 有當(dāng)體系中乙烯的濃度大于氯氣的濃度時(shí)，才能得 到高的反應(yīng)選擇性。但實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)過(guò)量的乙烯也 會(huì)導(dǎo)致副產(chǎn)物含量的增加，因此選擇合理的乙烯與 氯氣分壓比才能有效地提高二氯乙烷的選擇性。除此以外，在反應(yīng)器中添加填料，可以使乙 烯和氯氣分散在二氯乙烷溶液中形成的氣泡分布均 勻，有助于減少氣泡的聚并，提高反應(yīng)速率，減少 副反應(yīng)的發(fā)生，從而獲得較高的反應(yīng)選擇性。 

結(jié)論

1）采用低溫氯化工藝時(shí)二氯乙烷選擇性高， 但催化劑損失量大，能耗高；采用中溫、高溫氯化 工藝時(shí)氣相出料，能有效的利用反應(yīng)熱，降低裝置 的能耗。高溫氯化工藝比低溫和中溫氯化工藝在能 耗及物耗等方面具有明顯競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是乙烯直接氯 化工藝的發(fā)展方向。

2） NaCl助催化劑的加入可有效地破壞FeCl3二 聚體的形成，加快直接氯化反應(yīng)速率，減少副反應(yīng) 的發(fā)生，提高反應(yīng)的選擇性。但若NaCl添加量過(guò) 多，由于其在二氯乙烷中溶解性較差，易造成設(shè)備 腐蝕及堵塞等問(wèn)題。

3）直接氯化反應(yīng)過(guò)程中，當(dāng)乙烯分壓較高的 情況下，乙烯和氯氣才能在二氯乙烷溶液中達(dá)到微 觀平衡，從而獲得較高的反應(yīng)選擇性。

儲(chǔ)存

安瓿瓶外普通木箱；螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶（罐）外普通木箱。

具有抗氧化性。不腐蝕金屬。二氯乙烷的蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇高熱、明火、強(qiáng)氧化劑有引起燃燒爆炸的危險(xiǎn)。 

應(yīng)用

1.主要用作氯乙烯；乙二醇；乙二酸；乙二胺；四乙基鉛；多乙烯多胺及聯(lián)苯甲酰的原料。也用作油脂；樹(shù)脂；橡膠的溶劑，干洗劑，農(nóng)藥除早菊素；咖啡因；維生素；激素的萃取劑，濕潤(rùn)劑，浸透劑，石油脫蠟，抗震劑，還用于農(nóng)藥制造以及藥物滅蟲寧；哌嗶嗪的原料。在農(nóng)業(yè)上可用作糧食；谷物的熏蒸劑；土壤消毒劑等。

2.用于硼的分析，油脂及煙草的萃取劑。也用于乙酰纖維素的制造。

3.用作分析試劑，如作溶劑、色譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。還用作油脂的萃取制，并用于有機(jī)合成。

4.作洗滌劑、萃取劑、農(nóng)藥和金屬脫油劑等。

5.用作蠟、脂肪、橡膠等的溶劑及谷物殺蟲劑。