CN1391545A - 从反应器流出物直接回收hci的由乙烷和乙烯制造氯乙烯的方法 - Google Patents

从反应器流出物直接回收hci的由乙烷和乙烯制造氯乙烯的方法 Download PDF

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Abstract

制备氯乙烯单体的方法，其中附属反应器的进料物流中存在大量的乙烷和乙烯，在乙烷/乙烯—至—乙烯基反应步骤或阶段后，从第一单元操作的反应器流出物中基本上完全回收了反应器流出物中的氯化氢。步骤是乙烷、乙烯、氯化氢、氧气和氯的氧化脱氢氯化催化反应；骤冷该反应器流出物流，以提供基本上没有氯化氢的粗产品物流；将所述粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流；并且将所述轻组分物流循环至反应器。

Description

从反应器流出物直接回收HCl的由乙烷和乙烯制造氯乙烯的方法
本发明涉及一种由乙烷和乙烯制造氯乙烯单体(VCM)的方法和装置。本发明尤其涉及制造氯乙烯单体的方法，其中(1)进入附属(affiliated)反应器的进料物流中存在大量的乙烷和乙烯并且(2)在乙烷/乙烯至乙烯基反应步骤或阶段后，在第一单元操作中将反应器流出物中的HCl基本上完全自流出物中回收。
在现代工业中氯化氢是一种关键材料，目前从1，2-二氯乙烷(EDC)制取氯乙烯大多利用的方法是：首先从乙烯制取EDC；因此，从抽象的参考结构来看，至少利用整体的三操作系统(主要通过热裂解从初级碳氢化合物得到乙烯；乙烯至EDC；然后是EDC至氯乙烯)。工业上长期以来一直需要达到这样的方法：自初级碳氢化合物更直接更经济的制取氯乙烯而无须首先制造和提纯乙烯，与此设想有关的固有的经济利益激励了大量的发展研究。
作为全面发展的第一方面，乙烷至乙烯基的制备引起了许多从事氯乙烯制造的公司的兴趣，现在可得到大量的有关该主题的文献。下面的段落概述了与最近公开的新发展的实施方式有关的主要工作。1966年8月17日出版的名称为“乙烷至氯乙烯的催化转化”的专利GB1,039,369描述了利用包括镧系列在内的多价金属来由乙烷制造氯乙烯。该专利叙述了在“利用特定控制比的蒸汽、有效氯和氧气”的条件下利用一些催化剂。所描述的体系在500-700℃的温度范围内操作。所述技术有效氯中选择性的包括1，2-二氯乙烷。
1977年11月26日出版的名称为“制造氯乙烯的方法”的专利GB1,492,945中，John Lynn BarClay公开了利用铜基乙烷-至-乙烯基催化剂中的镧制造氯乙烯的方法。作者描述了镧的存在有助于改变在操作所需的高温下铜的挥发。实施例表明了附属反应中过量氯化氢的优点。
1982年9月29日出版的名称为“由烷烃的氧氯化制造一氯烯烃”的专利GB2,095,242中，David Roger Pyke和Robert Reid描述了“一种制造一氯烯烃的方法，它包括在高温下将含有烷烃、氯源和分子氧的气体混合物在催化剂存在时反应，该催化剂含有金属银和/或其化合物和一种或多种锰、钴或镍的化合物。”作者表明可将乙烷和乙烯的混合物加入催化剂中。但没有给出实施例并且没有公开乙烷/乙烯混合物的具体优点。
1983年1月19日出版的名称为“烷烃氧氯化成一氯化烯烃”的专利GB2,101,596中，Robert Reid和David Pyke描述了“一种制造一氯化烯烃的方法并将其用于由乙烷制造氯乙烯，它包括在高温下将含有烷烃、氯源和分子氧的气体混合物在催化剂存在时引入反应，该催化剂含有铜、锰和钛的化合物。”作者还描述到“在一个实施方式中，将反应产物分离并且使用之，或是在一个实施方式中，将其再循环至反应器以增加一氯化烯烃的产量。”作者表明可将乙烷和乙烯的混合物加入催化剂中。但没有给出实施例并且没有公开乙烷/乙烯混合物的具体优点。
1971年12月21日出版的名称为“卤代烃”的专利US3,629,354中，William Q.Beard，Jr描述了存在氯化氢和氧气时由乙烷制造氯乙烯和联生产乙烯的方法。优选催化剂是负载的铜或铁。该专利的一个实施例表明反应中氯化氢(HCl)相对于乙烷过量。以1∶4的乙烷与氯化氢的比例制造含有38.4％的乙烯(其不需要HCl)和27.9％的氯乙烯(每摩尔的氯乙烯仅需要一摩尔的HCl)的物流。
1972年4月25日出版的名称为“由乙烷、卤素和卤化氢通过流化催化剂得到的乙烯”的专利US3,658,933中，William Q.Beard，Jr描述了在一种一个氧化脱氢反应器、氧卤化反应器和脱卤化氢反应器结合有三反应系统中制造卤乙烯的方法。作者表明有时通过添加卤素和卤化氢提高了乙烷的(氧)卤化脱氢。在US3,629,354中，通过常规的氧卤化(氧氯化)和裂解由产生的乙烯来制造VCM。将裂解操作产生的HCl返回卤化脱氢反应器。
1972年4月25日出版的名称为“由乙烷和卤素通过流化稀土催化剂得到的乙烯”的专利US3,658,933和1972年11月7日出版的名称为“卤化脱氢催化剂”的专利US3,702,311中William Q.Beard，Jr都描述了在一个卤化脱氢反应器、氧卤化反应器和脱卤化氢反应器结合的三反应系统中制造卤乙烯的方法。作者描述了乙烷卤化脱氢制得的乙烯通过氧卤化(氧氯化)随后转化成EDC，随后通过常规热裂解制造VCM。将裂解操作得到的HCl返回934英寸的氧卤化反应器和311英寸的卤化脱氢反应器。后一专利中，表明以HCl和Cl2计，过量的总氯量都增加了所需产物的产量。
William Q.Beard，Jr于1972年2月22日出版的名称为“乙烷的氧化脱氢”的专利US3,658,934和1973年10月30日出版的名称为“乙烷的氧化脱氢”的专利US3,769,362与上述内容接近，并且描述了在过量卤化氢存在时乙烷氧化脱氢成乙烯的方法该专利叙述了用稀土卤化物进一步稳定铜或铁卤化物的催化剂，其中稀土与卤化铜或卤化铁的比大于1∶1。该专利使用相对于乙烷加入的摩尔量实质上过量的HCl，该HCl在反应中未消耗。
1977年9月6日出版的名称为“制造1，2-二氯乙烷的方法”的专利US4,046,823中，Ronnie D.Gordon和Charles M.Starks描述了生产EDC的方法，其中乙烷和氯在含铜的催化剂上以气相反应。
1978年7月11日出版的名称为“由乙烷制备乙烯和氯乙烯的方法”的专利US4,100,211中，Angelo Joseph Magistro描述了乙烷与乙烯和VCM的混合物反应的工艺中所用的铁催化剂的再生。该专利描述了每摩尔乙烷存在0.1-10摩尔的氯源。一般地，随着氯化氢与乙烷之比的增加，即使当乙烯的产量减少时，氯乙烯和其它氯化产物的产量也会增加。
1981年11月10日出版的名称为“氯乙烯的制备”的专利US4,300,005中，Tao P.Li在过量HCl存在下用铜基催化剂制备VCM。
1992年3月17日出版的名称为“乙烷的氯化方法”的专利US5,097,083中，John E.Stauffer描述的乙烷-至-VCM工艺中以含氯烃为氯源。该专利描述的方法中，可用含氯烃捕获HCl，以随后用来制备乙烯基。
EVC公司在乙烷-至-乙烯基技术方面一直很活跃，下面的四个专利是它们努力发展的结果。
1998年1月14日出版的名称为“氧氯化催化剂”的专利EP667,845中，Ray Hardman和Ian Michael Clegg描述了用于乙烷-至-乙烯基催化作用的具有稳定填料(package)的铜基催化剂。该催化剂明显与下面三个美国专利描述的进一步的技术相关。
1997年9月2日出版的名称为“氧氯化方法中副产物的再循环”的专利US5,663,465中，Ian Michael Clegg和Ray Hardman描述了乙烷催化氧氯化为VCM的方法，其中将氧氯化反应器中的乙烷和氯源与适宜的催化剂结合；将副产物再循环至氧氯化反应器中；在氢化步骤中处理未饱和的氯代烃副产物以使之转化成其相应的饱和物，并且使其返回反应器；将乙烯副产物氯化为1，2-二氯乙烷以再循环之。
1998年3月17日出版的名称为“氯乙烯制备工艺”的专利US5,728,905中，Ian Michael Clegg和Ray Hardman讨论了使用铜催化剂在存在过量HCl时乙烷-至乙烯基的制备。该专利描述了在含铜和碱金属的催化剂存在时，乙烷、氧源和氯源之间乙烷的催化氧氯化工艺。以超过化学计量所需氯的量向氧氯化反应器中加HCl。
1998年6月9日出版的名称为“氧氯化工艺”的专利US5,763,710中，Ian Michael Clegg和Ray Hardman讨论了在氯氧化催化剂存在时(选择反应条件使HCl维持过量)，在氧氯化反应器中结合乙烷和氯源将乙烷催化氧氯化成VCM；分离VCM产物；并且将副产物再循环至反应器中。
现在讲述一下由乙烯制取氯乙烯的领域，制造VCM的大多数工业用方法是以乙烯和氯为主要的原材料。在直接氯化反应器中，将乙烯与含有催化剂的液体1，2-二氯乙烷中的氯接触。随后1，2-二氯乙烷在高温下裂解产生了VCM和氯化氢(HCl)。将产生的HCl依次加入氧氯化反应器中，它与乙烯和氧反应产生了更多的1，2-二氯乙烷。也加入该1，2-二氯乙烷裂解以产生VCM。
Angelo J.Magistro在1993年5月11日出版的名称为“催化剂组合物和由乙烷制备乙烯的工艺”的专利US5,210,358中描述了这样的工艺。
尽管在一个实施方式中，也将另外的氯源(HCl)加入这些扩展的工厂体系，但目前大多使用的工业工艺的三单元操作(直接氯化、氧氯化和热裂解)的结合通常被称为“平衡(balanced)”的EDC工厂。“平衡”工厂的净化学计量是：
乙烯的成本占生产VCM总成本的重要的一部分，并且生产需要昂贵的设备。乙烷比乙烯便宜，与主要由提纯并且分离的乙烯生产VCM的成本相比，由乙烷生产VCM会适度的降低生产VCM的成本。
通常乙烯、氧和氯化氢转化为1，2-二氯乙烷被称为氧氯化。由乙烯氧氯化生产1，2-二氯乙烷的催化剂具有许多通性。能进行该化学反应的催化剂一直被分类为改性的迪肯(Deacon)催化剂[Olah，G.A.，Molnar，A.，Hydrocarbon Chemistry，John Wiley&Sons(New York，1995)，pg226]。迪肯化学反应是指氧化HCl产生元素氯和水的迪肯反应。其它的作者已提议氧氯化是利用HCl来氯化，利用迪肯法将该HCl氧化成Cl2[Selective Oxychlorination of Hydrocarbons：A Criticalanalysis，Catalytica Associates，Inc.，Study4164A，October 1982，第1页]。由此确定了产生游离氯(Cl2)的氧氯化催化剂的能力。实际上，烷烃的氧氯化一直与体系中游离氯的制备相关联[SelectiveOxychlorination of Hydrocarbons：A Critical analysis，CatalyticaAssociates，Inc.，Study4164A，October 1982，第21页和本文的参考文献]。这些催化剂利用可使用不止一种稳定氧化态的金属作载体，如铜和铁。常规技术中，氧氯化是向乙烯中加入两个氯原子，该氯原子来自HCl或其它还原氯源。
可通过乙烷的氧氯化生产乙烯基，条件是存在能产生游离氯的催化剂。这些催化剂可在低温下将乙烯转化成1，2-二氯乙烷。在更高的温度下对1，2-二氯乙烷进行热裂解得到了HCl和氯乙烯。氧氯化催化剂将烯烃材料氯化成更高级的氯烃。从而当乙烯被转化成1，2-二氯乙烷时，氯乙烯转化成1，1，2-三氯乙烷。用氧氯化催化剂的方法必然会产生更高级的氯化副产物。这在EVC的专利(EP667,845、US5,663,465、US5,728,905和US5,763,710)中进行了非常详细的研究，结果表明使用氧氯化催化剂产生了更高级的多氯化副产物。由上述内容可知，有关用乙烷生产VCM的许多观点在此前已有清楚的描述。最常用的催化剂是改性的迪肯催化剂，它可在比那些进行乙烯氧氯化温度(275℃)高更多的温度(＞400℃)下操作。正如专利GB1,492,945、GB2,101,596、US3,644,561、US4,300,005和US5,728,905中公开和评述的，用于乙烷-至-VCM制备的催化剂通常是稳定化的抗第一行过渡金属的迁移。
专利GB1,039,369、GB2,101,596、UA5,097,083、US5,663,465和US5,763,710已公开了在乙烷-至-VCM方法中用含氯烃作氯源。专利GB1,039,369需要向反应器系统加入水。专利GB2,101,596是特定的铜催化剂。专利US5,663,465描述的工艺用直接氯化步骤在将乙烯送回VCM反应器之前将其转化成EDC。
尽管专利GB2,095,242是相对定性的引用，但乙烯-至-乙烯基工艺的另一个最新进展在44649号Dow案卷中由Mark E.Jones、MichaelM.Olken和Daniel A.Hickman进行了概括，它是于2000年10月3日以邮件号为EL636832801US的快件在美国受理处提交的，其名称为“将乙烯转化为氯乙烯的方法和用于该方法的新颖的催化剂组合物”。该申请的催化剂证实可用于大量的乙烷和乙烯反应生产氯乙烯单体，由此为生产氯乙烯开辟了新方法。但是，催化作用使反应产物中产生了氯化氢。在这点上，当利用能将乙烷和乙烯都转化成氯乙烯的催化体系时，工艺中氯化氢(和相应的盐酸)的管理是关键的需要再解决的问题。考虑到氯乙烯设备的构造，也需要尽可能的使用现有设备，其中一些现存设备可能有处理氯化氢的能力而其它的现存设备不具有处理氯化氢的能力。本发明通过提供了处理乙烷/乙烯-至-乙烯基反应器产生的氯化氢的装置和方法，提供了满足这些需要的实施方式，它实质上是在乙烷/乙烯-至-乙烯基反应步骤或阶段后，在第一单元操作中从反应器流出物中完全回收氯化氢。
本发明提供了一种制备氯乙烯的方法，其步骤为：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中乙烷和乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷反应器流出物流，以提供基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流(lightsstream)；并且
将轻组分物流循环至产生步骤，与乙烷、乙烯、氧气和氯源一起进行催化反应。
本发明也提供了一种制备氯乙烯的方法，步骤包括：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流；并且
将轻组分物流循环至所述产生步骤，与所述乙烷、所述乙烯、所述氧气和所述氯源一起进行催化反应。
本发明还提供了一种制备氯乙烯的方法，步骤包括：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和超-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器。
本发明还提供了一种制备氯乙烯的方法，步骤包括：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，在反应器产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
氢化所述顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流，以向所述反应器提供循环进料；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器。
另外本发明提供了一种制备氯乙烯的装置，它包括：
一反应器，用于乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应而产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流的设备，以提供基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流的设备；并且
将所述轻组分物流循环至所述反应器的设备。
本发明还提供了一种制备氯乙烯的装置，包括：
一反应器，用于乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应而产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流的设备，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流的设备；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水氯化氢物流的设备；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流的设备；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器的设备；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器的设备。
本发明还提供了一种制备氯乙烯的装置，包括：
一反应器，用于乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应而产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流的设备，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流的设备；
氢化所述顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯混合物流的设备，以向所述反应器提供循环进料；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流的设备；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述反应器流出物流的设备；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器的设备；并且
由轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器的设备。
本发明还提供了一种氯乙烯，其制备方法包括的步骤为：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流；并且
将所述轻组分物流循环至所述产生步骤，与所述乙烷、所述乙烯、所述氧气和所氯源一起进行催化反应。
本发明还提供了一种氯乙烯，其制备方法包括的步骤为：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
由所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器。
本发明还提供了一种氯乙烯，其制备方法包括的步骤为：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，从反应器产生了反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷却所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上没有氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
氢化所述顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流，以向所述反应器提供循环进料；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
由轻组分物流吸附C2物流并且将其循环至所述反应器。
阅读详述的优选实施方式和附图可更完全明显的看出本发明的其它特点和优点，其中：
从早期出版物可很好的理解，图1表示预期的乙烷-至-氯乙烯工艺的特征，该工艺所用的催化剂能将乙烷转化成VCM。
图2表示利用通过氧化脱氢-氯化，可将乙烷和乙烯转化成VCM的催化剂的乙烷/乙烯-至-氯乙烯方法。
图3改进了图2所示的氧化脱氢-氯化方法，表明进一步将顺-二氯乙烯和反-二氯乙烯氢化成1，2-二氯乙烷。
图4表示图2所示的乙烷/乙烯-至-乙烯基方法的要点，其中反应器中基本上所有的HCl在该反应中得到了转化。
图5表示图4的乙烷/乙烯-至-乙烯基的方法，其中在常规的炉中将该方法产生的EDC转化成氯乙烯，并且将来自炉辅助工艺的HCl输入氧化脱氢-氯化反应器中作氯源。
正如本说明书背景技术的论述所指出的，氧氯化通常是指将HCl或其它还原性氯源的两个氯原子氧化加成至乙烯。能进行该化学反应的催化剂一直被分类为改性的迪肯催化剂[Olah，G.A.，Molnar，A.，Hydrocarbon Chemistry，John Wiley & Sons(New York，1995)，pg226]。迪肯化学反应是指氧化HCl产生元素氯和水的迪肯反应。
与氧氯化法相反，本文所述的优选方法优选利用氧化脱氢-氯化方法将含乙烷和乙烯的物流以高的选择率转化成VCM。氧化脱氢-氯化是指利用氧气和氯源，将烃转化为氯代烃，其中碳或是保持其原有的价键或是价键还原(即，sp3碳仍为sp3或是转化为sp2，sp2碳仍为sp2或是转化为sp)。这与常规的氧氯化定义的区别是，利用氧气和氯源以碳价键的净增(即，sp2碳转化为sp3)将乙烯转化为1，2-二氯乙烷。已知该催化剂具有将乙烯转化为氯乙烯的能力，这将氧化脱氢-氯化反应工艺产生的乙烯循环至反应器是有优势的。氧化脱氢-氯化反应器产生的副产物包括氯乙烷、1，2-二氯乙烷、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯。氧化脱氢-氯化反应催化剂也是一种从饱和氯代烃中去除HCl的活性催化剂。在某些情况下，在生产氯乙烯时循环氯乙烷和1，2-二氯乙烷是有优势的。剩余的大量氯代有机副产品是二氯乙烯。在一个实施方式中，将这些材料氢化以产生1，2-二氯乙烷。大量的1，2-二氯乙烷化学品可以卖掉或用来循环。另一个实施方式中，将EDC完全氢化产生了乙烷和HCl。中等苛刻度的氢化产生了1，2-二氯乙烷、乙烷、氯乙烷和HCl的混合物；该混合物也适合循环至氧化脱氢-氯化反应器。
现在来讨论图1，正如从早期出版物可很好的理解乙烷-至-乙烯基的转化，乙烷至VCM工艺100表示利用能将乙烷转化成VCM的催化剂的预期的乙烷-至-氯乙烯工艺的特征；在这方面，该工艺没有向乙烷-至-VCM反应器(乙烷反应器102)提供大量的来自循环物流或进料物流的乙烯。应指出的是，据发明人所知，由于还没有建立起合适的正常制造规模的乙烷-至-乙烯基制造系统，因此，建议的工艺方法是之前已概括的实施方式的唯一来源。据此，工艺100是有关EVC公司研究进展的几个出版物评述的内容共同结合和简化得到的近似工艺：氯乙烯/二氯乙烯94/95-5(1996年8月；Chemical System，Inc.；Tarrytown，New York)；EP667,845；专利US5,663,465；专利US5,728,905；和专利US5,763,710。
如图1的内容所示，乙烷反应器102向急冷塔106输出流体物流，其中反应器输出的流出物在该塔中被冷却。急冷塔106将强的粗HCl含水物流继续输送至相分离支系统108。相分离支系统108向无水HCl回收支系统110输出物流体物流，在回收支系统110中从强的粗HCl含水物流分离出氯化氢水溶液(盐酸)、无水HCl和水。
无水HCl回收支系统110输出物流130，以将无水HCl循环至乙烷反应器102，并且无水HCl回收支系统110也输出水(后续使用或废物回收)。无水HCl回收支系统110通过物流128向急冷塔106返回相对稀释的HCl含水物流(盐酸)。急冷塔106也向轻组分塔114输出含水物流，其中将含有乙烯的轻组分物流进一步从反应器流出物产品物流中除去。
轻组分塔114向直接氯化反应器112输出轻组分物流，在此直接加入氯气(物流126)将轻组分物流中的乙烯氯化为EDC(1，2-二氯乙烷)。在EDC回收塔116回收的EDC以循环至乙烷反应器102，将剩余的一定量的轻组分气体以物流134循环至乙烷反应器102，该物流134带有CO(一氧化碳)成分测量设备，该测量设备(未示出)用于控制系统(未示出)来确定处理的剩余轻质气体的适宜量，通过排气氧化设备118产生排气物流以除去系统中的CO、CO2和其它杂质。
将不进入直接氯化反应器112的来自轻组分塔114的流出物继续运送至(a)首先是干燥支系统120以除去水；(b)接着是VCM净化塔122以分离VCM产品；然后(c)接着是重组分塔124，以除去重组分物流并且产生物流132。物流132是顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷、氯乙烷和其它氯化的有机物。在考虑该文献基础上的另一个预期实施方式中，在进入轻组分塔114之前干燥支系统120除去水，同时将来自轻组分塔114的VCM携带物流继续运送至(a)首先是VCM净化塔124，以分离VCM产品，然后(b)进一步至重组分塔124以除去重组分物流并且产生物流132。
最后，将物流132继续运送至RCL(氯化的有机物)氢化反应器104，其中氢气的加入影响了运送至反应器102的循环物流。
现在来讨论图2，根据本说明书的优选实施方式，乙烷至VCM的氧化脱氢-氯化方法200表示利用能够将乙烷和乙烯转化成VCM的催化剂，通过氧化脱氢-氯化法进行的乙烷/乙烯-至-氯乙烯的方法；在这方面，该方法向反应器(乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202)输入了大量的或来自循环物流或来自进料物流的乙烷和乙烯。乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202接收的输入来自：(a)进料物流乙烷进料物流222、HCl进料物流224、氧进料物流226和氯进料物流228以及(b)循环物流氯乙烷物流230、氯化氢(HCl)物流226和轻组分循环物流248及一部分EDC物流262，在特定的生产时刻，根据市场和操作条件，利用EDC有利于输入该EDC物流262。
正如2000年10月3日以邮件号为EL636832801US的快件在美国受理处提交的、名称为“将乙烯转化为氯乙烯的方法和用于该方法的新颖的催化剂组合物”的44649号Dow案卷中Mark E.Jones、MichaelM.Olken和Daniel A.Hickman所反映的，用于乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202的催化剂含有至少一种稀土材料。稀土是由钪(原子序数为21)、钇(原子序数为39)和镧系(原子序数为57-71)组成的17种元素的一组[James B.Hedrick，U.S.Geological SURVEY-MineralsInformation-1997，”Rare-EarthMetals’]。提供的催化剂可以是多孔的疏松材料或是负载在合适的载体上。优选基于镧、铈、钕、镨、镝、钐、钇、钆、铒、镱、钬、铽、铕、铥和镥的稀土材料。用于上述VCM工艺的最优选稀土材料是基于那些通常被认为是单价材料的稀土元素。多价材料的催化性能似乎不如单价材料的性能理想。例如，铈是一种已知的可达到3+和4+稳定氧化态的氧化-还原催化剂。这是如果稀土材料是基于铈、除铈外催化剂至少还包括一种以上稀土元素的一个原因。优选地，如果催化剂中使用的稀土元素之一是铈，提供的铈的摩尔比量应小于催化剂中存在的其它稀土的总量。但实际上更优选催化剂中不存在铈。“基本上没有铈”意味着任何铈占稀土组合物的量小于33原子百分数，优选小于20原子百分数，最优选小于10原子百分数。
催化剂所用的稀土材料更优选基于镧、钕、镨或其混合物。最优选地，催化剂中所用的稀土至少之一是镧。另外，对于本发明VCM工艺的含乙烯进料，催化剂基本上不含铁和铜。一般地，催化剂中存在可氧化-还原(redox)的材料是不希望的。优选催化剂基本上没有多于一种稳定氧化态的其它过渡金属。例如，锰是另一种最好不包括在催化剂中的过渡金属。“基本上没有”意味着催化剂中稀土元素和氧化还原金属的原子比大于1，优选大于10，更优选大于15，最优选大于50。
如上所述，可将催化剂沉积在惰性载体上。优选的惰性载体包括氧化铝、硅胶、氧化硅-氧化铝、氧化硅-氧化镁、铝矾土、氧化镁、碳化硅、氧化钛、氧化锆、硅酸锆及其组合。但是，最优选的实施方式中，载体不是沸石。当使用惰性载体时，催化剂的稀土材料成分通常占催化剂和载体总量的3-85wt％。可用本领域已知技术将催化剂负载在载体上。
多孔的疏松材料(bulk material)和负载形式的催化剂中包括其它的元素也可能是有优势的。例如，优选添加的元素包括碱土、硼、磷、硫、硅、锗、钛、锆、铪、铝及其组合。这些元素的存在可改变组合物的催化性能或提高材料的机械性能(例如耐磨损)。
在将含乙烯的进料、氧源和氯源在本发明VCM工艺实施方式的反应器中汇合之前，优选催化剂组合物含有至少一种稀土元素的盐，条件是催化剂基本上没有铁和铜并且当使用铈时催化剂还包括除铈外的至少一种以上稀土元素。该至少一种稀土元素的盐优选选自稀土氯氧化物、稀土氯化物、稀土氧化物及其组合，条件是催化剂基本上没有铁和铜并且当使用铈时催化剂还包括除铈外的至少一种以上稀土元素。更优选该盐含有分子式是MOCl的稀土氯氧化物，其中M至少是一种选自镧、铈、钕、镨、镝、钐、钇、钆、铒、镱、钬、铽、铕、铥和镥的稀土元素或其混合物，条件是当铈存在时，也存在至少一种以上除铈外的稀土元素。最优选该盐是多孔的氯氧化镧疏松材料。如上所述，该工艺在原地进行氯化时，该材料有益于使其不产生总量的改变(gross changes)(如碎裂)，并且使用一段时间之后，该材料还提供了在该工艺的范围内的有益的水溶解性能(初始LaOCl不溶于水)，因此应将失效的催化剂从流化床、固定床反应器或其它工艺设备或容器中除去，这可通过用上述来自反应器的水冲洗失效的催化剂来进行，而无须水力清理或常规的大强度机械技术。
当盐是稀土氯氧化物(MOCl)时，盐的BET表面积通常至少为12m2/g，优选至少是15m2/g，更优选至少是20m2/g，并且最优选至少是30m2/g。一般的BET表面积小于200m2/g。对于上述测量，是在77K下测量氮吸附等值线并且利用BET法由等值线数据计算出上述表面积的(Brunauer，S.，Emmett，P.H.，Teller，E.，J.Am.Chem.Soc.，60，309(1938))。另外，MOCl相具有区别于MCL3相的粉末X-射线衍射(XRD)图形特性。
之前的几种情况表明，在MOCl组合物内也可能有稀土(“M”)的混合物。例如，M可以是选自镧、铈、钕、镨、镝、钐、钇、钆、铒、镱、钬、铽、铕、铥和镥的至少两种稀土的混合物。类似的，它也可能有不同MOCl组合物的混合物，其中混合物中MOCl的每个组合物的M是不同的。
一旦将含乙烯的进料、氧源和氯源在反应器中汇合，在原地由至少一种稀土元素的盐形成催化剂，由此认为在原地形成的催化剂包含稀土成分的氯化物。这样一种氯化物的例子是MCl3，其中M是选自镧、铈、钕、镨、镝、钐、钇、钆、铒、镱、钬、铽、铕、铥、镥的稀土成分及其混合物，条件是存在铈时催化剂还含有至少一种除铈外的稀土元素。通常当盐是稀土氯化物(MCl3)时，盐的BET表面积通常至少为5m2/g，优选至少是10m2/g，更优选至少是15m2/g，更优选至少是20m2/g，并且最优选至少是30m2/g。
根据本文公开的内容，熟知本领域的技术人员将会毫无疑问的意识到另一个制备有用的催化剂组合物的方法。目前形成含有氯氧稀土(MOCl)的组合物的优选方法包括以下步骤：(a)在含有水、乙醇或其混合物的溶剂中制备一种或多种稀土元素的氯化物盐溶液；(b)加入含氮的碱以产生沉淀；并且(c)收集、干燥并且煅烧该沉淀物以形成MOCl材料。通常含氮的碱选自氢氧化氨、烷基胺、芳基胺、芳烷基胺、烷基氢氧化氨、芳基氢氧化氨、芳烷基氢氧化氨及其混合物。也可以含氮碱与其它不含氮碱的混合物形式提供含氮碱。优选的含氮碱是四-烷基氢氧化氨。步骤(a)中的溶剂优选水。可通过包括喷雾干燥、清洗炉干燥和其它已知的任何方式对有利于催化的组合物进行干燥。对目前优选的流化床操作方式，优选喷雾干燥催化剂。
目前形成含有稀土氯化物(MCl3)的催化剂组合物的优选方法包括以下步骤：(a)在含有水、乙醇或其混合物的溶剂中制备稀土元素的氯化物盐溶液；(b)加入含氮的碱以产生沉淀；(c)收集、干燥并且煅烧该沉淀物；并且(d)使煅烧的沉淀物与氯源接触。例如，该方法(用镧阐述)的一种应用是用含氮的碱溶液沉淀LaCl3，干燥后加入反应器，在反应器中加热至400℃进行煅烧，然后将煅烧的沉淀物与氯源接触，以在反应器原位形成催化剂组合物。通过本说明书随后部分给出的实施例，对优选使用的催化剂进行了进一步的证实。
乙烷、乙烯、氯化氢、氧气、氯气和至少一种循环物流在乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202中一起进行催化反应，从而产生了反应器流出物流232；特别要指出的是乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202的所有进料中，乙烷和乙烯的摩尔比在0.02-50之间(注意任何时刻具体的操作比是由操作过程状态的流出物确定的)不会长期损害催化剂功能。通过乙烯物流289将乙烯加入反应器202，乙烯的加入取决于生产的具体时刻下的市场和操作条件。在这方面，乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202的所有进料中，更优选的乙烷和乙烯的摩尔比在0.1-10。当市场和操作条件(生产的具体时刻下)允许时，最优选的方式是乙烯物流289为零流量，并且乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202的所有进料中，乙烷和乙烯的摩尔比为0.5-4，其变化取决于局部的工艺条件、催化剂循环寿命的考虑和再循环物流(物流248)的组分。即使反应器(202)流出物流(物流232)是由乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气和含氯烃的氯源一起进行催化反应产生的，需要指出的是，将这些物流转化为VCM的催化剂的选择性首先得益于用元素氯改善镧基催化剂。当元素氯(物流228)作为加入反应器202的氯源的一部分时，用镧基催化剂将这些物流转化为VCM对催化剂的选择性也是有益的。应当指出的是，在亦使用本文公开的VCM工艺和装置的另一个实施方式中，任何其它能将乙烷和乙烯转化为VCM的催化剂体系都是有优势的。
氯源(选自氯化氢、氯气和含氯烃)HCl进料物流224、氯气进料物流228、用于循环的EDC物流262的任何部分以及但不限于至少含有一种氯代甲烷或氯代乙烷(例如，但不限于，四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷)的任何其它循环的或原材料进料物流共同向氧化脱氢-氯化反应提供氯；即时操作时这些物流中的每一个都是随时可变的，从而为VCM转化提供所需的化学计量的氯。对于来自EDC物流262的EDC(1，2-二氯乙烷)，其或是循环至反应器202或是直接出售的适宜量是由市场条件决定的，市场条件影响直接出售的几率。利用部分EDC物流262的另外的选择是用作VCM转化炉的原料，这取决于具体的设备。在这方面，操作方法200另外可由此进行(a)将反应器202中产生的1，2-二氯乙烷提纯以出售，(b)将反应器202中产生的1，2-二氯乙烷提纯以循环至反应器202，和/或(c)将反应器202中产生的1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。也需要指出的是，有时购买EDC作氯源也是有优势的。
乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202向进料急冷塔204输送反应器流出物流232。通过骤冷反应器流出物流，急冷塔204处理的反应器流出物流232基本上完全除去了残留的HCl，从而提供了基本上没有氯化氢的粗产品(蒸气)物流；该粗产品(蒸气)物流是物流240。也从急冷塔204输出冷却的(含水)氯化氢物流(物流234)；将物流234输送至相分离支系统206，以除去冷却的粗HCl中的残留有机化合物。在另一个实施方式中，相分离支系统206是一滗析器、汽提塔或是滗析器和汽提塔的组合。将自相分离支系统206除去的有机材料(基本上是液相)通过物流242输送至轻组分物流塔210，并且将分离的冷却的(基本上是液相)粗HCl以物流236输送至无水HCl回收支系统208。无水HCl回收支系统208接收来自氧化设备(用于排气物流提纯至环境允许的组合物的热氧化或其它氧化设备)214的(含水)物流274和(含水)物流236，并且产生的无水HCl输出物流266循环至乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202。物流268输出的来自无水HCl回收支系统208的水可用于后续使用或废物回收。无水HCl回收支系统208也可通过物流238将HCl(盐酸)的含水物流返回急冷塔204。总之，无水HCl回收支系统208提供的功能有(a)由冷却的粗氯化氢物流回收(1)稀释的氯化氢物流和(2)无水氯化氢物流(蒸气)和(b)也将稀释的氯化氢物流循环至反应器流出物流(急冷塔204)。无水HCl回收支系统208也将无水氯化氢物流(蒸气)循环至反应器。对熟知本领域的人员而言，很明显还有其它的从水和HCl的混合物中分离无水HCl的方法。
急冷塔204也向轻组分物流塔210输出物流240，该塔将来自反应器流出物产品物流的含有乙烯的轻组分物流(蒸气物流244)除去。需要指出的是，与图1所讨论的相反，来自轻组分物流塔210的乙烯大多数被循环返回至乙烷/乙烯至VCM氧化脱氢-氯化反应器202而不是转化成EDC。
分离反应器流出物的HCl和轻组分物流(物流244)后，轻组分物流塔210输出物流252，以分离水产品物流、氯乙烯单体产品物流(物流254)、氯乙烷物流(物流230)、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流(物流260)、1，2-二氯乙烷物流(物流262)和重组分物流(物流264)。影响这些最后分离的方式是本领域技术人员显而易见的，许多各种构型的分门别类的工艺设备都可实现该分离。因此，干燥支系统216、VCM提纯塔218和重组分塔220便于叙述总的分离系统(因此，尽管在预期的一个实施方式中，每个塔应仅为单物理塔，但术语“塔”应解释为代表至少一种物理塔的“有效塔”)，该分离系统分离水物流256、VCM产品物流254、氯乙烷物流230、顺/反-1，2-二氯乙烯物流260、EDC物流262和重组分物流264的总性能符合条件时，重组分物流264在有机废物燃烧器中作有机破坏材料或在合适的产品中应用。在预期的另一个实施方式中，干燥支系统216在轻组分塔210之前除去水，轻组分塔210的流出物向前输送至VCM提纯塔218。再次指出的是，关于来自EDC物流262的物流EDC(1，2-二氯乙烷)，其或是循环至反应器202或是直接出售的适宜量是由市场条件决定的，市场条件影响直接出售的几率。在这方面，VCM提纯塔218和重组分物流塔220的操作另外可由此进行(a)将1，2-二氯乙烷提纯以出售，(b)将1，2-二氯乙烷提纯以循环至反应器202，和/或(c)1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。
现在来讨论物流244，当其从轻组分物流塔210物流出时，物流244被分成直接以物流248输送至乙烷/乙烯-VCM氧化脱氢-氯化反应器202的第一物流部分和输送至C2吸附和汽提塔212的第二物流部分。C2吸附和汽提塔212吸附并且汽提来自物流244的输送的第二物流部分的C2材料(乙烷和乙烯)，并且通过C2循环物流246确保C2材料循环至反应器202，该物流246与来自物流244的第一物流部分汇合形成了物流248。C2吸附和汽提塔212还向排气氧化设备214输出清洗物流(purge stream)，该氧化设备214输出排气物流250和将(含水)物流274引向无水HCl回收支系统208。CO(一氧化碳)成分测量设备的测量用于控制系统(未示出)来确定剩余轻组分气体的适宜量，通过C2吸附和汽提塔212以及排气氧化设备214产生排气物流250，由此在该方法中CO的累计不会达到不能接受的水平。
由表1可理解乙烷至VCM氧化脱氢-氯化工艺200的模拟相对物流流量和物流成分。表1(质量单位/时间单位)是在400℃和基本上是环境压力下实验室测量氯氧化镧催化性能得到的数据；研究“将乙烯转化为氯乙烯的方法和用于该方法的新颖的催化剂组合物”可理解优选催化剂的其它细节。在产生数据的模拟的上下文中，表1表示了一些零物流量，但该数值并不意味着总物流量为零或不需要物流。表1未示出乙烯进料物流289；在这点上，重复之前的观点，特定制备时刻当市场和操作条件允许时，最优选的方式是用于乙烯物流289为零物流量。然而，在某些条件下，乙烯物流289有助于经济有益的流量。表1-工艺200的乙烷/乙烯至氯乙烯的物料平衡
   Stream C2H6 C2H4  O2 HCl     Cl2 Ar   CO    CO2 EDC  EtCl  VCM   DCE  H2O   total
    222    572    0       0     0      0    0     0     0    0    0     0     0     0      572
    224    0      0       0     0      0    0     0     0    0    0     0     0     0      0
    226    0      0       548   0      0    6     0     0    0    0     0     0     0      553
    228    0      0       0     0      660  0     0     0    0    0     0     0     0      660
    230    0      0       0     0      0    0     0     0    0    22    0     0     0      22
    232    1847   1042    19    1459   0    98    1257  257  147  22    1000  127   559    7834
    234    83     27      0     2818   0    0     2     7    142  15    428   116   5995   9633
    236    0      0       0     2818   0    0     0     0    0    0     0     0     5995   8813
    238    0      0       0     1359   0    0     0     0    0    0     0     0     5436   6795
    240    1765   1015    19    0      0    98    1255  251  5    7     572   11    6      5002
    242    83     27      0     0      0    0     2     7    142  15    428   116   0      820
    244    1847   1042    19    0      0    98    1257  257  0    0     0     0     0      4520
    246    99     56      0     0      0    0     0     0    0    0     0     0     0      154
    248    1842   1039    18    0      0    93    1186  243  0    0     0     0     0      4420
    250    0      0       0     0      0    6     0     150  0    0     0     0     13     168
    252    0      0       0     0      0    0     0     0    147  22    1000  127   0      1296
    254    0      0       0     0      0    0     0     0    0    0     1000   0    0      1000
    256    0      0       0     0      0    0     0     0    0    0     0      0    6      6
    260    0      0       0     0      0    0     0     0    0    0     0      127  0      127
    262    0      0       0     0      0    0     0     0    147  0     0      0    0      147
    264    0      0       0     0      0    0     0     0    0    0     0      0    0      0
    266    0      0       0     1459   0    0     0     0    0    0     0      0    0      1459
    268    0      0       0     0      0    0     0     0    0    0     0      0    553    553
    274    0      0       0     0      0    0     0     0    0    0     0      0    0      0
现在来看图3，具有顺/反循环的乙烷至VCM氧化脱氢-氯化方法300改进了乙烷至VCM氧化脱氢-氯化方法200，其中DCE(二氯乙烯)氢化设备280用于(a)将来自顺/反-1，2-二氯乙烯物流260的顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯氢化并且(b)循环该输出物流至反应器202。在另一个实施方式中，重组分塔220中分离出单一的混合物流230、260和262，并且将该单一的混合物流循环至DCE脱氢设备280。
图4表示乙烷/乙烯-至-乙烯基完全转化反应器工艺400，其中反应器202中基本上所有的HCl都被转化。通过骤冷反应器流出物流，急冷塔204处理的反应器流出物流232中基本上完全除去了残留的HCl，提供了基本上没有氯化氢的粗产品物流。也从急冷塔204输出冷却的粗氯化氢物流(物流234)；将物流234输送至向相分离支系统206以除去粗冷却HCl中的有机化合物。通过物流242将除去的有机材料输送至轻组分物流塔210。来自相分离支系统206的含水HCl被循环，在中和器298中用氢氧化钠或其它中和化合物处理排出的废物，从而由相分离支系统206排出的废物为可处理的废物流。
图5表示VCM-炉-增强的乙烷/乙烯-至-乙烯基的方法500，其中在常规的VCM炉293中，在方法400的氧化脱氢-氯化反应中产生的EDC被转化成氯乙烯，并且将回收自VCM精制的无水HCl295输入反应器202。表2进一步列出了图中确定的组成部分的细节。
表2-组成部分的细节
附图标记 名称 解释
102 反应器 流化床乙烷反应器。垂直定向的反应器系统，气体从底部进料，从顶部排出。在床中有垂直的冷却管，在顶部有内旋风(3个以内串联)。典型直径不大于20英尺。流化床高度30~50英尺，总高度80英尺。反应器温度高于400℃，要求用高镍合金制造。流化流化。
104 RCL氢化 用于将不饱和化合物(大多数是氯代的，如顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯)转化为其向反应器循环的饱和衍生物的氢化反应器。
106 冷却和洗涤 冷却反应器的产物气体并且从蒸气分离出冷凝物。该冷凝物有浓缩的HCl含水含水相和有机相。
108 相分离 优选用具有内缓冲板的水平槽实现冷却器106的水相和有机
相的重力分离，以从容器的一端除去较重的相(最可能是含水/酸相，但该相的特征取决于该相中有机物的确切组分)。较轻的相流过该缓冲板进入容器的另一半以被除去。在一些实施方式中，接着对水相进行有机物的汽提。
110 HCl回收 利用本领域公知的常规方法将来自分离器的HCl含水液回收为无水HCl，以循环至反应器。
112 直接氯化 氯化乙烯的反应器。通常将氯和乙烯注入含有EDC的容器底部来实施。反应物形成EDC；净产物以塔顶蒸气排出。反应热为蒸发提供了驱动力。
114 产品分离 分离塔，顶部有致冷冷凝器，以从氯化的有机物分离出用于循环的轻组分。
116 EDC回收 用于提纯EDC的标准的蒸馏塔。
118 排气处理(TOX) 通过焚化炉将有机物(包括氯化的有机物)氧化为水蒸汽、二氧化碳和氯化氢来实现排气处理。用水冲洗排出气以回收相对稀释(10-20％HCl物流)的HCl用于其它用途。它是典型的化学工业随处可见的设备，这对本领域是很显然的。
120 干燥 由其它产物最后分离出VCM之前，在干燥塔中除去水。调整温度和压力以使水从塔底部除去并且干燥产物从顶部排出。
122 VCM塔 按工业适用的方法最后提纯VCM。
124 产品循环塔 进行由较重(高分子量)组分分离顺和反-1，2-二氯乙烯和EDC的蒸馏塔。在将回收的组分循环至反应器之前将其输送至轻组分反应器。
202 反应器 乙烯/乙烷氧化脱氢-氯化反应器。反应器的流化床形式(优选)为垂直取向的反应器系统，其底部进气并且顶部有出口。垂直冷却管位于床中，内气旋(串联多达3个)位于顶部。通常反应器的直径小于20英尺。反应器的总高度为80英尺，流化床的高度为30-50英尺。反应器固定床形式是带有直径为1-1.5英寸的管的垂直交换型催化反应器。反应器高于400℃的温度需要高镍合金来构造。
204 骤冷 用石墨块或石墨管换热器将反映器流出的气体冷却，并且冷却的气体在吸附塔中被吸附。该冷凝物有浓缩的HCl含水相和有机相。
206 相分离 优选用具有内缓冲板的水平槽实现来自步骤204的含水和有机相的重力分离，以从容器的一端除去较重的相(最可能是含水/酸相，但该相的特征取决于该相中有机物的确切组分)。较轻的相流过该缓冲板进入容器的另一半以被除去。在一些实施方式中，接着液相的有机物被汽提。
208 HCl的回收 利用本领域公知的常规方法将来自分离器的HCl液物流回收为无水HCl，以循环至反应器。
210 产品分离 分离塔，顶部有致冷冷凝器，以从氯化的有机物分离出用于循环的轻组分。
212 C2的吸附和汽提 在第二塔中经汽提操作将清洗流中的乙烷和乙烯吸入吸附器中的烃或其它吸附液中来回收乙烷和乙烯。然后回收的烃被循环“回”主循环物流并且进一步循环至反应器。
214   排气处理(TOX) 通过焚化炉将有机物(包括氯化的有机物)氧化为水蒸汽、二氧化碳和氯化氢来实现排气处理。用水冲洗排出气以回收相对稀释(10-20％HCl物流)的HCl用于其它用途。它是典型的化学工业随处可见的设备，这对本领域是很显然的。
216   干燥 在轻组分被汽提之后、由粗产品物流的其它产物最后分离出VCM之前，在干燥塔中除去水。优选调整温度和压力以使水从塔底部除去并且干燥产物从顶部排出。
218   VCM塔 按工业适用的本领域公知的方法提纯VCM。
220   重组分物流塔 用蒸馏塔分离重组分，该塔进行由重(高分子量)流组分分离(a)顺和反-1，2-二氯乙烯和(b)EDC。
280   氢化 在反应器中，将不饱和化合物(大多数是氯代的，如顺或反-1，2-二氯乙烯)转化为向反应器循环的其饱和衍生物来进行氢化。
293   炉 它们是将EDC裂解为VCM的高温气体燃烧炉。EDC被蒸发并且通过置于温度约为600℃的炉内的管，以将一部分EDC转化为VCM和HCl。这是目前工业常用炉。
295   VCM精制和HCl回收 用目前工业用的急冷塔(或桶)和分离塔来实现VCM精制和HCl回收，以回收未转化的EDC、回收并且循环HCl和提纯VCM产品。
298   残留HCl的中和 反应器中HCl基本上完全转化时不调整残留物的回收。用任何易得的碱性材料(苛性碱、氢氧化钙、碳酸钙、氨等)中和水溶液。然后将流出物送去进行废物处理。该工艺最可能是在具有搅拌器的封闭槽中进行。是否需要通过循环流提供冷却取决于HCl的残留量。
实施例通过下面的实施例进一步解释具体的催化剂，实施例仅起示范作用。
实施例1
为了证实从含有乙烯的物流生产氯乙烯，制备了含有镧的多孔耐火组合物。通过在8份去离子水中溶解1分市售的水合氯化镧(购自J.T.Baker Chemical Company)制备了LaCl3水溶液。搅拌滴入氢氧化铵(购自Fisher Scientific，ACS标准认可)以中和PH(用通用试纸)形成了凝胶。将混合物离心处理，并且从溶液滗析出固体。加入约150ml去离子水并且对凝胶进行剧烈搅拌以分散该固体，将得到的溶液离心处理并且倒出溶液。该洗涤步骤再重复两次。在摄氏120度下干燥该收集的洗涤凝胶并且随后在550摄氏度下在空气中煅烧2小时。将得到的固体粉碎并且过筛，以得到可用于其它测试的颗粒。该过程产生了与LaOCl的X-射线粉末衍射相匹配的固体。
将该颗粒置于纯镍(合金200)反应器中。反应器的构造适于将乙烯、乙烷、HCl、O2和惰性气体(He和Ar)加入反应器中。氩的功能是通过气体色谱法分析反应器进料物流和流出物的内标。在标准条件下催化剂的体积除以流速得到间隔时间(space time)。加料速度是摩尔比。直接向反应器系统加入含乙烷物流，该含乙烷物流是化学计量的1乙烷、1HCl和1氧气。由此提供了由乙烯生产VCM的平衡化学计量。
下面的表3阐述了使用该组合物的反应器测试结果。
表3的第一列显示出在HCl存在下，在氧化条件下把乙烯送入到催化体系时，催化剂对氯乙烯的高选择性。此组合物含有氦，为的是模拟用空气作为氧化气体操作的反应器。
表3的第二列显示出在HCl存在下，在氧化条件下把乙烯送入到催化体系时，催化剂对氯乙烯的高选择性。此组合物是富燃料以避免燃烧导致的限制，而且不含有氦。
表3的第三列显示出在HCl存在下，在氧化条件下把乙烷送入到催化体系时，催化剂对氯乙烯和乙烯的高选择性。此组合物模拟用空气作为氧化气体操作的反应器。在进料中没有乙烯。在反应器中存在的乙烯是乙烷部分氧化的产物。
表3的第四列显示出同时加入乙烷和乙烯时的结果。反应器是如此操作的，使得保证进入反应器的乙烯量和排出反应器的乙烯量相等。在此方式下操作时，乙烯表现出惰性稀释剂的特征，只有乙烷发生转化。结果显示了氯乙烯和1，2-二氯乙烷的高产率。使用氩气作为内标，保证了进入反应器的乙烯流量和流出反应器的乙烯流量是相等的。乙烯与氩气积分色谱峰的比例对于反应器的进料和产物物流是一样的。以这种方式，模拟在反应器装置中乙烯的循环。
         表3
                                                    进料摩尔比
    C2H4     2     3.7     0     3
    C2H6     0     0     1     2
    HCl     2     2     1     2.5
    O2     1     1     1     1
  惰性气体     6.8     0     4     0
 T(摄氏度)     401     400     401     419
间隔时间(s)     12.3     5.0     21.8     12.4
 O2浓度(pct)     47.3     53.7     54.8     93.9
                                                  选择率(百分数)
 C2H4     -     -     44.7     -
 C2H4Cl2     10.7     14.0     0.1     12.8
 VCM     76.6     78.1     34.5     68.5
实施例2
为了进一步证实组合物的用处，用不同的氯源将乙烯转化为氯乙烯。通过在6.6份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自AvocadoResearch Chemicals Ltd.)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化铵水溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物过滤以收集固体。在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，对收集的凝胶在摄氏120度下干燥。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、HCl、氧气、1，2-二氯乙烷、四氯化碳和氦。在标准温度和压力下催化剂的体积除以流速得到间隔时间。加料速度是摩尔比。在开始操作前，将该组合物加热至400摄氏度并且用1∶1∶3的HCl∶O2∶He混合物处理2小时。
通过在400摄氏度下向形成的组合物加入乙烯、氯源和氧气来产生氯化氢。下表表示利用不同氯源的物流在82-163小时得到的数据。以HCl、四氯化碳和1，2-二氯乙烷提供氯。VCM表示氯乙烯。在标准温度和压力下计算的催化剂体积除以流速得到值为间隔时间。操作的反应器的出口为环境压力。乙烯和1，2-二氯乙烷被定义为C2类。
表4
                                                     进料摩尔比
    C2H4     2.0     2.0     2.0     2.0
    C2H6     0.0     0.0     0.0     0.0
    CCl4     0.5     0.5     0.0     0.0
    C2H4Cl2     0.0     0.0     1.8     0.0
    HCl     0.0     0.0     0.0     1.9
    O2     1.0     1.0     1.0     1.0
    He+Ar     8.9     9.0     8.9     6.7
  T(摄氏度)     400     399     401     400
  间隔时间(s)     8.0     4.0     8.6     4.9
                                                   转化百分数(百分数)
    C2H4     40.4     27.0     18.7     20.1
    C2H6     0.0     0.0     0.0     0.0
    CCl4     94.8     78.4     0.0     0.0
    C2H4Cl2     0.0     0.0     98.3     0.0
    HCl     0.0     0.0     0.0     44.7
    O2     68.8     42.0     55.2     37.8
                                         基于转化的C2摩尔数的选择率(百分数)
    VCM     59.6     56.4     86.0     78.5
    C2H4Cl2     14.8     30.7     0.0     2.2
    C2H5CL     0.6     0.4     0.2     1.6
这些数据表明乙烯基的氧化生产可利用许多的氯源。用四氯化碳、1，2-二氯乙烷和HCl都得到了以氯乙烯为主的产品。
实施例3
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自Avocado Research Chemicals Ltd.)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化铵水溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自FisherScientific)形成了凝胶并且得到的最终pH为8.85。将混合物过滤以收集固体。收集的材料在550摄氏度下在空气中煅烧4小时。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。
表5表示的数据中，调整反应器的进料以使进入反应器和离开反应器的乙烯物流相等。类似的调整反应器的进料以使进入反应器和离开反应器的HCl基本相等。设置氧的转化稍微小于安全转化从而能检测催化剂的活度。按此方式操作消耗的进料是乙烷、氧和氯。显示出乙烯和HCl既没有产生也没有被消耗。在标准温度和压力下催化剂的体积除以物流速算得间隔时间。实施例还进一步表明利用氯气作氯源来生产氯乙烯。表5
                                              进料摩尔比
    C2H4     2.1
    C2H6     4.5
    Cl2     0.5
    HCl     2.4
    O2     1.0
    He+Ar     7.4
    T(℃)     400
    间隔时间(s)     9.4
                                          转化百分数(Pct.)
    C2H4     1.8
    C2H6     27.3
    Cl2     99.8
    HCl     -1.4
    O2     96.4
                                          选择率(Pct.)
    VCM     79.0
    C2H4Cl2     7.2
    C2H5Cl     1.7
    COx     5.1
    C2H4     0.5
与本文所有的实施例相同，VCM表示氯乙烯。C2H4Cl2是唯一的1，2-二氯乙烷。COx是CO和CO2的组合。
实施例4-实施例11
实施例4-实施例11解释许多稀土组合物的制备，每一种都仅含有一种稀土材料。表6给出的数据阐明这些组合物的性能。
实施例4
通过在6.67份去离子水中溶解l份市售的水合氯化镧(购自J.T.Aldrich Chemical Company)制备了LaCl3水溶液。快速搅拌滴入6M的氢氧化铵(购自Fisher Scientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物离心处理以收集固体。倒出凝胶中的溶液并且弃之。该凝胶在6.66份去离子再悬浮。离心处理收集该凝胶。在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥该收集的凝胶。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是LaOCl。测得的BET表面积为42.06m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。
实施例5
通过在6.67份去离子水中溶解一份市售的水合氯化钕(Alfa Aesar)制备了NdCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化铵(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物过滤以收集固体。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是NdOCl。测得的BET表面积为22.71m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。
实施例6
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镨(Alfa Aesar)制备了PrCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化铵(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物过滤以收集固体。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是PrOCl。测得的BET表面积为21.37m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。
实施例7
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化钐(Alfa Aesar)制备了SmCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化氨(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物过滤以收集固体。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是SmOCl。测得的BET表面积为30.09m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。
实施例8
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化钬(Alfa Aesar)制备了HoCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化氨(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物过滤以收集固体。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是HoOCl。测得的BET表面积为20.92m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。
实施例9
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化铒(Alfa Aesar)制备了ErCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化氨(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物过滤以收集固体。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是ErOCl。测得的BET表面积为19.80m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。
实施例10
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镱(Alfa Aesar)制备了YbCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化氨(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物过滤以收集固体。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是YbOCl。测得的BET表面积为2.23m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。
实施例1l
通过在6.67份去离子水中溶解一份市售的水合氯化钇(Alfa Aesar)制备了YCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化氨(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。将混合物过滤以收集固体。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏120度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。X-射线粉末衍射表明该材料是YOCl。测得的BET表面积为29.72m2/g。下表6列出了该实施例的具体性能参数。表6：制造氯乙烯采用的稀土氯氧化物组合物
    实施例     5     6     7     8     9     10     11     12
                                                            原料摩尔比
    C2H4     3.6     4.2     3.7     3.6     3.6     3.6     4.2     3.6
    HCl     2.0     2.3     2.0     2.0     2.0     2.0     2.3     2.0
    O2     1.0     1.0     1.0     1.0     1.0     1.0     1.0     1.0
    He+空气     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2     0.25     0.2
    T(℃)     399     403     401     400     400     400     400     399
  空间时间(s)     8.7     21.3     11.4     17.6     17.7     22.8     23.1     21.3
                                                            转化百分比(％)
    C2H4     23.7     13.2     22.8     14.7     12.7     15.4     3.3     13.8
    HCl     47.6     24.9     40.9     20.8     15.9     22.4     5.0     19.8
    O2     58.8     59.4     55.0     53.4     48.1     48.8     21.2     47.8
                                                             选择率(％)
    VCM     75.3     74.4     74.2     61.0     33.3     44.0     6.1     35.0
  C2H4Cl2     11.3     2.9     6.1     2.9     14.5     17.5     8.8     18.8
  C2H5Cl     3.5     6.9     4.4     10.6     16.8     12.8     37.0     16.5
    COx     4.8     11.8     9.7     22.4     33.8     23.1     26.4     27.5
这些数据表示利用含组合物的疏松的稀土来将含乙烯的物流转化为氯乙烯。
实施例12-实施例16
实施例12-实施例16解释许多稀土组合物的制备，每一种都含有稀土材料的混合物。表7给出的数据阐明了这些组合物的性能。
实施例12
通过在13.33份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自Spectrum Quality Products)和0.67份市售的水合氯化钕(Alfa Aesar)制备了LaCl3和NdCl3的水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化铵(购自Fisher Scientific，稀释的ACS认可的试剂)以形成凝胶。最后的PH为8.96。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏80度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。测得的BET表面积为21.40m2/g。下表7列出了该实施例的具体性能参数。
实施例13
通过在13.33份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自Spectrum Quality Products)和0.67份市售的水合氯化钐(Alfa Aesar)制备了LaCl3和SmCl3的水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化铵(购自Fisher Scientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。最后的PH为8.96。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏80度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。测得的BET表面积为21.01m2/g。下表7列出了该实施例的具体性能参数。
实施例14
通过在13.33份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自Spectrum Quality Products)和0.52份市售的水合氯化钇(Alfa Aesar)制备了YCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化氨(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。最后的PH为8.96。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏80度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。测得的BET表面积为20.98m2/g。下表7列出了该实施例的具体性能参数。
实施例15
通过在13.33份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自Spectrum Quality Products)和1份市售的水合氯化钬(Alfa Aesar)制备了LaCl3和HoCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化氨(购自FisherScientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。最后的PH为8.64。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏80度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。测得的BET表面积为19.68m2/g。下表7列出了该实施例的具体性能参数。
实施例16
通过在13.33份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自Spectrum Quality Products)和0.75份市售的水合氯化镱(Alfa Aesar)制备了LaCl3和HoCl3水溶液。快速搅拌加入6M的氢氧化铵(购自Fisher Scientific，稀释的ACS标准认可的试剂)以形成凝胶。最后的PH为9.10。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在摄氏80度下干燥之。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。测得的BET表面积为20.98m2/g。下表7列出了该实施例的具体性能参数。
表7：含有两种稀土材料的组合物的性能
    实施例     13     14     15     16     17
                                                      进料摩尔比
    C2H4     3.7     3.6     3.6     3.6     3.6
    HCl     2.0     2.0     2.0     2.0     2.0
    O2     1.0     1.0     1.0     1.0     1.0
    He+Ar     0.2     0.2     0.2     0.2     0.2
    T(℃)     401     401     400     399     400
  间隔时间(s)     3.7     15.7     13.7     16.9     20.6
                                                       转化百分数(Pct.)
    C2H4     16.8％     11.3     12.5     12.4     9.2
    HCl     36.0     13.1     18.1     11.9     15.9
    O2     45.9     47.2     52.2     47.1     38.7
                                                         选择率(百分数)
    VCM     75.8     51.0     51.4     28.9     11.1
  C2H4Cl2     9.7     7.5     12.4     14.5     20.6
  C2H5Cl     4.1     11.8     8.9     17.0     23.8
    COx     6.9     27.5     25.8     38.9     43.8
这些数据还表示利用含稀土材料混合物的组合物疏松的稀土将含乙烯的物流转化为氯乙烯。
实施例17-实施例24
实施例17-实施例24是存在其它添加剂的稀土材料的组合物。
实施例17
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自AldrichChemical Company)制备了LaCl3水溶液。将0.48份氢氧化铵(FisherScientific)加入0.35份市售的制备好的CeO2(Rhone-Poulenc)。将镧和含铈的混合物混合在一起的同时搅拌以形成凝胶。将得到的含混合物的凝胶过滤，并且在550摄氏度下在空气中煅烧4小时收集的固体。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
实施例18
用研钵和槌研磨由实施例5的方法制备的含镧的组合物以形成粉末。将1份研磨的粉末和0.43份BaCl2粉末汇合并且进一步用研钵和槌研磨以形成均匀的混合物。将含镧和钡的混合物压成块，将该块在800摄氏度下在空气中煅烧4小时。将得到的材料置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
实施例19
将干燥的Grace Davision Grade 57的硅石在120摄氏度下干燥2小时。用市售的水合氯化镧制备饱LaCl3水溶液。用LaCl3溶液将干燥的硅石浸渍至初始润湿点。室温下将浸渍的硅石在空气中干燥2天。进一步在120摄氏度下干燥1小时。将得到的材料置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
实施例20
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自Spectrum Quality Products)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化氨溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该凝胶在12.5份的丙酮(Fisher Scientific)中再悬浮，离心处理并且弃去溶液。用8.3份丙酮再重组分复丙酮洗涤步骤4次。该凝胶在12.5份丙酮中再悬浮并且加入1.15份六甲基乙硅烷(disilizane)(购自Aldrich Chemical Company)，将该溶液搅拌1小时。将混合物离心处理以收集凝胶。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在室温下风干。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。测得的BET表面积为58.82m2/g。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
实施例21
通过在10份去离子水中溶解一份市售的水合氯化镧(Alfa Aesar)和0.043份市售的HfCl4(购自Acros Organics)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化铵溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下在空气中煅烧4小时之前，在80℃下干燥一整夜。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
实施例22
通过在10份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(Alfa Aesar)和0.086份市售的HfCl4(购自Acros Organics)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化氨溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下煅烧4小时之前，在80℃下干燥一整夜。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
实施例23
通过在10份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(Alfa Aesar)和0.043份市售的ZrOCl2(购自Acros Organics)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化氨溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。该凝胶在6.67份去离子水中再悬浮后离心处理。滗析出该溶液并且弃之。该收集的凝胶在550摄氏度下煅烧4小时。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
实施例24
通过在去离子水中溶解市售的水合氯化镧制备了2.16M的LaCl3水溶液。将市售的氧化锆(购自Engelhard)在350℃下干燥一整夜。用0.4份LaCl3水溶液浸渍1份氧化锆。样品在室温下风干并且在550℃下煅烧4小时。将得到的固体粉碎并且过筛。将过筛的颗粒置于纯镍(合金200)反应器。反应器构造成可向其加入乙烯、乙烷、HCl、氧气和惰性气体(氦和氩的混合物)。下表8列出了该实施例的具体性能参数。
表8：有其它组份的稀土组合物
实施例  18  19  20  21  22  23  24  25
                                             进料摩尔比
 C2H4  3.7  3.6  3.7  3.7  3.7  3.7  3.6  3.7
 HCl  2.0  2.0  2.0  2.0  2.0  2.0  2.0  2.0
 O2  1.0  1.0  1.0  1.0  1.0  1.0  1.0  1.0
 He+Ar  0.2  0.2  0.2  0.2  0.2  0.2  0.2  0.2
 T(℃)  400  401  400  399  401  400  400  401
间隔时间(s)  4.8  20.3  6.7  3.6  7.9  7.8  12.8  16.7
                                              转化百分数(Pct.)
 C2H4  18.2  11.7  14.1  24.6  18.5  16.5  18.7  15.2
 HCl  34.6  22.1  24.4  57.1  40.9  38.2  35.2  21.1
 O2  55.6  33.2  48.0  52.0  50.3  47.4  50.9  56.4
                                               选择率(百分数)
  VCM  64.5  54.6  53.6  56.0  76.4  71.8  73.2  55.1
 C2H4Cl2  11.5  15.2  10.0  31.4  9.6  12.7  5.2  7.3
 C2H5Cl  5.0  10.0  7.4  2.9  4.0  4.9  4.9  12.4
 COx  10.8  18.6  26.6  6.0  7.6  8.8  13.6  24.1
这些数据表示利用含其它元素的镧基催化剂或被负载的镧基催化剂由含乙烯物流来制备氯乙烯。
实施例25-实施例30
实施例25-实施例30是可能改变所用稀土组合物的制备的一些改进。
实施例25
通过在10份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自SpectrumQuality Products)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化铵溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。从凝胶滗析出溶液并且弃之。在去离子水中制备了0.61份苯基三乙基氯化铵(购自Aldrich ChemicalCompany)的饱和溶液。将该溶液加入凝胶并且搅拌。该收集的凝胶在550摄氏度下煅烧4小时。下表9列出了该实施例的具体性能参数。该实施例表明通过加入氨盐改变了稀土组合物的制备。
实施例26
通过在10份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自SpectrumQuality Products)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化铵溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。将一份冰醋酸加入该凝胶并且使该凝胶再溶解。将该溶液加入26份丙酮中以产生沉淀。滗析出溶液并且将固体在550摄氏度下煅烧4小时。下表9列出了该实施例的具体性能参数。该实施例表明通过分解含氯稀土化合物的羧酸加成物制备了所用的稀土组合物。
实施例27
通过在10份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自SpectrumQuality Products)制备了LaCl3水溶液。迅速搅拌加入6M的氢氧化铵溶液(稀释的ACS标准认可的试剂，购自Fisher Scientific)形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。将收集的凝胶在3.33份去离子水中再悬浮。之后加入0.0311份磷酸试剂(购自Fisher Scientific)在悬浮液中没有产生直观的变化。将该混合物再次离心处理并且从含磷的凝胶滗析出溶液。该收集的凝胶在550摄氏度下煅烧4小时。煅烧的固体其BET表面积为33.05m2/g。下表9列出了该实施例的具体性能参数。该实施例表明含有磷酸盐形式的磷的稀土组合物的制备。
实施例28
通过在6.6份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自AcrosOrganics)制备了LaCl3水溶液。通过将0.95份市售DABCO或1，4-二氮杂二环[2，2，2]辛烷(购自ICN Pharmaceuticals)溶解于2.6份去离子水中形成溶液。迅速搅拌混合这两种溶液形成了凝胶。将混合物离心处理以收集固体。将收集的凝胶在6.67份去离子水中再悬浮。将该混合物再次离心处理并且从凝胶滗析出溶液。该收集的凝胶在550摄氏度下煅烧4小时。煅烧的固体其BET表面积为38.77m2/g。下表9列出了该实施例的具体性能参数。该实施例表明在制备所用的稀土组合物时利用了烷基胺。
实施例29
通过在10份去离子水中溶解一份市售的水合氯化镧(购自AcrosOrganics)制备了LaCl3水溶液。迅速向该溶液加入2.9份市售的四甲基氢氧化氨(购自Aldrich Chemical Company)并且同时搅拌以形成凝胶。将混合物离心处理并且从滗析出溶液。将收集的凝胶在6.67份去离子水中再悬浮。将该混合物再次离心处理并且从凝胶滗析出溶液。该收集的凝胶在550摄氏度下煅烧4小时。煅烧的固体其BET表面积为80.35m2/g。下表9列出了该实施例的具体性能参数。该实施例表明在制备所用的稀土组合物时利用了烷基胺氢氧化物。
实施例30
通过在6.67份去离子水中溶解1份市售的水合氯化镧(购自AvcadoResearch Chemicals Ltd.)制备了LaCl3水溶液。迅速向该溶液加入1.63份市售的5N NaOH溶液(Fisher Scientific)并且同时搅拌以形成凝胶。将混合物离心处理并且从滗析出溶液。该收集的凝胶在550摄氏度下煅烧4小时。煅烧的固体其BET表面积为16.23m2/g。下表9列出了该实施例的具体性能参数。该实施例表明在制备用不含氮的碱来形成满意的催化材料。但是测试材料的潜在功能似乎比那些用含氮的碱制备的材料要差一些。
表9：含镧组合物的其它制备方法
实施例  26  27  28  29  30  31
                                             进料摩尔比
 C2H4  3.6  3.7   3.6  3.7  3.7  3.7
 HCl  2.0  2.0   2.0  2.0  2.0  2.0
 O2  1.0  1.0   1.0  1.0  1.0  1.0
 He+Ar  0.2  0.2   0.2  0.2  0.2  0.2
 T(·C)  401  400   400  399  400  401
间隔时间(s)  8.6  20.8   4.7  8.7  6.2  20.2
                                             转化百分数(Pct.)
 C2H4  18.8  8.7   15.6  17.4  21.0  9.3
 HCl  35.8  7.7   20.2  41.5  48.4  22.3
 O2  53.0  32.6   48.8  50.6  56.8  17.9
                                            选择率(百分数)
VCM  73.4  26.0   72.1  76.8  77.6  17.5
 C2H4Cl2  8.7  11.9   7.1  7.3  7.8  46.2
 C2H5Cl  3.5  22.7   5.6  4.2  2.9  25.6
 COX  9.8  38.6   12.7  7.6  6.3  9.1
以解释性的方式对本发明进行了描述。由此，对熟知本领域的人员，一旦得到上述教诲，现在对本文所公开的具体实施方式进行不脱离本发明的精神所作的改进是显而易见的。一些改进被认为是在本发明的范围之内，本发明仅受所附的权利要求书的范围和精神的限制。

Claims (90)

1.一种生产氯乙烯的方法，包括以下步骤：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷该反应器流出物流，以提供基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流；并且
将所述轻组分物流循环至所述的产生步骤，与所述乙烷、所述乙烯、所述氧气和所述氯源一起进行催化反应。
2.权利要求1的方法，其中所述催化反应步骤利用含稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且当所述稀土材料成分为铈时，所述催化剂还包括至少一种以上的除铈以外的稀土元素成分。
3.权利要求2的方法，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
4.权利要求3的方法，其中所述稀土材料成分是镧。
5.权利要求1的方法，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
6.权利要求1的方法，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
7.权利要求1的方法，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
8.权利要求1的方法，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
9.权利要求1的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以出售。
10.权利要求1的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以循环至所述反应器。
11.权利要求1的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。
12.一种生产氯乙烯的方法，包括以下步骤：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器。
13.权利要求12的方法，其中所述催化反应步骤利用含稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，该催化剂还包含至少一种以上的除铈以外的稀土元素成分。
14.权利要求13的方法，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
15.权利要求14的方法，其中所述稀土材料成分是镧。
16.权利要求12的方法，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
17.权利要求12的方法，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
18.权利要求12的方法，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
19.权利要求12的方法，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
20.权利要求12的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以出售。
21.权利要求12的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以循环至所述反应器。
22.权利要求12的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。
23.一种生产氯乙烯的方法，其包括以下步骤：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
氢化所述顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流，以向所述反应器提供循环进料；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器。
24.权利要求23的方法，其中所述催化反应步骤利用含稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，该催化剂还包含至少一种以上的除铈以外的稀土元素成分。
25.权利要求24的方法，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
26.权利要求25的方法，其中所述稀土材料成分是镧。
27.权利要求23的方法，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
28.权利要求23的方法，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
29.权利要求23的方法，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
30.权利要求23的方法，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
31.权利要求23的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以出售。
32.权利要求23的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以循环至所述反应器。
33.权利要求23的方法，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。
34.一种制备氯乙烯的装置，它包括：
一反应器，用于乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应而产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流的设备，以提供基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流的设备；并且
将所述轻组分物流循环至所述反应器的设备。
35.权利要求34的装置，其中所述反应器使用含有稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，该催化剂还包含至少一种以上的除铈以外的稀土元素成分。
36.权利要求35的装置，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
37.权利要求36的装置，其中所述稀土材料成分是镧。
38.权利要求34的装置，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
39.权利要求34的装置，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
40.权利要求34的装置，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
41.权利要求34的装置，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
42.一种制备氯乙烯的装置，它包括：
一反应器，用于乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应而产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流的设备，以提供基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流的设备；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水氯化氢物流的设备；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流的设备；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器的设备；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器的设备。
43.权利要求42的装置，其中所述反应器使用含有稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，该催化剂还包含除铈外的至少一种以上的稀土元素成分。
44.权利要求43的装置，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
45.权利要求44的装置，其中所述稀土材料成分是镧。
46.权利要求42的装置，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
47.权利要求42的装置，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
48.权利要求42的装置，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
49.权利要求42的装置，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
50.一种制备氯乙烯的装置，它包括：
一反应器，用于乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应而产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流的设备，以提供基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流的设备；
氢化所述顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯混合物流的设备，以向所述反应器提供循环进料；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流的设备；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述反应器流出物流的设备；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器的设备；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器的设备。
51.权利要求50的装置，其中所述反应器使用含有稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，该催化剂还包含除铈外的至少一种以上的稀土元素成分。
52.权利要求51的装置，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
53.权利要求52的装置，其中所述稀土材料成分是镧。
54.权利要求50的装置，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
55.权利要求50的装置，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
56.权利要求50的装置，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
57.权利要求50的装置，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
58.一种氯乙烯，其制备方法包括以下步骤：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成氯乙烯单体产品物流和轻组分物流；并且
将所述轻组分物流循环至所述产生步骤，与所述乙烷、所述乙烯、所述氧气和所氯源一起进行催化反应。
59.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中所述催化反应步骤使用含有稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，该催化剂还包含除铈外的至少一种以上的稀土元素成分。
60.由权利要求59的方法制备的氯乙烯，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
61.由权利要求60的方法制备的氯乙烯，其中所述稀土材料成分是镧。
62.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
63.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
64.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
65.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
66.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以出售。
67.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以向所述反应器循环。
68.由权利要求58的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。
69.一种氯乙烯，其制备方法包括以下步骤：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器。
70.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中所述催化反应步骤使用含有稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，所述催化剂还包含除铈外的至少一种以上的稀土元素成分。
71.由权利要求70的方法制备的氯乙烯，其中的述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
72.由权利要求71的方法制备的氯乙烯，其中所述稀土材料成分是镧。
73.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
74.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
75.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
76.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
77.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以出售。
78.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以循环所述反应器。
79.由权利要求69的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。
80.一种氯乙烯，其制备方法包括以下步骤：
乙烷、乙烯、氧气和至少一种氯化氢、氯气或一种含氯烃的氯源一起进行催化反应，产生反应器流出物流，其中所述乙烷和所述乙烯的摩尔比在0.02-50之间；
骤冷所述反应器流出物流，以提供冷却的粗氯化氢物流和基本上不含氯化氢的粗产品物流；
将所述粗产品物流分离成轻组分物流、水产品物流、氯乙烯单体产品物流、氯乙烷物流、顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流、1，2-二氯乙烷物流和重组分物流；
氢化所述顺-1，2-二氯乙烯和反-1，2-二氯乙烯的混合物流，以向所述反应器提供循环进料；
从所述冷却的粗氯化氢物流回收稀释的氯化氢物流和无水的氯化氢物流；
将所述稀释的氯化氢物流循环至所述的反应器流出物流；
将所述无水氯化氢物流循环至所述反应器；并且
从所述轻组分物流吸附C2物流并循环至所述反应器。
81.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中所述催化反应步骤使用含有稀土材料成分的催化剂，条件是所述催化剂基本上不含铁和铜并且所述稀土材料成分为铈时，所述催化剂还包含除铈外的至少一种以上稀土元素成分。
82.由权利要求81的方法制备的氯乙烯，其中所述稀土材料成分选自镧、钕、镨和其混合物。
83.由权利要求82的方法制备的氯乙烯，其中所述稀土材料成分是镧。
84.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中所述的摩尔比在0.1-10之间。
85.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中所述的摩尔比在0.5-4之间。
86.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中所述的一种氯源选自至少一种氯代甲烷和氯代乙烷。
87.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中所述的一种氯源选自至少一种由四氯化碳、1，2-二氯乙烷、氯乙烷、1，1-二氯乙烷和1，1，2-三氯乙烷组成的氯代有机化合物。
88.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以出售。
89.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以循环至所述反应器。
90.由权利要求80的方法制备的氯乙烯，其中将所述反应步骤产生的1，2-二氯乙烷提纯以在乙烯基炉中裂解。
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