氯乙烯（Vinyl Chloride）是分子內包含氯原子的不飽和有機化合物，化學式為C2H3Cl，常溫常壓下為有甜味的無色氣體。氯乙烯在水中溶解度為8.8x103 mg/L（25 ℃），溶于乙醇、苯、四氯化碳等有機溶劑。氯乙烯能發生均聚、共聚、取代、氧化、加成、裂解等反應，其在工業上的應用主要是作為均聚、共聚的單體，主要用于生產聚氯乙烯。氯乙烯易燃、有毒，是一種化學致癌物。
發現歷史
1835年，法國化學家里格諾爾特（Regnault）發現了氯乙烯單體,1838年他首次發現氯乙烯在陽光下生成聚氯乙稀（PVC）。20世紀20年代初，德國的F.Klate和E.Zacharis發現了氯乙烯和聚氯乙烯的工業化生產方法。
20世紀50年代前，人們一直認為氯乙烯是一種毒性較低的麻醉劑，直到1960年首次報道2例生產事故中氯乙烯急性中毒死亡，氯乙烯的危害才開始引起人們的注意。1970年代初，意大利學者經動物試驗證實了氯乙烯的致癌性，但當時依舊沒有引起重視。之后美國、英國、意大利、法國等國家先后發現氯乙烯可導致肝腫大、指端溶骨癥、致畸、致癌等危害，于是這些國家大幅度修改了VCM（氯乙烯）的環境保護標準，1977年以后又進一步制定了聚氯乙稀中殘留氯乙烯含量標準。
物質結構
氯乙烯分子中含有一個碳碳雙鍵和一個氯原子，氯原子的p電子和碳碳雙鍵的π電子云會形成共軛體系，簡稱p,π-共軛效應，該效應會使得C-Cl鍵變短，鍵能增大，當反應發生時C-Cl鍵的斷裂難度增大，氯原子的反應活性會大大降低，不易發生一般的取代反應。
理化性質
物理性質
氯乙烯在常溫常壓下是有甜味的無色氣體，20 ℃下其密度為0.9106 g/cm3，熔點為-153.84 ℃，標準大氣壓下沸點為-13.89 ℃。氯乙烯微溶于水，溶于乙醇、苯、四氯化碳等有機溶劑。
化學性質
均聚反應
氯乙烯的雙鍵很活潑，在光照、受熱、存在有機過氧化物等條件下均能發生均聚反應，例如工業上生產聚氯乙稀的反應：
共聚反應
氯乙烯能與多種單體發生共聚反應，如與丙烯酸、丙烯腈、乙烯、苯乙烯、丙烯酰胺等發生雙組份共聚反應；與丙烯和丙烯酸、順丁烯二酸二丁酯和丙烯酸甲酯、丙烯酸甲和偏氯乙烯等發生三組分共聚反應。
取代反應（碳氯鍵）
氯乙烯中氯原子比氯乙烷分子中的氯原子的活潑性低很多，但在鈀和其他過渡金屬元素存在的情況下，在親和狀態下能夠迅速發生氯交換反應。
氯乙烯和冰醋在氯化鈀存在的條件下能反應生成乙酸乙烯和氯化氫：
氯乙烯和氟化氫反應生成氟乙烯和氯化氫：
氧化反應
250 ℃時在氣相中使用氧氣氧化氯乙烯能夠生成非C2的羰基化合物，主要產物為CO、HCO2H、ClCHO和HCl；在氣相或液相中，氯乙烯能與臭氧反應生成甲酸和甲酰氯；在pH=10的水溶液中，氯乙烯能被高錳酸鉀氧化成二氧化碳。
加成反應
以FeCl3為催化劑，氯乙烯能與Cl2反應生成1,1,2-三氯乙烷：
在紫外線照射下氯乙烯能與硫化氫反應生成2-氯乙硫醇：
在酸作催化的條件下，氯乙烯能發生Friedel-Crafts反應，得到各種加成產物。如氯乙烯與1,1-二氯乙烷反應生成1,1,3-三氯丁烷：
裂解反應
氯乙烯加熱到175-450 ℃時能產生少量的乙炔：
在510-795 ℃之間，氯乙烯在空氣中燃燒得到的產物主要是混有一氧化碳的氯化氫和二氧化碳。
制備方法
工業制備
乙炔法
氯乙烯合成
濕乙炔氣除去水分后與氯化氫按一定比例混合，而后將混合氣降溫并除去其中的酸性液滴和酸霧。將處理后的混合氣預熱送入反應器，在反應器中，乙炔和氯化氫會在氯化汞催化劑的作用下反應生成氯乙烯：
氯乙烯精制
將得到的產物除汞，而后通過水洗噴淋初步除去其中的氯化氫，接著使用氫氧化鈉除去產品中殘留的氯化氫和二氧化碳。經凈化完的產品冷卻加壓，分離出其中的油后，將產品液化，除去其中的水分。最后通過蒸餾除去乙炔等低沸點輕組分，將成品氯乙烯從剩下的高沸點組分中蒸出，冷凝后存入儲罐。
乙烯法
二氯乙烷合成
二氯乙的合成方法有乙烯直接氯化法、氧氯化法等，這里氧氯化法為例說明。
乙烯預熱后與經加氫處理的氯化氫混合，控制反應溫度，在載于γ-氧化鋁的氯化銅催化劑的作用下發生氧氯化反應，生成二氯乙烷，反應過程中需要不斷補加催化劑。而后產物混合物經過冷卻噴淋除去其中大部分的氯化氫以及殘留的少量催化劑顆粒，接著經冷凝分離出水，得到粗的二氯乙烷產品。涉及的反應方程為：
二氯乙烷精餾
將粗二氯乙烷在脫水塔中蒸出二氯乙烷和水的共沸物，經冷凝分層除去水，得到的二氯乙烷部分回流至塔頂，部分采出。采出的二氯乙烷經高沸塔蒸發冷凝后的到精二氯乙烷，部分回流，其余采出貯藏。
二氯乙烷裂解
將精二氯乙烷在裂解爐加熱氣化，發生裂解反應生產氯乙烯，二氯乙烷裂解的反應方程為：
將高溫裂解氣進行初步冷卻，此時氣體中主要成分為氯乙烯和氯化氫，此外還有少量二氯乙烷，再經水冷和深冷，氯化氫會隨未凝氣分離，液相中主要成分為二氯乙烷，以及少量的冷凝氯乙烯和溶解的氯化氫，將液相的部分物料送入下一個工段進行分離。
氯乙烯精餾
將上一步得到的物料進一步進行分離，先通過升溫從塔頂采出氯化氫，剩余物料主要成分為氯乙烯和二氯乙烷，以及少量的氯化氫。接著控制溫度對這些物料進行蒸餾，蒸汽中主要成分為氯乙烯以及少量的氯化氫，將蒸汽冷凝后一部分回流，其余部分通過汽提除去其中的氯化氫，能得到含極微量氯化氫的氯乙烯，最后再對這部分氯乙烯進行中和，能得到氯化氫含量低于1 ppm的成品氯乙烯。
實驗室制備
將1,2-二氯乙烷逐滴加入一定濃度的氫氧化鈉或氫氧化鉀熱溶液，涉及的反應方程為：
應用領域
氯乙烯的應用主要是作為均聚合共聚的單體，其中主要用于生產聚氯乙稀，也可與丙烯腈、偏氯乙酸、乙酸乙烯等生成共聚物，作為絕緣材料、涂料、粘合劑等，制造合成纖維、薄膜；也可以作為反應中間體或溶劑。
安全事宜
毒理
氯乙烯主要通過呼吸道進入人體，液態氯乙烯也可部分經皮膚吸收，吸入人體的氯乙烯大部分會隨呼吸道排出，少部分化進入人體，進入皮膚、肝臟、腎臟。氯乙烯以及其代謝產物會刺激肝臟上皮細胞和堿液細胞，并且由于其代謝產物氯乙醛和氧化氯乙烯是強烷化劑，長期接觸可以導致肝血管瘤和致畸、致突變。
中毒癥狀
急性中毒：主要為意外吸入大量氯乙烯導致，主要表現為麻醉作用。輕度中毒會有暈眩、惡心、頭痛等癥狀；重度中毒可能會出現抽搐、意識不清等癥狀，并可能伴有急性肺損傷甚至腦水腫；嚴重時可能導致患者持續昏迷甚至死亡。
慢性中毒：神經系統方面表現為眩暈、記憶力衰減、睡眠障礙等；消化系統方面表現為食欲減退、便秘、腹瀉、惡心等癥狀；呼吸系統方面表現為咽喉、鼻粘膜充血，鼻粘膜蒼白以及上呼吸道刺激等；其他影響還有導致皮膚皴裂、出現丘疹、粉刺、手掌角化等。長期暴露與氯乙烯的從業者可能出現肢端骨溶解以及雷諾氏現象。氯乙烯作為化學致癌物質，還可能導致肝癌、肝血管肉瘤等。
急救措施
對急性中毒的患者，需要立即將其轉移出現場，脫去受污染的衣物并保持呼吸暢通，若眼睛或皮膚受污染，立即使用大量清水沖洗。若患者呼吸停止，應立即人工呼吸、吸氧，治療以對癥處理為主，并立即送醫。
消防相關
氯乙烯極易燃燒，并且其與空氣的混合物能發生爆炸，氯乙烯燃燒會生成氯化氫、一氧化碳等有毒物質。處理氯乙烯泄漏的火災，如果不能確保安全，應讓火自行熄滅。滅火時應盡量從能做到的最遠距離滅火或使用無人設備滅火，撲滅小火時，可以使用干粉或二氧化碳進行滅火，大火可以通過噴水或噴霧撲滅。
存儲運輸
氯乙烯通常會加壓以液體的狀態存儲，必須遠離火花、貨源，必須避免與過氧化物、高錳酸鹽等氧化劑接觸，需要存放在陰涼干燥、通風良好的地方。裝氯乙烯的金屬容器必須接地，并配備自動關閉閥、壓力真空塞以及阻火器。在使用、處理、制造和存儲氯乙烯時都應使用防爆電氣設備和配件。裝有氯乙烯的容器必須貼好產品標簽并說明其危險性。
參考資料 >
Vinyl Chloride | H2C=CHCl - PubChem.PubChem.2023-02-21