环氧乙烷生产原理PPT学习教案

1、会计学1环氧乙烷生产原理环氧乙烷生产原理 环氧乙烷的制备 氯醇法 首先将乙烯和氯通入水中，生成2-氯乙醇 然后把2-氯乙醇与Ca(OH)2反应生成环氧乙烷 评价：反应条件缓和，对原料乙烯纯度的要求也不高 消耗氯气、石灰，腐蚀性，废物处理难度大 乙烯非均相催化氧化直接生成环氧乙烷2乙烯催化氧化环氧化的反应 在银催化剂存在下，乙烯用空气或氧氧化，生成环氧乙烷，并生成副产物二氧化碳、水第1页/共9页 示踪原子有机结果：完全氧化产物二氧 化碳和水主要由乙烯直接氧化形成 反应的选择性取决于平行副反应的竞争 此外 副反应的热效应远大于主反应 反应的选择性非常重要 产品的组成和性质 生产的安全性 飞温第2页

2、/共9页4 催化剂 银催化剂较好的选择性，强度、热稳定性、寿命符合要求 催化剂的构成 主催化剂助剂载体其它成分(抑制剂，) 主剂 银 助剂 碱金属盐 碱土金属盐 稀土金属化合物 提高活性、增大稳定性、延长寿命 载体 负载、分散活性组分 提高稳定性 载体的结构(特别是孔结构)对助剂活性的发挥、选择性控 制有极大的影响 乙烯氧化制环氧乙烷 要求比表面积低、大孔为主 抑制剂 抑制非目标产物的形成 硒、碲、氯、溴等3 乙烯催化氧化环氧化的机理 第3页/共9页 催化剂的制备方法 粘结法、烧结法、浸渍法， 或 各种方法的组合5影响因素 温度 温度过高 反应速度快、转化率高、选择性下降、催化剂活 性衰退快、

3、易造成飞温 温度过低 速度慢、生产能力小 适宜温度 220260 空速 影响较温度的影响低，适宜 反应压力 原料对选择性无显著影响 高压可提高反应器的生产能力 操作压力 2 MPa 原料纯度 杂质 毒化催化剂 (乙炔、硫化物使银催化剂中毒)； 选择性下降 (铁离子加速环氧乙烷异构化 乙醛)； 热效应增大 (杂质完全氧化释放大量的热)； 影响爆炸极限第4页/共9页 6 工艺流程 工艺 空气氧化法氧气氧化法 安全性高 选择性高 乙烯单耗高 乙烯单耗低 规模小 规模大 工艺构成 催化氧化反应催化氧化反应 环氧乙烷分离与精制 注意点 安全性的保障 移热 反应气体的混合 第5页/共9页第6页/共9页 7

4、 工艺流程说明 工艺生产的几个要点 安全性的保障(爆炸极限、反应气体混合) 生产经济性的保障(选择性、能量利用率) a 原料、产品的爆炸极限物质空气中爆炸下限(%,v/v)空气中爆炸上限(%,v/v)闪点()自燃点()蒸汽比重(与空气)空气中允许浓度(mg/l)乙烯3.0528.6-66.75400.9780.05环氧乙烷3100-185711.490.005二氯乙烷6.215.920-3.45 b 原料气的混合方法 将原料气(新鲜C2H4, 循环C2H4)和致稳气(稀释气-N2或CH4)先行混合，然后采用多孔喷射器对着混合气流的下游将氧高速度喷入 第7页/共9页 c 采用致稳气(稀释气) 采用氧作为氧化剂时，为使反应不致太过剧烈，需控制乙烯和氧的浓度采用致稳气(稀释气) 常用的致稳气氮气、CH4 CH4的导热性高，CH4存在时还可提高O2的爆炸极限 N2为致稳气时 C2H4的浓度 20 O2的浓度 7 CH4为致稳气时 C2H4的浓度 25 O2的浓度 8 d 反应选择性的提高 采用高选择性的催化剂； 采用抑制剂二氯乙烷抑制副反应的发生 抑制剂的加入方法 N2