第一组环氧乙烷生产原理及工艺

1、 生产原理及生产工艺精细1523 小组成员：姜耀 王新海 董雪 概述概述：环氧乙烷：环氧乙烷(EO)又名氧化乙烯，是最简单的环状醚。环氧乙烷是石油化学工业的重要产又名氧化乙烯，是最简单的环状醚。环氧乙烷是石油化学工业的重要产品，品， 也是一种基本有机化工原料，广泛地用于生产乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙醇也是一种基本有机化工原料，广泛地用于生产乙二醇、非离子表面活性剂、乙醇胺、乙醇醚溶剂、医药中间体、油田化学品、农药乳化剂等各种精细化学品。醚溶剂、医药中间体、油田化学品、农药乳化剂等各种精细化学品。 环氧乙烷是一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。对环境有危害，易燃，有毒，为致环氧乙烷是

2、一种中枢神经抑制剂、刺激剂和原浆毒物。对环境有危害，易燃，有毒，为致癌物，具刺激性，具致敏性。癌物，具刺激性，具致敏性。制备方法制备方法1、氯碱法氯碱法 分两步反应，第一步是将乙烯和氯气通入水中，生成2-氯乙醇。第二步是用碱（通常为石灰乳）与2-氯乙醇反应，生成环氧乙烷。2、直接氧化法直接氧化法 乙烯直接氧化法，分为空气直接氧化法和氧气直接氧化法。 *目前较先进的生产方法是用银作催化剂，在列管式固定床反应器中，用纯目前较先进的生产方法是用银作催化剂，在列管式固定床反应器中，用纯氧与乙烯反应，采用乙烯氧与乙烯反应，采用乙烯直接氧化直接氧化生产环氧乙烷。生产环氧乙烷。氯碱法氯碱法 首先氯气与水反应

3、生成次氯酸，再与乙烯反应生成2，-氯乙醇。然后氯乙醇用石灰乳皂化生成环氧乙烷。 *这种方法存在的严重缺点大致有：这种方法存在的严重缺点大致有：1)消耗氧气，排放大量污水，造消耗氧气，排放大量污水，造成严重污染；成严重污染；氯碱法氯碱法副反应： 乙烯次氯酸化生产氯乙醇时，同时副产二氧化碳等副产物，在氯乙醇皂化时生产的环氧乙烷可异构化为乙醛，造成环氧乙烷损失，乙烯单耗高； 氯醇法生产环氧乙烷，由于装置小、产量少、质量差、消耗高，因而成本也高几乎被淘汰，所以我们主要介绍环氧乙烷的直接氧化法。直接氧化法：直接氧化法：1、2、3、在工业生产中，反应产物主要是环氧乙烷二氧化碳 和水。甲醛含量小于1%，乙醛

4、含则更少，右侧三个 副反应可忽略不计。1是主要副反应，是一个强放热 反应。催化剂：银催化剂：银 环氧乙烷的催化剂主要是以银催化。 （催化剂的主要生产厂家是英荷Shell公司、美国UCC公司、美国SD公司、日本触媒化学株式会社(NSKK)、中国石油化工股份有限公司燕山分公司等。其中Shell公司是世界上最大的银催化剂生产厂家，其银催化剂产量达世界银催化剂总产量的一半以上）。*长期以来，银催化剂开发者一直认为银催化环氧乙烷理论最高选择性为85.7 %。助催化剂及载体助催化剂及载体助催化剂助催化剂： 主要是碱金属盐、碱土金属盐、稀土金属化合物。可提高催化剂的活性及选择性，增大稳定性，延长催化剂寿命。

5、载体载体： 氧化铝是银催化剂最佳载体原料。早期氧化铝载体大多采用大孔径、 低比表面积的载体，后期采用大比表面积的氧化铝载体制备银催化剂。 比表面积：0.52 m2/g;形状多为瓷环型、矩鞍型、鞍型；致孔剂多为有机聚合物。抑制剂抑制剂： 抑制非目标产物的形成，主要是硒、碲、氯、溴等。氧气法生产环氧乙烷工艺流程氧气法生产环氧乙烷工艺流程 环氧乙烷化工工艺参数环氧乙烷化工工艺参数反应温度反应温度 （1）反应温度 反应过程中的副反应是平行反应所以温度是选择性主要影响因素。在反应温度为100时，反应产物几乎全是环氧乙烷，但转化率低，反应速率很慢，无工业价值。 但随着温度升高，转化率增加，选择性降低。温度

6、超过300时产物几乎全是二氧化碳和水，并且温度过高还会导致催化剂寿命下降。所以工业上一般选择温度在所以工业上一般选择温度在220260。 反应压力反应压力（2）反应压力 乙烯的直接反应在热力学上都不可逆，所以压力对反应的平衡和选择性影响不大。 但加压可提高氧气乙烯的分压，加快反应速率，提高反应器生产能力，工业上大都采用加压氧化法，但压力也不能太高，一般工一般工业上采用的压力在业上采用的压力在2.0MPa左右。左右。原料气配比及致稳气原料气配比及致稳气（3）原料配比及致稳气 氧化剂不同，反应器进口混合气的组成也不同。 用空气作氧化剂时，空气中的氮作为致稳气，乙烯浓度为5左右，氧浓度6左右；乙烯单程转化率为30%35%，选择性达70%左右。 以纯氧作氧化剂时，为使反应缓和进行，仍需加入致稳气，在用氮作致稳气时，乙烯浓度可达20%30%，氧浓度7%8%左右。单程转化率为12%15%，选择性为83%84%。 致稳气致稳气 实际生产中乙烯与氧气配比浓度必须控制在爆炸极限的合适范围内。 过低时催化剂的生来改变乙烯的爆炸产