烃类选择性氧化

第七章烃类选择性氧化7.4乙烯环氧化制环氧乙烷7.4.1环氧乙烷的性质和用途(见P333)7.4.2环氧乙烷的生产方法1.氯醇法第一步:Cl2+h2o ►HC103（次氯酸）第二步:CH2=CH2+HClO3—►HOCH2-CH2Cl（氯乙醇）HOCH2-CH2Cl+Ca（OH）2 ► CH2-CH2+CaCl2VO由于生产过程中消耗大量氯气,腐蚀设备,污染环境,产品纯度低,因此,现在被淘汰.2.直接氧化法(1)空气氧化法(2)氧气氧化法技术先进,适宜大规模生产,生产成本低,产品纯度高,设备体积小,放空量少,流程短,投资小反应温毒低,催化剂寿命长,是目前主要采用的生产方法.乙烯直接氧化法制环氧乙烷的反应主反应:1 ►CH2=CH2+ O2 CH2-CH2平行副反应:CH2=CH2+3O2 2CO2+2H2O(g)串联副反应:1 ►CH2-CH2+2 O2 2CO2+3H2O(g)V2O研究表明,反应中取决于的平行副反应与主反应的竞争,串联副反应是此要的.且全部反应为强放热反应.乙烯直接环氧化催化剂与反应机理1.催化剂原料名称作用备注银a-氧化铝，碳化硅等活性组分载体提高活性组分银的分散度，防止碱金属，碱土金属，稀土助催化银的微小晶粒高温下烧结.元素,过渡金属等.使栽体表面酸性中心中毒，以减少副反应的进行.二氯乙烷,氯乙烯，氮氧化物活新抑制剂使催化或性适当降低，减少深度氧化,提高选择性.不同公司开发的环氧乙烷工业生产用催化剂的性能见P336,7-3.7.4.2反应机理(略)反应条件对乙烯环氧化的影响(1)反应温度乙烯环氧化反应存在着平行完全氧化副反应,反应温度是影响选择性的主要因素.研究表明,环氧化反应的活化能低于完全氧化副反应,因此,提高温度,对生成完全氧化副反应有利，但温度太低，反应速率低，故工业上常选择的温度为220-260°C.(2)空速空速对乙烯转化率和产物选择性有一定影响，还影响催化剂的空时收率和单位时间的放热量.空速小，乙烯转化率提高，但选择性下降;空速大可提高反应器中气流线速度,减小气膜厚度,有利于传热.催化剂或性高,反应热能及时移出,可采用高空速，反之选择低空速.工业上一般空速为;4000-8000h-i.反应压力乙烯直接氧化的主副反应都不可逆，所以压力对反应平衡的影响不大，但提高乙烯和氧的分压，可提高其反应的速率.原料配比及致稳气乙烯和空气或氧混合均有一定范围的爆炸极限，为了提高爆炸极限中氧和乙烯的浓度，长加入第三种惰性气体，这种气体称为致稳气.如氮气和甲烷均可为致稳气用空气中氮作致稳气时，原料配比为:乙烯浓度为5%，氧为6%.哟氮作致稳气时，乙烯浓度为20-30%，氧为国7-8%.原料气的纯度控制杂质的含量，主要有害物质及其危害有害物名称危害硫化物，砷化物,卤化物氢,乙决,c3以上的烷烃和烯烃氩气，氢气使催化剂中毒反应热效应大，加快催化剂表面积碳而失活.影响爆炸极限(6)乙烯转化率

.用纯氧作氧化剂,单程转化率控制在12-15%,选择性达83-84%;空气作氧化剂,单程转化率在30-35%0%,选择性达70%.乙烯氧气氧化法生产环氧乙烷的工艺流程乙烯致稳二醇图7.3氧化法生产环氧乙烷工艺流程图1.环氧乙烷反应器;2.热交换器;3.