【《环氧丙烷生产工艺概述》1900字】

环氧丙烷生产工艺概述1.1氯醇法氯醇法是目前为止在各种生产PO的工艺中拥有最高产能的工艺方法。该工艺生产流程很简单，首先水、丙烯和氯气在氯醇系统中发生反应，再经过与石灰乳反应，最后将粗环氧丙烷通过精馏等操作进行精制，最终可以得到纯度较高的产品PO[5]，如图1.1所示。图1.1氯醇法生产PO氯醇法具有工艺生产技术成熟、工艺生产流程简单、环氧丙烷收率较高、对原料丙烯纯度要求不高等优点，缺点就是在进行环氧丙烷生产时，需消耗大量原料气氯气，导致管道遭受严重腐蚀，并且在生产１吨环氧丙烷的就能同时产生数十吨的废水废渣，造成很严重的环境污染，后期治理投资较大，成为难以解决的化工生产问题[6]。1.2共氧化法共氧化法是将原料与氧气等氧化剂进行氧化反应，然后把生成的环氧剂与原料丙烯进行环氧化反应生产环氧丙烷粗产品，然后对粗产品进行精制[7]，得到最终产品PO。共氧化法的主要生产工艺如图1.2所示。依照共氧化法工艺所用的原材料的不同，可以将共氧化法分成三种，分别为乙苯共氧化法、异丁烷共氧化法以及异丙苯共氧化法[8]。图1.2共氧化法加工工艺流程示意图1.2.1乙苯共氧化法乙苯共氧化法先将与原料乙苯在一定压力和温度下与氧气反应，将生成物提纯后作为环氧化剂，并在催化剂作用下与原料丙烯反应生成粗环氧丙烷，最后粗的环氧丙烷经精馏提纯得到产品PO[9]，如图1.3所示。图1.3乙苯共氧化法生产PO1.2.2异丁烷共氧化法异丁烷共氧化法，是将异丁烷与氧气发生氧化反应，将反应生成物作为环氧化剂，在催化剂作用下与丙烯进行环氧化反应，将粗产品进行提纯，最终得到产品环氧丙烷[10]，如图1.4所示。图1.4异丁烷共氧化法生产PO1.2.3异丙苯共氧化法异丙苯共氧化法采用异丙苯为反应原料，在一定压力和温度下与氧气反应，将反应生成物作为环氧化剂，在催化剂作用下与丙烯进行环氧化反应，将粗产品进行提纯，最终得到产品环氧丙烷[11]，该反应可以将异丙苯作为副产物，并且在生产工艺中进行循环利用，如图1.5所示。图1.5异丙苯共氧化法生产PO共氧化法对环境的污染较少且原料价格低廉。但是存在工艺流程较长、需要较高的反应压力、设备造价较高的缺点。1.3直接氧化法1.3.1过氧化氢直接氧化法过氧化氢直接氧化法（HPPO法），如图1.6所示，在甲醇为溶剂的条件下，丙烯和双氧水经钛硅分子筛的催化直接氧化生成环氧丙烷和极少的副产物。此工艺在反应过程中理论上只有环氧丙烷和水作为生成物，没有其他物质的生成，因此对环境污染小，是一种新型绿色清洁的生产工艺[12]。图1.6过氧化氢直接氧化法生产PO当前，已逐渐实现用HPPO法进行环氧丙烷工业化生产[13]。HPPO法反应条件适中，而且对环境的污染小。但从工业角度考虑，该工艺的原材料过氧化氢用量大、价格较高、运输困难，该反应若进行工业化，则需要原材料过氧化氢的供应保持稳定，因此从工业经济角度考虑，使用过氧化氢直接氧化法进行环氧丙烷的生产不是最理想的生产工艺[14]。1.3.2氧气直接氧化法氧气直接氧化丙烯生产环氧丙烷是一种新型生产环氧丙烷的工艺，如图1.7所示。图1.7氧气直接氧化法生产PO用氧气直接作为氧化剂将丙烯发生气相环氧化反应是最理想的反应途径。氧气便宜易得且清洁无污染，将氧气用于丙烯气相环氧化，反应的原子经济性高、无污染，引起了广大研究人员的极大关注。但是缺点是反应过程存在氢气利用率低、丙烯转化率较低的现象，反应较为困难，该方法需要进一步进行探究并加以解决这些问题。参考文献于剑昆,吕国会.国内HPPO工业化技术进展[J].化学推进剂与高分子材料,2019,17(01):1-16.于剑昆,张会君,沈冲.国内HPPO工业化技术近况[J].化学推进剂与高分子材料,2020,18(01):1-16.朱启寒.丙烯直接气相临氢环氧化Au/TS-1催化剂载体改性研究[D].南京理工大学,2019.YapN,AndresRP,DelgassWN.ReactivityandstabilityofAuinandonTS-1forepoxidationofpropylenewithH2andO2[J].JournalofCatalysis,2004,226(1):156-170.苏暐光,张策.Cu和Cu-Ag双金属催化丙烯环氧化反应研究进展[J].现代化工,2019,39(04):27-30+32.张健,谢妤,牛志蒙.环氧丙烷生产技术及市场综述[J].化工科技,2010,18(03):75-79.李智姗.钛硅分子筛负载纳米金催化剂的制备及其丙烯气相环氧化性能的研究[D].南京理工大学,2017.李真真.钛硅载体的制备及其在丙烯气相环氧化中的催化应用[D].厦门大学,2017.张志丰,甄宏野,吴广铎,等.环氧丙烷技术经济比较及市场分析[J].石油化工技术与经济,2009,25(5):30-4.祁烨.钛硅分子筛催化丙烯环氧化制环氧丙烷的研究[D].天津大学,2015.李剑.环氧丙烷生产技术分析与比较[J].合成技术及应用,2011,26(02):39-44.佘林源,车小军,张焱焱.过氧化氢直接氧化法制环氧丙烷技术应用进展[J].中国石油和化工标准与质量,2014,21:113-116.RussoV,TesserR,SantacesariaE,etal.Chemicalandtechnicalaspectsofpropeneoxideproductionviahydrogenperoxide(HPPOProcess)[J].Industrial&EngineeringChemistryResearch,2013,52(3):1168-1178.陈璐.环氧丙烷生产技术进展及市场分析[J].石油化工技术与经济,2019,35(02):56-61.LuJ,LuoM,LeiH,etal.EpoxidationofpropyleneonNaCl-modifiedsilvercatalystswithairastheoxidant[J].AppliedCatalysisA:General,2002,237(1):11-19.庞义军,陈晓晖,许承志,等.丙烯气相环氧化催化剂及其机理研究[J].化学进展,2014,26(8):1307-1316.HarutaM,UphadeBS,TsubotaS,etal.Selectiveoxidationofpropyleneovergolddepositedontitanium-basedoxides[J].ResearchonChemicalIntermediates,1998,24(3):329-336.LeeWS,ChungL,etal.ProbingthegoldactivesitesinAu/TS-1forgas-phaseepoxidationofpropyleneinthepresenceofhydrogenandoxygen[J].JournalofCatalysis,2012,296(7):31-42.GuoQ,SunK,FengZ,etal.Athoroughi