乙烯催化氧化制備環(huán)氧乙烷

1、 乙烯催化氧化制備環(huán)氧乙烷乙烯催化氧化制備環(huán)氧乙烷1 環(huán)氧乙烷的性質(zhì)、用途、制備 環(huán)氧乙烷 最簡單但最重要的環(huán)氧化合物 有毒、易爆 活性高 易自聚 用途 水解制備乙二醇聚酯樹脂和聚酯纖維的單體，防凍劑 制備表面活性劑 乙醇胺、乙二醇醚 環(huán)氧乙烷的制備 氯醇法 首先將乙烯和氯通入水中，生成2-氯乙醇 然后把2-氯乙醇與Ca(OH)2反應(yīng)生成環(huán)氧乙烷 評價(jià)：反應(yīng)條件緩和，對原料乙烯純度的要求也不高 消耗氯氣、石灰，腐蝕性，廢物處理難度大 乙烯非均相催化氧化直接生成環(huán)氧乙烷2 乙烯催化氧化環(huán)氧化的反應(yīng) 在銀催化劑存在下，乙烯用空氣或氧氧化，生成環(huán)氧乙烷，并生成副產(chǎn)物二氧化碳、水 示蹤原子有機(jī)結(jié)果：完

2、全氧化產(chǎn)物二氧 化碳和水主要由乙烯直接氧化形成 反應(yīng)的選擇性取決于平行副反應(yīng)的競爭 此外 副反應(yīng)的熱效應(yīng)遠(yuǎn)大于主反應(yīng) 反應(yīng)的選擇性非常重要 產(chǎn)品的組成和性質(zhì) 生產(chǎn)的安全性 飛溫4 催化劑 銀催化劑較好的選擇性，強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、壽命符合要求 催化劑的構(gòu)成 主催化劑助劑載體其它成分(抑制劑，) 主劑 銀 助劑 堿金屬鹽 堿土金屬鹽 稀土金屬化合物 提高活性、增大穩(wěn)定性、延長壽命 載體 負(fù)載、分散活性組分 提高穩(wěn)定性 載體的結(jié)構(gòu)(特別是孔結(jié)構(gòu))對助劑活性的發(fā)揮、選擇性控 制有極大的影響 乙烯氧化制環(huán)氧乙烷 要求比表面積低、大孔為主 抑制劑 抑制非目標(biāo)產(chǎn)物的形成 硒、碲、氯、溴等3 乙烯催化氧化環(huán)氧化

3、的機(jī)理 催化劑的制備方法 粘結(jié)法、燒結(jié)法、浸漬法， 或 各種方法的組合5 影響因素 溫度 溫度過高 反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高、選擇性下降、催化劑活 性衰退快、易造成飛溫 溫度過低 速度慢、生產(chǎn)能力小 適宜溫度 220260 空速 影響較溫度的影響低，適宜 反應(yīng)壓力 原料對選擇性無顯著影響 高壓可提高反應(yīng)器的生產(chǎn)能力 操作壓力 2 MPa 原料純度 雜質(zhì) 毒化催化劑 (乙炔、硫化物使銀催化劑中毒)； 選擇性下降 (鐵離子加速環(huán)氧乙烷異構(gòu)化 乙醛)； 熱效應(yīng)增大 (雜質(zhì)完全氧化釋放大量的熱)； 影響爆炸極限 6 工藝流程 工藝 空氣氧化法氧氣氧化法 安全性高 選擇性高 乙烯單耗高 乙烯單耗低 規(guī)模小

4、規(guī)模大 工藝構(gòu)成 催化氧化反應(yīng)催化氧化反應(yīng) 環(huán)氧乙烷分離與精制 注意點(diǎn) 安全性的保障 移熱 反應(yīng)氣體的混合 7 工藝流程說明 工藝生產(chǎn)的幾個(gè)要點(diǎn) 安全性的保障(爆炸極限、反應(yīng)氣體混合) 生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性的保障(選擇性、能量利用率) a 原料、產(chǎn)品的爆炸極限物質(zhì)空氣中爆炸下限(%,v/v)空氣中爆炸上限(%,v/v)閃點(diǎn)()自燃點(diǎn)()蒸汽比重(與空氣)空氣中允許濃度(mg/l)乙烯3.0528.6-66.75400.9780.05環(huán)氧乙烷3100-185711.490.005二氯乙烷6.215.920-3.45 b 原料氣的混合方法 將原料氣(新鮮C2H4, 循環(huán)C2H4)和致穩(wěn)氣(稀釋氣-N2或CH4)先行混合，然后采用多孔噴射器對著混合氣流的下游將氧高速度噴入 c 采用致穩(wěn)氣(稀釋氣) 采用氧作為氧化劑時(shí)，為使反應(yīng)不致太過劇烈，需控制乙烯和氧的濃度采用致穩(wěn)氣(稀釋氣) 常用的致穩(wěn)氣氮?dú)?、CH4 CH4的導(dǎo)熱性高，CH4存在時(shí)還可提高O2的爆炸極限 N2為致穩(wěn)氣時(shí) C2H4的濃度 20 O2的濃度 7 CH4為致穩(wěn)氣時(shí) C2H4的濃度 25 O2的濃度 8 d 反應(yīng)選擇性的提高 采用高選擇性的催化劑； 采用抑制劑二氯乙烷抑制副反應(yīng)的發(fā)生 抑制