典型化工生產(chǎn)過程--氧化過程概述-文庫吧
2024-12-21 16:38 本頁面
【正文】 化反應（見 p62表 53） 催化自氧化反應常在 Co、 Mn等過渡金屬離子的鹽類催化劑的作用下進行。（ 4）自氧化反應過程的影響因素（ P63） ? 溶劑的影響 ? 雜質(zhì)的影響? 溫度和氧氣分壓的影響? 氧化劑用量和空速的影響? 溶劑能改變反應條件? 溶劑對反應歷程有影響? 溶劑可產(chǎn)生正效應促進反應? 可產(chǎn)生負效應阻礙反應① 溶劑的影響u常見的雜質(zhì)由水、碳化物、酚類等。u雜質(zhì)可能使體系中的自由基失活，從而破壞鏈的引發(fā)和傳遞，導致反應速率顯著下降甚至終止反應u雜質(zhì)對自由基的連鎖反應有阻化作用，故雜質(zhì)稱為阻化劑。② 雜質(zhì)的影響 u反應體系供氧能力足夠時，反應由動力學控制，較高溫度有利；u反應體系供氧能力不足時，反應由傳質(zhì)控制，增大氧分壓有利；u若傳質(zhì)和熱力學因素都有影響時，要綜合加以考慮。③ 溫度和氧氣分壓的影響u 氧化劑用量的上限和下限 下限：為反應所需的理論耗氧量； 上限：由尾氣中氧的爆炸極限確定； 氧化劑用量應避開爆炸范圍； 尾氣中氧氣含量控制在 2%6%, 以 3％ 5％最佳。u空速的大小 空速提高，有利于氣液相的接觸，加快氧的吸收，對反應有利； 空速過高，氣體的停留時間縮短，氧氣吸收不充分，利用率低，尾氣中含氧量過高，不經(jīng)濟也不安全。④ 氧化劑用量和空速的影響 配位催化氧化反應配位催化氧化反應 （（ P64）） 催化劑由中心金屬離子與配位體構成。u配位催化氧化反應機理 催化劑中的過渡金屬離子與反應物形成配位鍵并使反應物活化，反應物氧化成產(chǎn)物，而金屬離子或配位體被還原，然后，還原態(tài)的催化劑再被分子氧氧化成初始狀態(tài)，完成催化循環(huán)過程。u配位催化反應過程產(chǎn)物初始態(tài)催化劑反應物被活化 還原態(tài)催化劑 分子氧催化劑中的金屬離子和配位體被還原反應物被氧化金屬離子與反應物配位u典型的配位催化氧化－ 烯烴的液相氧化 ? 烯烴的液相氧化 瓦克法 (Wacker) 在均相配位催化劑（ PdCl2+CuCl2）作用下，烯烴可以氧化成相同碳原子數(shù)的羰基化合物，乙烯氧化生成乙醛，其它烯烴氧化成相應 的酮。? 丁二烯 羰基化（ p64)? 醇羰基化（ p64)? 芳烴羰基化（ p64)? 烯烴中雙鍵打開形成羰基是反應的控制步驟；? 烯烴必須溶解在催化劑溶液中才能活化；? 常見溶劑； 水、乙醇、二甲基甲酰胺等。說明：共氧化法共氧化法 生產(chǎn)環(huán)氧丙烷空氣或氧氣氧化 丙烯 +脫水聯(lián)產(chǎn)物量大 烯烴液相環(huán)氧化烯烴液相環(huán)氧化乙苯過氧化氫乙苯環(huán)氧丙烷α甲基苯甲醇苯乙烯u環(huán)氧化反應催化劑 :? 能溶于反應介質(zhì)的過渡金屬的有機酸鹽類或配合物 環(huán)烷酸鉬、乙酰丙酮鉬、六羰基鉬 u環(huán)氧化的主、副反應 :? 主反應：過氧化氫有機物對烯烴的環(huán)氧化? 副反應：過氧化氫有機物自身分解 均相催化氧化的優(yōu)缺點均相催化氧化的優(yōu)缺點優(yōu)點 缺點流程短投資少選擇性好收率高生產(chǎn)安全設備腐蝕性大廢水量大需要充足氧源污染嚴重u非均相催化氧化： p64u非均相催化氧化的特點： p64 反應過程復雜；傳熱問題突出；u非均相催化氧化的化學過程： p65 過程的特點 各種烴的裂解能 4. 非均相催化氧化u工業(yè)上使用的有機原料：216。 具有 π電 子的化合物 烯烴 芳 烴216。 不具有 π電 子的化合物 醇 類 烷烴烯烴的直接環(huán)氧化乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷 重要的非均相氧化反應重要的非均相氧化反應生產(chǎn)丙烯醛、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈烯丙基催化氧化反應重要的非均相氧化反應重要的非均相氧化反應芳烴催化氧化反應
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