典型化工生產(chǎn)過程--氧化過程概述(編輯修改稿)
2025-01-18 16:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 生成順酐、苯酐、均苯四酸酐重要的非均相氧化反應重要的非均相氧化反應烯烴氧酰化反應 乙烯和醋酸氧酰化生產(chǎn) 醋酸乙烯丙烯和醋酸氧?；a(chǎn) 醋酸丙烯丁二烯氧酰化生產(chǎn) 1,4丁二醇重要的非均相氧化反應重要的非均相氧化反應? 活性組分主要有可變價的過渡金屬鉬、鉍、釩、鈦、鈷、銻等的氧化物，處于氧化態(tài)和還原態(tài)的金屬離子須保持一定比例。? 工業(yè)催化劑采用兩種或兩種以上的金屬氧化物構成? 常用載體：氧化鋁、硅膠、剛玉、活性炭非均相催化氧化催化劑四、乙烯催化氧化法制環(huán)氧乙烷(P66)? 烯烴氣相氧化可制得很多有用的有機化合物，其中比較重要的有乙烯環(huán)氧化制環(huán)氧乙烷、丁烴氧化制順丁烯二酸酐 (俗稱順酐 )、乙烯與醋酸經(jīng)氧化偶聯(lián)制醋酸乙烯等。? 環(huán)氧乙烷 是乙烯工業(yè)衍生物中僅次于聚乙烯而占第二位的重要有機化工產(chǎn)品。它除部分用于制造非離子表面活性劑、氨基醇、乙二醇醚外，主要用來生產(chǎn)乙二酵。? 后者是制造聚配樹指的主要原料，也大量用作抗凍劑。主反應： C2H4＋ O2?C2H4O平行副反應 : C2H4＋ 3O2?2CO2＋ 2H2O(g) 串聯(lián)副反應 : C2H4O＋ 2O2?2CO2＋ 3H2O(g) 深度氧化四、乙烯催化氧化法制環(huán)氧乙烷(P66)選擇性氧化以上兩個主要反應在以上兩個主要反應在 250℃℃ 時的反應熱效應、反應時的反應熱效應、反應自由焓變，反應平衡常數(shù)如表自由焓變，反應平衡常數(shù)如表 1所示。所示。表表 1 乙烯直接氧化反應過程的主要熱力學數(shù)據(jù)乙烯直接氧化反應過程的主要熱力學數(shù)據(jù) (250℃℃ )產(chǎn)物產(chǎn)物 ?H/kJmol1 ?G0/kJmol1 Kp環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷 ?106CO2+H2O ?10139 乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷的反應是一個強烈的放熱反乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷的反應是一個強烈的放熱反應，其副反應的反應熱更大。副反應平衡常數(shù)比主反應應，其副反應的反應熱更大。副反應平衡常數(shù)比主反應平衡常數(shù)也要大得多。當反應選擇性由平衡常數(shù)也要大得多。當反應選擇性由 70%降到降到 40%時時，反應熱效應增加一倍。因此具有良好選擇性的催化，反應熱效應增加一倍。因此具有良好選擇性的催化劑是生產(chǎn)過程的關鍵。劑是生產(chǎn)過程的關鍵。催化劑? 工業(yè)上使用 銀催化劑? 由活性組分銀、載體和助催化劑組成? 提高活性組分銀的分散度，防止高溫燒結? 常用 ?氧化鋁、碳化硅等，一般載體比表面積在 ～ l 堿金屬、堿土金屬和稀土元素有助催化作用l 能提高反應速度和環(huán)氧乙烷選擇性，還可使最佳反應溫度下降，防止銀粒燒結失活，延長催化劑使用壽命l 添加活性抑制劑。抑制劑的作用是使催化劑表面部分可逆中毒，使活性適當降低，減少深度氧化，提高選擇性助催化劑催化劑的銀含量催化劑的銀含量l 工業(yè)催化劑中在 20%以下l 選擇合適的載體和助催化劑，高銀含量的催化劑也能保證選擇性基本不變，而活性明顯提高l 制備的銀催化劑必須經(jīng)過活化后才具有活性，活化過程是將不同狀態(tài)的銀化合物分解、還原為金屬銀? 反應溫度? 空速? 反應壓力? 原料配比及致穩(wěn)氣? 反應溫度是影響選擇性的主要因素 ? 100℃ 時產(chǎn)物幾乎全是環(huán)氧乙烷， 300℃ 時 產(chǎn)物幾乎全是二氧化碳和水? 工業(yè)上一般選擇反應溫度在 220～ 260℃（（ 1）反應溫度的影響）反應溫度的影響? 加壓可提高乙烯和氧的分壓，也有利于采用加壓吸收法回收環(huán)氧乙烷，故工業(yè)上大都采用 加壓氧化法 ? 壓力太高，對設備耐壓要求提高，費用增大，環(huán)氧乙烷也會在催化劑表面產(chǎn)生聚合和積碳，影響催化劑壽命。一般工業(yè)上采用的壓力在 （（ 2）反應壓力的影響）反應壓力的影響? 空速提高，轉(zhuǎn)化率略有下降，但反應選擇性增加?？账偬岣?，轉(zhuǎn)化率略有下降，但反應選擇性增加。
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