典型化工生產(chǎn)過程之氧化過程(編輯修改稿)
2025-01-18 16:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 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 乙苯 過氧化氫乙苯 環(huán)氧丙烷 α甲基苯甲醇 苯乙烯 ?環(huán)氧化反應(yīng)催化劑 : ? 能溶于反應(yīng)介質(zhì)的過渡金屬的有機(jī)酸鹽類或配合物 環(huán)烷酸鉬、乙酰丙酮鉬、六羰基鉬 ?環(huán)氧化的主、副反應(yīng) : ? 主反應(yīng)：過氧化氫有機(jī)物對烯烴的環(huán)氧化 ? 副反應(yīng)：過氧化氫有機(jī)物自身分解 均相催化氧化的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 流程短 投資少 選擇性好 收率高 生產(chǎn)安全 設(shè)備腐蝕性大 廢水量大 需要充足氧源 污染嚴(yán)重 ?非均相催化氧化： p84 ?非均相催化氧化的特點(diǎn)： p85 反應(yīng)過程復(fù)雜；傳熱問題突出； ?非均相催化氧化的化學(xué)過程： 過程的特點(diǎn) 各種烴的裂解能 4. 非均相催化氧化 ?工業(yè)上使用的有機(jī)原料： ? 具有 π電子的化合物 烯烴 芳烴 ? 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(yīng) 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(yīng) 重要的非均相氧化反應(yīng) 芳烴催化氧化反應(yīng) 生成順酐、苯酐、均苯四酸酐 重要的非均相氧化反應(yīng) 烯烴氧?；磻?yīng) 乙烯和醋酸氧?；a(chǎn) 醋酸乙烯 丙烯和醋酸氧?；a(chǎn) 醋酸丙烯 丁二烯氧?；a(chǎn) 1,4丁二醇 重要的非均相氧化反應(yīng) ? 活性組分主要有可變價(jià)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(gòu)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(P86) ? 烯烴氣相氧化可制得很多有用的有機(jī)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(jī)化工產(chǎn)品。它除部分用于制造非離子表面活性劑、氨基酸、乙二醇醚外，主要用來生產(chǎn)乙二醇。 ? 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(yīng)： C2H4＋ O2?C2H4O 平行副反應(yīng) : C2H4＋ 3O2?2CO2＋ 2H2O(g) 串聯(lián)副反應(yīng) : C2H4O＋ 2O2?2CO2＋ 3H2O(g) 深度氧化 四、乙烯催化氧化法制環(huán)氧乙烷 (P86) 選擇性氧化 以上兩個(gè)主要反應(yīng)在 250℃ 時(shí)的反應(yīng)熱效應(yīng)、反應(yīng) 自由焓變，反應(yīng)平衡常數(shù)如表 1所示。 表 1 乙烯直接氧化反應(yīng)過程的主要熱力學(xué)數(shù)據(jù) (250℃ ) 產(chǎn)物 ?H/kJmol1 ?G0/kJmol1 Kp 環(huán)氧乙烷 ?106 CO2+H2O ?10139 乙烯氧化生成環(huán)氧乙烷的反應(yīng)是一個(gè)強(qiáng)烈的放熱反應(yīng)，其副反應(yīng)的反應(yīng)熱更大。副反應(yīng)平衡常數(shù)比主反應(yīng)平衡常數(shù)也要大得多。當(dāng)反應(yīng)選擇性由 70%降到 40%時(shí) ，反應(yīng)熱效應(yīng)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(guān)鍵。
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