(环氧乙烷)资料.ppt

2、乙烯与吸附氧之间的相互作用 C2H4 + 6O2-(吸附) → 2CO2 + H2O C2H4 + O2-(吸附) → CH2—CH2 + O(吸附) O 只有吸附态的分子氧离子与乙烯发生环氧化反应 如何抑制深度氧化？ 因为：氯离子很容易优先吸附在Ag表面的强吸附中心 所以：当1/4Ag表面被Cl覆盖时 大大减少吸附态的原子氧离子生成 抑制剂：二氯乙烷 不发生深度氧化反应 （1）反应温度的影响 研究结果表明 主反应活化能＜完全氧化反应活化能 低温有利? 63KJ/mol 84KJ/mol 乙烯环氧化反应工艺条件 乙烯环氧化过程最主要的副反应竞争是乙烯直接氧化生成CO2和水，而且是一个强放热反应 工业上一般控制在 220 ~ 260℃ 乙烯氧化生成环氧乙烷和二氧化碳 反应速率与温度的关系 CO2 环氧乙烷 （2）空速的影响 乙烯环氧化过程最主要的竞争是平行副反应，环氧乙烷的深度氧化居次 ∝ 选择性 ∝生产能力 ∝１／转化率 空 速 与温度相比，空速的影响是次要的 转化率30~35% 选择性65~75% 转化率 15% 选择性 80% 7000hr-1 　　 Air O2 5500 ~ 7000hr-1 氧化剂 （3）反应压力的影响 主副反应可视为不可逆，加压对氧化反应无显著影响 提高反应压力有利于： ① 提高反应器生产能力 ② 从反应气中回收环氧乙烷 工业上大多采用加压氧化法，操作压力是1.0～3.0 MPa 压力过高导致： 设备费用增加 促使环氧乙烷聚合及在催化剂表面结炭 （4）原料纯度和配比的影响 杂质影响 使催化剂中毒活性下降 ——乙炔银、硫化物使Ag永久性中毒 使催化剂选择性下降 ——Fe 加速环氧乙烷异构化生成乙醛 使反应热效应增大 ——H2、C3烷烃、烯烃易氧化、放热 → CO2＋H2O 影响爆炸极限 ——Air、H2的存在，使爆炸极限降低 原料配比 进反应器原料气组成配比，取决于氧化剂 在空气中：2.7%～36% 在氧气中：2.7%～80% 乙烯的爆炸极限(φ%) 纯O2 15 ~ 20% CH2=CH2，8% O2，需用N2稀释 空气，有大量N2存在，5% CH2=CH2 ，6% O2 允许CO2存在，CO2可使爆炸极限变窄 使爆炸极限变窄 导热性好，使反应温度均匀 致稳剂：甲烷 乙烯环氧化反应器 不采用流化床反应器的原因 催化剂 Ag 价格贵易磨损、结块、流化质量不好 全世界都采用列管式固定床反应器 外壳——普通碳钢 列管（与反应气接触部分）——不锈钢无缝钢管 因为反应条件下CO2有强腐蚀作用 二氯乙烷分解生成含氯有机物 Ag催化剂对金属腐蚀物非常敏感 原料气 催化剂 （管内） 冷却介质 （管间） 列管式固定床反应器 反应气 热点温度 温度 T进 T最高 T出 T出 T进 催 化 剂 热点温度分析 热点温度升高的后果 烧坏催化剂；造成“飞温” 影响热点温度的因素： 原料气进口温度，原料气起始浓度，反应器壁温 原料气进口温度/℃ 热点温度升高值/℃ 200~230 2~5 230~232 10 232~233 15 参数敏感区 原料气进口温度与热点温度关系 临界温度 “尾烧”现象 出口尾气在催化剂粉末催化下 继续进行催化氧化反应 后果: 尾气温度自动迅速升高(＞460℃) 进口气体升温达到自爆 与进口原料气热交换 冷却介质 导生油 煤 油 高压热水 （联苯-联苯醚） 蒸气有毒 易自燃 传热系数大 流程简单 热能利用率高 温度(Temperature) t/℃ 饱和蒸气压 (Saturated water vapor pressure) /MPa 100 0.1013 150 0.475 200 1.553 220 2.317 250 3.973 300 8.583 水在不同温度下的饱和蒸气压 Saturated Water Vapor Pressures at Different Temperatures 1－混合器；2－循环压缩机；3－热交换器；4－反应器； 5－环氧乙烷吸收塔；6－CO2吸收塔；7－CO2解吸塔； 8－环氧乙烷解吸塔；9－环氧乙烷再吸收塔；10－脱气塔； 11－精馏塔；12－环氧乙烷贮槽 氧气氧化法生产环氧乙烷工艺流程 220~260℃ 2.0MPa 转化率12~15% 选择性75~80% ＜3% KHCO3-K2CO3 99.99% 甲醛~乙醛~环氧乙烷 ＞10% 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰