烃类选择性氧化要点.ppt

反应器结构和材质（传质\放热\腐蚀\安全） 液相均相催化氧化 基本反应及机理（PbCl2-CuCl2-HCl） 络合催化 氧化反应 催化自氧 化反应 反应机理、催化剂、氧化促进剂 影响氧化反应过程的因素 共性 个性 产品 乙酸 主副反应及机理（醋酸锰） 温度：70-75 时间：3h 反应条件 1.杂质的影响 2.温度和氧气分压的影响 3.氧化气空速的影响 4.溶剂的影响 5.转化率的控制和返混 个性 产品 乙醛 催化剂溶液的组成及主副反应对其影响 工艺条件控制(原料\ 原料气配比\温度和压力) 液相均相催化氧化特点 优 点 1. 反应条件缓和，有较高的选择性 2. 反应热的除去比较方便，有些氧化可用反应物或溶剂的蒸发以移走反应热 3. 反应温度易控，温度分布均匀 4. 反应设备结构简单，生产能力高 设备腐蚀性大 废水量大 催化剂回收问题 缺 点 鼓泡床反应器 非均相催化氧化 特点 (1) 非均相催化氧化过程和一般非均相催化反应相似，其反应过程也包括扩散、吸附、表面反应、脱附和扩散五个步骤。 一般都采用高线速以消除外扩散的影响因素和提高传热效率。 催化剂的活性表面 流体流动的特征 分子扩散速度 影响产品的生成速度 和放热及除热速率 反应的选择性问题往往比均相氧化反应更为突出 平行副反应的竞争也比均相氧化反应复杂而较难控制 催化床层与管壁间传热 催化剂颗粒间传热 催化剂颗粒和气体间传热 催化剂颗粒内传热 催化剂的载体导热性差 (2)非均相催化氧化过程的传热情况也比均相氧化过程复杂 乙烯直接氧化法生产环氧乙烷 热效应分析（选择性与热效应） 银催化 剂组成 助催化剂 活性组分银 载体 α-Al2O3 钾、铷、铯、钙、 硒等作为助催化剂 10-20%,选择性好 抑制剂 催化剂 抑制二氧化碳的生成， 分散银，提高催化剂稳定性 反应温度和空速 反应压力 原料纯度及配比 工艺条件 稀释剂、致稳气 安全控制 氮气、甲烷 减小爆炸限 移出反应热 THE END 6. 醇的氧化 醇氧化可应用于生产相应的醛和酮 甲醇氧化制甲醛 乙醇氧化制乙醛 异丙醇氧化制丙酮 甲醛是热固性酚醛树脂的重要单体，又可用于合成聚甲醛、季戊四醇、六次甲基四胺等产品和中间体 二、非均相催化氧化反应机理 氧化还原机理 化学吸附反应机理 混合反应机理 常见的反应机理 请自学 二、烯烃的环氧化 在催化剂存在下，烯烃直接与气态氧作用生成环氧化合物的工艺，在工业上已开发成功的只有一个产品，即环氧乙烷。 化学性质：环氧乙烷非常活泼，其环易于破坏，发生开环加成、异构化、氧化、还原和聚合反应 用途：主要是用于制造乙二醇。还用于制造非离子型表面活性剂、乙醇胺、乳化剂、溶剂、杀菌剂、熏蒸剂等方面 氨 乙二醇 一乙醇胺 二乙醇胺 三乙醇胺 聚乙二醇 水 环氧乙烷 环氧乙烷与过量的水在一定的温度和压力条件下反应，即水解生成乙二醇 90--200℃ 1.4—2.0MPa 环氧乙烷的主要用途是生产乙二醇，因此工业上常将环氧乙烷和乙二醇的生产组织在一起。 防冻剂49% 聚酯纤维41% 聚酯树脂3% 工业液体5% 其它2% 乙二醇用途 环氧乙烷的第二大用途：制备非离子表面活性剂，此外还用于制备乙醇胺类、乙二醇醚类等产品。环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯而占第二位的重要有机化工产品。 （一）乙烯环氧化制环氧乙烷 生产方法： 氯醇法 空气氧化法 氧气氧化法 乙烯直接氧化法 是生产环氧乙烷的最老方法，约在1950年前，它在环氧乙烷生产中占有绝对优势。 氯醇法分两步进行 × 2-氯乙醇水溶液浓度控制在6%—7%(质量） 第一步：将乙烯和氯通入水中反应，50℃反应生成2-氯乙醇 ① 氯醇法 第二步：使2—氯乙醇与Ca(OH)2在100℃下反应，生成环氧乙烷。 100℃ 工艺特点 对乙烯纯度要求不高 反应条件较缓和 要消耗大量氯气和石灰 优点 缺点 反应介质有强腐蚀性 大量含氯化钙的污水排放 生产成本高 1977后年均采用乙烯直接环氧化制备环氧乙烷的方法。 ②乙烯直接氧化法 故得到了迅速发展，现已成为环氧乙烷的主要生产方法 直接氧化法与氯醇法相比： 原料单纯 工艺过程简单 无腐蚀性 无大量废料需排放处理 废热可合理利用等优点 在银催化剂上乙烯用空气或纯氧氧化，除得到产物环氧乙烷外，主要副产物是二氧化碳和水，并有少量甲醛和乙醛生成。其反应的动力学图式可表示为： O2 示踪原子研究结果表明完全氧化产物二氧化碳和水主要是由乙烯直接氧化生成 选择性氧化 主反应：