第7章烃类选择性氧化-化学工程学院.PDF

案 教 子 电 学 艺 工 学 化 第7章 烃类选择性氧化 • 7.1 概述 • 完全氧化是指反应物中的碳原子与氧化合生 成CO2 ，氢原子与氧结合生成水的反应过 程； • 部分氧化，又称选择性氧化，是指烃类及其 衍生物中少量氢原子(有时还有少量碳原子) 与氧化剂(通常是氧)发生作用，而其他氢和室 研 教 艺 工 与 程 工 学 化 碳原子不与氧化剂反应的过程。 案 教 子 电 学 艺 工 学 化 7.1.1 氧化过程的特点和氧化剂的选择 • 7.1.1.1 氧化反应的特征 • (1)反应放热量大 • 氧化反应是强放热反应，氧化深度越大，放 出的反应热越多，完全氧化时的热效应约为 部分氧化时的8～10倍。因此，在氧化反应 过程中，反应热的及时转移非常重要，否则 会造成反应温度迅速上升，促使副反应增室 研 教 艺 工 与 程 工 学 化 加，反应选择性显著下降，严重时可能导致 反应温度无法控制，甚至发生爆炸。 案 教 子 电 学 艺 工 学 化 7.1.1.1 氧化反应的特征 • (2)反应不可逆 • 对于烃类和其他有机化合物而言，氧化反应的 △G00，为热力学不可逆反应，不受化学平衡限 制，理论上可达100％的单程转化率。 • (3)氧化途径复杂多样 • 烃类及其绝大多数衍生物均可发生氧化反应，且氧 化反应多为由串联、并联或两者组合而形成的复杂 网络，由于催化剂和反应条件的不同，氧化反应可室 研 教 艺 工 与 程 工 学 化 经过不同的反应路径，转化为不同的反应产物。反 应条件和催化剂的选择非常重要，其中催化剂的选 用是决定氧化路径的关键。 案 教 子 电 学 艺 工 学 化 7.1.1.1 氧化反应的特征 • (4)过程易燃易爆 • 烃类与氧或空气容易形成爆炸混合物，因此 氧化过程在设计和操作时应特别注意其安全 性。 • 7.1.1.2 氧化剂的选择 • 常见的有空气和纯氧、过氧化氢和其他过氧 化物等,空气和纯氧使用最为普遍。 • 用空气或纯氧对某些烃类及其衍生物进行氧室 研 教 艺 工 与 程 工 学 化 化，生成的烃类过氧化物或过氧酸，也可用 作氧化剂进行氧化反应。 案 教 子 电 学 艺 工 学 化 7.1.2 烃类选择性氧化过程的分类 • 按反应类型可分为: • ①碳链不发生断裂的氧化反应。 • ②碳链发生断裂的氧化反应。 • ③氧化缩合反应。 室 研 教 艺 工 与 程 工 学 化 案 教 子 电 学