烴類選擇性氧化過程(專業版)

　　

【正文】 ? 乙烯與被吸附的氧原子之間的距離不同，反應生成的產物也不同 ? 減弱吸附態氧與銀表面鍵能，可提高反應選擇性 反應機理 乙烯直接氧化法制環氧乙烷 化學工藝學 反應條件對乙烯環氧化的影響 ? 反應溫度 ? 空速 ? 反應壓力 ? 原料配比及致穩氣 ? 原料氣純度 ? 乙烯轉化率 乙烯直接氧化法制環氧乙烷 化學工藝學 ? 反應溫度是影響選擇性的主要因素 ? 100℃ 時產物幾乎全是環氧乙烷 ， 300℃時 產物幾乎全是二氧化碳和水 ? 工業上一般選擇反應溫度在 220～ 260℃ 權衡轉化率和選擇性，使 EO收率最高 反應溫度的影響 化學工藝學 ? 空速是影響乙烯轉化率和 EO選擇性的另一因素 ? 工業上采用的空速與選用的催化劑有關 ， 還與反應器和傳熱速率有關 ， 一般在 4000～ 8000h－ 1左右 空速的影響 化學工藝學 ? 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氧乙烷 ， 故工業上大都采用 加壓氧化法 ? 壓力太高 ， 對設備耐壓要求提高 ， 費用增大 ， 環氧乙烷也會在催化劑表面產生聚合和積碳 ， 影響催化劑壽命 。 催化劑的載體 乙烯直接氧化法制環氧乙烷 化學工藝學 ? 堿金屬、堿土金屬和稀土元素有助催化作用 ? 能提高反應速度和環氧乙烷選擇性，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 ? 添加活性抑制劑。 乙烯轉化率 化學工藝學 工藝流程 ? 工藝流程包括 反應部分 和 環氧乙烷回收、精制部分 ? 氧氣法生產環氧乙烷的工藝流程 乙烯環氧化制環氧乙烷 化學工藝學 化學工藝學 反應器的冷卻介質 “ 尾燒 ” 現象 空氣作氧化劑 化學工藝學 化學工藝學 ?氧 烴混合技術 ?環氧乙烷回收技術 碳酸乙烯酯 ?節能技術 超臨界萃取 EO、膜式等溫吸收器、熱泵精餾利用低位能 環氧乙烷生產工藝技術新進展 化學工藝學 丙烯氨氧化制丙烯腈的工藝路線 ? Sohio法 ? MontedisonUOP法 ? Snam法 ? DistillersUgine法 ? 流化床反應器 固定床反應器 丙烯氨氧化制丙烯腈 化學工藝學 主反應 C3H6＋ NH3＋ 3/2O2 → CH 2=CH－ CN (g)＋ 3H2O (g) ?ΔG0（ 700K ） kJ/mol ?ΔH0（ 298K ） kJ/mol 丙烯氨氧化制丙烯腈 化學工藝學 副反應 ΔG0700K (KJ/mol) ΔH0298K (KJ/mol) C3H6＋ NH3＋ O2 → CH3CN (g)＋ 3H2O (g) C3H6＋ 3NH3＋ 3O2 → 3HCN＋ 6H2O (g) C3H6＋ O2 → CH 2=CHCHO(g)＋ H2O (g) C3H6＋ 3/2O2 → CH2=CHCOOH(g)＋ H2O (g) C3H6＋ O2 → CH3CHO (g)＋ HCHO (g) (298K) C3H6＋ 1/2O2 → CH3COCH3 (g) (298K) C3H6＋ 3O2 → 3CO＋ 3H2O (g) C3H6＋ 9/2O2 → 3CO2＋ 3H2O (g) 丙烯氨氧化制丙烯腈 化學工藝學 丙烯氨氧化催化劑 ? Mo系催化劑 ? (x=0～ ) ? C4 C49MC、 C89 ? MoBiFe系催化劑可用通式表示為： MoBiFeABCDO ? Sb系催化劑 ? SbFeO催化劑、丙烯腈收率為 75% ? NS733A NS733B 丙烯氨氧化制丙烯腈 化學工藝學 ? 流化床 強度高、耐磨性能好 粗孔微球硅膠作載體 ? 固定床 導熱性能良好、低比表面、無微孔結構 剛玉、碳化硅、石英砂作載體 不同反應器對催化劑載體的要求 化學工藝學 丙烯氨氧化反應途徑 兩步法機理 ? 一步法機理 丙烯氨氧化制丙烯腈 丙烯 烯丙基 丙烯醛 丙烯腈 脫氫 晶格氧 吸附態氨 丙烯 烯丙基 丙烯腈 脫氫 O NH3 化學工藝學 ? 丙烯脫氫生成烯丙基過程為控制步驟 ? 在體系中氨和氧濃度不低于丙烯氨氧化反應的理論值時，丙烯氨氧化反應對丙烯為一級反應，對氨和氧均為零級反應，即 ：