1、环氧乙烷幻灯片 本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！丁二烯与苯乙烯共聚丁苯橡胶与丙烯腈共聚丁腈橡胶聚合顺丁橡胶与苯乙烯、丙烯腈共聚ABS塑料氯化2-氯丁二烯 氯丁橡胶与顺酐反应四氢邻苯二甲酸酐与HCN反应己二腈己二胺尼龙66三聚环化1，
2、5，9-环十二碳三烯十二碳内酰胺（尼龙12的单体）香料、增塑剂、阻燃剂、聚酯原料乙酰氧基化、加氢、水解1，4-丁二醇聚酯树脂与异戊二烯共聚丁基橡胶氧化甲基丙烯酸甲基丙烯酸酯有机玻璃与甲醛反应异戊二烯异戊橡胶水合叔丁醇香料原料、溶剂、医药中间体、与甲醇反应甲基叔丁基醚（MTBE）（汽油添加剂）聚合聚异丁烯粘合剂、密封胶聚合聚丁烯合成塑料氧化顺丁烯二酸酐1，4-丁二醇、增强塑料、农药氧化甲乙酮溶剂水合仲丁醇脱氢或氧化脱氢丁二烯脱氢正丁烯深加工产品见上异构化异丁烷氧化顺酐、醋酸、乙醛、甲乙酮蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等烷基化烷基化汽油脱氢异丁烯深加工产品见上蒸汽裂解乙烯、丙烯、丁二烯等加乙烯烷基化乙
3、苯脱氢苯乙烯聚苯乙烯、丁苯橡胶、ABS树脂加丙烯烷基化异丙苯 苯酚酚醛树脂、苯胺、壬基酚等丙酮双酚A聚碳酸酯、环氧树脂加十二烯十二烷基苯合成洗涤剂加氢环己烷己内酰胺聚酰胺纤维氯化氯苯染料中间体、医药氧化顺丁烯二酸酐四氢呋喃、1，4-丁二醇医药、聚氨酯硝化硝基苯苯胺二苯基甲烷二异氰酸酯、橡胶助剂、染料、医药、农药聚氨酯纤维硝化硝基甲苯染料中间体、炸药歧化苯、二甲苯氧化苯甲酸染料中间体、医药、增塑剂临氢脱烷基苯硝化、还原、光气化甲苯二异氰酸酯聚氨酯类泡沫塑料、聚氨酯橡胶对二甲苯氧化对苯二甲酸聚酯树脂、涤纶间二甲苯异构化对二甲苯氨氧化间苯二腈农药、聚酰胺纤维邻二甲苯氧化邻苯二甲酸酐医药、染料、增塑剂
4、萘氧化烷基萘脱烷基萘氧化加HCl氯乙烯聚氯乙烯水合乙醛乙酸季戊四醇醇酸树脂巴豆醛山梨酸加醋酸醋酸乙烯合成纤维、涂料、粘合剂加甲醛1，4-丁炔二醇1，4-丁二醇四氢呋喃、-丁内酯、聚酯树脂二聚 乙烯基乙炔粘合剂加氢丁二烯加HCl2-氯丁二烯氯丁橡胶氯化三氯乙烯、四氯乙烯溶剂加HF氟乙烯聚合聚氟乙烯补N2和变换N2-H2合成氨、尿素等改良的F-T合成汽油、煤油、柴油等液体燃料合成甲醇羰基合成醋酸氧化甲醛酚醛树脂、合成原料与异丁烯合成甲基叔丁基醚（MTBE）与CO合成甲酸甲酯甲酸加CO、O2草酸二甲酯 乙二醇草酸同系化乙醇脱水乙烯合成二甲醚转化转化C2-C4烯烃汽油柴油机燃料 环氧乙烷(Ethene
5、 Oxide简称EO）是最简单最重要的环氧化物，在常温下为气体，沸点10.4，可与水、醇、醚及大多数有机溶剂以任意比例混合，在空气中的爆炸限（体积分数）为2.6100，有毒。环氧乙烷易自聚，尤其当有铁、酸、碱、醛等杂质或高温下更是如此，自聚时放出大量热，甚至发生爆炸，因此存放环氧乙烷的贮槽必须清洁，并保持在0以下。危险品！环氧乙烷是乙烯工业衍生物中重要的有机化工产品。它除部分用于制造非离子表面活性剂，氨基醇，乙二醇醚外，主要用来生产乙二醇，后者是制造聚酯树脂的主要原料，也大量用做抗冻剂。现在几乎所有的环氧乙烷都与乙二醇生产相结合在一起，大部分或全部环氧乙烷用于生产乙二醇，少部分用于生产其他化工
6、产品。用途多多！化学工业中氧化反应是一大类重要化学反应，它是生产大宗化工原料和中间体的重要反应过程。有机物氧化反应当数烃类的氧化最有代表性。烃类氧化反应可分为完全氧化和部分氧化两大类型。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，而其他氢和碳原子不与氧化剂反应的过程。据统计，全球生产的主要化学品中50以上和选择性氧化过程有关。烃类选择性氧化可生成比原料价值更高的化学品，在化工生产中有广泛的应用。选择性氧化不仅能生产含氧化合物，如醇、醛、酮、酸、酸酐、环
7、氧化物、过氧化物等，还可生产不含氧化合物，如丁烯氧化脱氢制丁二烯，丙烷（丙烯）氨氧化制丙烯腈，乙烯氧氯化制二氯乙烷等，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。表7-1列出了某些烃类与空气混合后的爆炸极限。氧化反应的这一特点，在氧化反应器的设计上必须引起高度重视！反应温度最好能自动控制，至少装上自动报警系统。表7-1 某些烃类与空气混合的爆炸极限氧化途径复杂多样 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，氧化反应可经过不同的反应路径，转化为不同的反应产物。这些产物往往比原料的反应性更强，更不稳定，易于发生
8、深度氧化，最终生成二氧化碳和水。因此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。反应不可逆 对于烃类和其他有机化合物而言,氧化反应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。但对许多反应，为了保证较高的选择性，转化率须控制在一定范围内，否则会造成深度氧化而降低目的产物的产率。在氧化反应中，控制不当容易造成深度氧化，导致原料和氧化中间产物（它往往是我们所需要的）的损失。为此必须选择性能优良的催化剂并及时终止氧化反应。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810倍。因此，在氧化反应过程
9、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。“飞温”是很危险的！要在烃类或其他化合物分子中引入氧，需采用氧化剂，比较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。空气比纯氧便宜，但氧分压小，含大量的惰性气体，因此生产过程中动力消耗大，废气排放量大。用纯氧作氧化剂则可降低废气排放量，减小反应器体积。究竟是使用空气还是纯氧，要视技术经济分析而定。用空气或纯氧对某些烃类及其衍生物进行氧化，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，如乙苯经空气氧化生成过氧化氢乙苯，将其
10、与丙烯反应，可制得环氧丙烷。近年来，过氧化氢作为氧化剂发展迅速，使用过氧化氢氧化条件温和，操作简单，反应选择性高，不易发生深度氧化反应，对环境友好，可实现清洁生产。空气氧化法氧气氧化法 1925年由美国联碳公司（UCC）首先实现工业化，原子利用率低，污染，腐蚀，现已被淘汰。a.次氯酸化反应主反应副反应CH2CH2+Cl2CH2CH2ClClb.氯乙醇皂化反应OHCH2-CH2ClCH2=CH2+Cl2+H2OOHCH2-CH2ClOHCH2-CH2Cl+Ca(OH)2O2 CH2-CH22+CaCl2 +2H2O主反应副反应CH2CH2ClOHCH2CH2Ca(OH)2+2OHOH2+CaCl
11、2主反应与副反应深度氧化选择性氧化 本法原子利用率高。近年来，建造的绝大多数生产环氧乙烷的工厂采用纯氧直接氧化技术。一些原先用空气作氧化剂的环氧乙烷工厂也纷纷改用纯氧直接氧化技术。纯氧直接氧化技术的优点是由排放气体带走的乙烯量比空气法少，乙烯约消耗定额比空气法小，设备和管道比空气法少。分类：a.空气氧化法b.纯氧氧化法纯氧法优点：a.排放气带走的乙烯损失少；b.设备管道少，投资低；c.反应温度低，cat寿命长，生产成本下降。就新建工厂的投资而言，若氧气从外面输入，工厂不需建空分装置，则氧气法的投资比空气法明显降低；若工厂自建空分装置时，经测算，生产能力达到20万吨年以上时，氧气法的投资仍可比空
12、气法低。我国直接氧化法中绝大多数亦为氧气法，用该法生产的环氧乙烷产量约达40万吨年。在实际生产条件下，副产物乙醛很快被氧化生成CO2和水：CH3CHO+2O22CO2+H2O 因此所得反应产物主要是环氧乙烷、二氧化碳和水，生成的乙醛量小于环氧乙烷量的0.1，生成的甲醛量则更少。但它们对环氧乙烷产品质量影响很大，会严重妨害环氧乙烷的深度加工。因此，在工艺流程中，有专门的脱醛设备将醛脱至符合产品质量要求。必须采用优良催化剂和严格控制操作条件（其中对选择性的控制尤为重要）。如果释放出的热量又来不及传出系统，就会导致反应温度迅速上升，产生“飞温”现象，这不仅会使催化剂因烧结而失活，甚至还会酿成爆炸事故
13、。这一点也是为什么直接氧化法迟迟不能进行大规模工业生产的重要原因之一。反应选择性与热效应关系见表7-2。l工业催化剂中在20%以下l选择合适的载体和助催化剂，高银含量的催化剂也能保证选择性基本不变，而活性明显提高反应机理权衡转化率和选择性，使权衡转化率和选择性，使EO收率最高收率最高一般在40008000h1左右采用的压力在2.0MPa左右l乙烯与氧的配比必须在爆炸限以外l乙烯与氧的浓度过低，则生产能力小 乙烯与氧的浓度过高，则放热量太大氮气 甲烷一般要求原料乙烯中的杂质含量为：C2 C3以上烃 硫化物 氯化物 H25LL-1 10LL-1 lLL-1 1LL-1 99.5；水 0.2；油51
14、0-5。丁烯及高级烯烃存在会给反应带来不利影响，它们比丙烯更易氧化，会降低氧的浓度。正丁烯氧化得到甲基乙烯酮（沸点80）以及异丁烯氧化得到的甲基丙烯腈（沸点90），沸点与丙烯腈接近，会给丙烯腈的分离精制造成困难，所以应严格控制。反应对原料的基本要求具体指标为丙烯与空气的配比丙烯与水蒸汽的配比产物产物/进料丙烯进料丙烯450温度温度/丙烯腈丙烯腈乙腈乙腈HCN进展，反响压力接近常压l停留时间 l适当增加停留时间，可相应提高丙烯腈的单程收率 l一般工业上选用的接触时间，流化床58 sQ？丙烯腈与乙腈的沸点相近，普通精馏方法难于将它们分离方案二：采用萃取精馏法先将丙烯腈和HCN解吸出来，乙腈留在水溶液中，然后再分离丙烯腈和HCN 乙腈与水完全互溶，而丙烯腈在水中的溶解度很小，用水作萃取剂，使两者精馏分离变得很容易
