典型化工生产过程--氧化过程概述4598.pptx

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1、第五章第五章 典型化工生产过程典型化工生产过程第三节第三节 氧化过程氧化过程一、氧化过程的概念一、氧化过程的概念二、氧化过程的工业应用二、氧化过程的工业应用三、氧化过程的基本原理三、氧化过程的基本原理四、乙烯催化氧化生产环氧乙烷过程四、乙烯催化氧化生产环氧乙烷过程 氧化反应氧化反应是化学工业中一大类重要化学反应，它是化学工业中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产物最为复杂。有机物氧化反应当数烃类的氧化产物最为复杂。烃类氧化反应可分为烃类氧化反应可分为完全氧化完全氧化和和部分氧化部分氧化两大类两大类型

2、型一、氧化过程的概念一、氧化过程的概念完全氧化：完全氧化：是指反应物中的碳原子与氧化合生成是指反应物中的碳原子与氧化合生成CO2，氢原子与，氢原子与氧结合生成氧结合生成H2O的反应过程；的反应过程；一般，烃类完全氧化得不到目的产物，故生产过程中一般，烃类完全氧化得不到目的产物，故生产过程中应加以控制。应加以控制。部分氧化：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又称选择性氧化，是指烃类及其衍生物中少量氢原子子(有时还有少量碳原子有时还有少量碳原子)与氧化剂与氧化剂(通常是氧通常是氧)发生作用，发生作用，而其他氢和碳原子不与氧化剂反应的过程。而其他氢和碳原子不与氧化剂反应的过程。烃

3、类在催化剂作用下选择氧化可得到醛、醇、酮、烃类在催化剂作用下选择氧化可得到醛、醇、酮、脂、酐等。脂、酐等。反应放热量大反应放热量大氧化途径复杂多样氧化途径复杂多样过程易燃易爆过程易燃易爆反应不可逆反应不可逆氧化反应的特点：氧化反应的特点：热量的转移与回收热量的转移与回收催化剂催化剂 反应条件反应条件安全性安全性 空气空气 纯氧纯氧 过氧化氢过氧化氢 其它过氧化物其它过氧化物 烃类过氧化物烃类过氧化物 或过氧酸或过氧酸氧化剂的选择氧化剂的选择 u氧化反应氧化反应主要化学品中主要化学品中50%以上和氧化反应有关以上和氧化反应有关u氧化产物氧化产物含氧化合物：含氧化合物：醇、醛、酮、酸、酸酐、环氧化

4、物、过氧醇、醛、酮、酸、酸酐、环氧化物、过氧化物等化物等不含氧化合物：不含氧化合物：丁烯氧化脱氢制丁二烯丁烯氧化脱氢制丁二烯 丙烯氨氧化制丙烯腈丙烯氨氧化制丙烯腈 乙烯氧氯化二氯乙烷乙烯氧氯化二氯乙烷二、氧化过程的工业应用二、氧化过程的工业应用例如：例如：邻二甲苯氧化制备苯酐邻二甲苯氧化制备苯酐 邻苯二甲酸酐是生产增塑剂、聚酯树脂及医邻苯二甲酸酐是生产增塑剂、聚酯树脂及医药、染料的重要原料。药、染料的重要原料。生产大体过程：生产大体过程：氧氧化化冷冷凝凝分分离离预预热热脱脱水水一一次次蒸蒸馏馏结结晶晶邻二甲苯邻二甲苯二二次次蒸蒸馏馏刮刮片片成成品品1、烃类选择性氧化过程的分类、烃类选择性氧化过

5、程的分类按反应类型：按反应类型：碳链不发生断裂的氧化反应碳链不发生断裂的氧化反应 碳链发生断裂的氧化反应碳链发生断裂的氧化反应 氧化缩合反应氧化缩合反应 三、氧化过程的基本原理三、氧化过程的基本原理均相催化氧化均相催化氧化非均相催化氧化非均相催化氧化催化自氧化催化自氧化络合催化氧化络合催化氧化烯烃的液相环氧化烯烃的液相环氧化反应相态反应相态1、烃类选择性氧化过程的分类、烃类选择性氧化过程的分类 2、均相催化氧化的特点、均相催化氧化的特点活性高、选择性好；（催化剂与反应物同相，活性中心性质活性高、选择性好；（催化剂与反应物同相，活性中心性质和分布均匀，活性中心活性高、选择性好）和分布均匀，活性中

6、心活性高、选择性好）反应条件不太苛刻，反应比较平稳，易于控制；反应条件不太苛刻，反应比较平稳，易于控制；设备简单，容积较小，生产能力较高；设备简单，容积较小，生产能力较高；反应温度通常不太高，反应热利用率较低；反应温度通常不太高，反应热利用率较低；在腐蚀性较强的体系时要采用特殊材质；在腐蚀性较强的体系时要采用特殊材质；催化剂多为贵金属，必须分离回收。催化剂多为贵金属，必须分离回收。催化自氧化反应催化自氧化反应 配位催化氧化反应配位催化氧化反应 烯烃液相环氧化烯烃液相环氧化3.均相催化氧化的类型均相催化氧化的类型（1）催化自氧化反应）催化自氧化反应 具有自由基链式反应特征，能自动加速的氧化具有自

7、由基链式反应特征，能自动加速的氧化反应称为催化自氧化反应。反应称为催化自氧化反应。3.1 催化自氧化催化自氧化（2）自氧化反应机理）自氧化反应机理 自由基链式反应。自由基链式反应。（2）自氧化反应机理）自氧化反应机理 自由基链式反应。自由基链式反应。决定步骤：链的引发。链的引发过程需要很大决定步骤：链的引发。链的引发过程需要很大 的活化能。的活化能。已知已知C-H键键能的大小顺序：键键能的大小顺序：叔叔C-H 仲仲C-H 伯伯C-H 叔叔C-H键均裂的活化能最小；键均裂的活化能最小；伯伯C-H均裂的活化能最大。均裂的活化能最大。例如：例如：丁烷催化自氧化反应丁烷催化自氧化反应 产品：乙酸和甲乙

8、酮产品：乙酸和甲乙酮 催化剂：乙酸钴或乙酸锰催化剂：乙酸钴或乙酸锰 反应条件：反应条件：160-180，5-6Mpa，乙酸作溶剂，乙酸作溶剂 环己烷催化自氧化反应环己烷催化自氧化反应 产品：环己醇和环己酮产品：环己醇和环己酮 催化剂：环烷酸钴催化剂：环烷酸钴 反应条件：反应条件：150-170，0.8-1.3Mpa，乙酸作溶剂，乙酸作溶剂（3）常见的催化自氧化反应（见）常见的催化自氧化反应（见p62表表5-3）催化自氧化反应常在催化自氧化反应常在Co、Mn等过渡金属离等过渡金属离子的盐类催化剂的作用下进行。子的盐类催化剂的作用下进行。（4）自氧化反应过程的影响因素（）自氧化反应过程的影响因素（

9、P63）溶剂的影响溶剂的影响 杂质的影响杂质的影响温度和氧气分压的影响温度和氧气分压的影响氧化剂用量和空速的影响氧化剂用量和空速的影响溶剂能改变反应条件溶剂能改变反应条件溶剂对反应历程有影响溶剂对反应历程有影响溶剂可产生正效应促进反应溶剂可产生正效应促进反应可产生负效应阻碍反应可产生负效应阻碍反应溶剂的影响溶剂的影响u常见的杂质由水、碳化物、酚类等。常见的杂质由水、碳化物、酚类等。u杂杂质质可可能能使使体体系系中中的的自自由由基基失失活活，从从而而破破坏坏链链的的引引发发和和传传递递，导导致致反反应应速速率率显显著著下下降甚至终止反应降甚至终止反应u杂杂质质对对自自由由基基的的连连锁锁反反应应

10、有有阻阻化化作作用用，故故杂质称为阻化剂。杂质称为阻化剂。杂质的影响杂质的影响 u反应体系供氧能力足够时，反应由动力学控制，反应体系供氧能力足够时，反应由动力学控制，较高温度有利；较高温度有利；u反应体系供氧能力不足时，反应由传质控制，反应体系供氧能力不足时，反应由传质控制，增大氧分压有利；增大氧分压有利；u若传质和热力学因素都有影响时，要综合加以若传质和热力学因素都有影响时，要综合加以考虑。考虑。温度和氧气分压的影响温度和氧气分压的影响u 氧化剂用量的上限和下限氧化剂用量的上限和下限 下限：为反应所需的理论耗氧量；下限：为反应所需的理论耗氧量；上限：由尾气中氧的爆炸极限确定；上限：由尾气中氧

11、的爆炸极限确定；氧化剂用量应避开爆炸范围；氧化剂用量应避开爆炸范围；尾气中氧气含量控制在尾气中氧气含量控制在2%-6%,以以3-5最佳。最佳。u空速的大小空速的大小 空速提高，有利于气液相的接触，加快氧的吸收，空速提高，有利于气液相的接触，加快氧的吸收，对反应有利；对反应有利；空速过高，气体的停留时间缩短，氧气吸收不充空速过高，气体的停留时间缩短，氧气吸收不充分，利用率低，尾气中含氧量过高，不经济也不分，利用率低，尾气中含氧量过高，不经济也不安全。安全。氧化剂用量和空速的影响氧化剂用量和空速的影响3.2 配位催化氧化反应配位催化氧化反应（P64）催化剂由中心金属离子与配位体构成。催化剂由中心金

12、属离子与配位体构成。u配位催化氧化反应机理配位催化氧化反应机理 催化剂中的过渡金属离子与反应物形成配位键催化剂中的过渡金属离子与反应物形成配位键并使反应物活化，反应物氧化成产物，而金属离并使反应物活化，反应物氧化成产物，而金属离子或配位体被还原，然后，还原态的催化剂再被子或配位体被还原，然后，还原态的催化剂再被分子氧氧化成初始状态，完成催化循环过程。分子氧氧化成初始状态，完成催化循环过程。u配位催化反应过程配位催化反应过程产物产物初始态初始态催化剂催化剂反应物反应物被活化被活化 还原态还原态催化剂催化剂 分子氧分子氧催化剂中的金属离子和配位体被还原催化剂中的金属离子和配位体被还原反应物被氧化反

13、应物被氧化金属离子与金属离子与反应物配位反应物配位u典型的配位催化氧化典型的配位催化氧化烯烃的液相氧化烯烃的液相氧化 烯烃的液相氧化烯烃的液相氧化 瓦克法瓦克法 (Wacker)在均相配位催化剂（在均相配位催化剂（PdCl2+CuCl2）作用下，）作用下，烯烃可以氧化成相同碳原子数的羰基化合物，乙烯烃可以氧化成相同碳原子数的羰基化合物，乙烯氧化生成乙醛，其它烯烃氧化成相应烯氧化生成乙醛，其它烯烃氧化成相应 的酮。的酮。丁二烯羰基化（羰基化（p64)醇羰基化（醇羰基化（p64)芳烃羰基化（芳烃羰基化（p64)烯烃中双键打开形成羰基是反应的控制步骤；烯烃中双键打开形成羰基是反应的控制步骤；烯烃必须

14、溶解在催化剂溶液中才能活化；烯烃必须溶解在催化剂溶液中才能活化；常见溶剂；常见溶剂；水、乙醇、二甲基甲酰胺等。水、乙醇、二甲基甲酰胺等。说明：说明：共氧化法共氧化法 生产环氧丙烷生产环氧丙烷空气或氧气氧化空气或氧气氧化丙烯丙烯+脱水脱水联产物量大联产物量大3.3 烯烃液相环氧化烯烃液相环氧化乙苯乙苯过过氧氧化化氢氢乙乙苯苯环环氧氧丙丙烷烷-甲基苯甲醇甲基苯甲醇苯乙烯苯乙烯u环氧化反应催化剂环氧化反应催化剂:能溶于反应介质的过渡金属的有机酸盐类或配合物能溶于反应介质的过渡金属的有机酸盐类或配合物 环烷酸钼、乙酰丙酮钼、六羰基钼环烷酸钼、乙酰丙酮钼、六羰基钼 u环氧化的主、副反应环氧化的主、副反应

15、:主反应：过氧化氢有机物对烯烃的环氧化主反应：过氧化氢有机物对烯烃的环氧化副反应：过氧化氢有机物自身分解副反应：过氧化氢有机物自身分解 均相催化氧化的优缺点均相催化氧化的优缺点优点优点缺点缺点流程短流程短投资少投资少选择性好选择性好收率高收率高生产安全生产安全设备腐蚀性大设备腐蚀性大废水量大废水量大需要充足氧源需要充足氧源污染严重污染严重u非均相催化氧化：非均相催化氧化：p64u非均相催化氧化的特点：非均相催化氧化的特点：p64 反应过程复杂；传热问题突出；反应过程复杂；传热问题突出；u非均相催化氧化的化学过程：非均相催化氧化的化学过程：p65 过程的特点过程的特点 各种烃的裂解能各种烃的裂解

16、能 4.非均相催化氧化非均相催化氧化u工业上使用的有机原料：工业上使用的有机原料：具有具有电电子的化合物子的化合物 烯烃烯烃 芳芳烃烃 不具有不具有电电子的化合物子的化合物 醇醇类类 烷烃烷烃烯烃的直接环氧化烯烃的直接环氧化乙烯环氧化制环氧乙烷乙烯环氧化制环氧乙烷 重要的非均相氧化反应生产丙烯醛、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈生产丙烯醛、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈烯丙基催化氧化反应烯丙基催化氧化反应重要的非均相氧化反应重要的非均相氧化反应芳烃催化氧化反应芳烃催化氧化反应 生成顺酐、苯酐、均苯四酸酐生成顺酐、苯酐、均苯四酸酐重要的非均相氧化反应烯烃氧酰化反应烯烃氧酰化反应 乙烯和醋酸氧酰化生产乙烯和醋酸

17、氧酰化生产 醋酸乙烯醋酸乙烯丙烯和醋酸氧酰化生产丙烯和醋酸氧酰化生产 醋酸丙烯醋酸丙烯丁二烯氧酰化生产丁二烯氧酰化生产 1,4-1,4-丁二醇丁二醇重要的非均相氧化反应活活性性组组分分主主要要有有可可变变价价的的过过渡渡金金属属钼钼、铋铋、钒钒、钛钛、钴钴、锑锑等等的的氧氧化化物物，处处于于氧氧化化态态和和还还原原态态的的金属离子须保持一定比例。金属离子须保持一定比例。工工业业催催化化剂剂采采用用两两种种或或两两种种以以上上的的金金属属氧氧化化物物构构成成常用载体：氧化铝、硅胶、刚玉、活性炭常用载体：氧化铝、硅胶、刚玉、活性炭非均相催化氧化催化剂非均相催化氧化催化剂四、乙烯催化氧化法制环氧乙烷

18、四、乙烯催化氧化法制环氧乙烷(P66)烯烃气相氧化可制得很多有用的有机化合物，其中比烯烃气相氧化可制得很多有用的有机化合物，其中比较重要的有乙烯环氧化制环氧乙烷、丁烃氧化制顺丁较重要的有乙烯环氧化制环氧乙烷、丁烃氧化制顺丁烯二酸酐烯二酸酐(俗称顺酐俗称顺酐)、乙烯与醋酸经氧化偶联制醋酸、乙烯与醋酸经氧化偶联制醋酸乙烯等。乙烯等。环氧乙烷环氧乙烷是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯而占第二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。它除部分用于制造非离子表位的重要有机化工产品。它除部分用于制造非离子表面活性剂、氨基醇、乙二醇醚外，主要用来生产乙二面活性剂、氨基醇、乙二醇醚外，主要用来生

19、产乙二酵。酵。后者是制造聚配树指的主要原料，也大量用作抗冻剂。后者是制造聚配树指的主要原料，也大量用作抗冻剂。主反应：主反应：C2H4O2C2H4O平行副反应平行副反应:C2H43O22CO22H2O(g)串联副反应串联副反应:C2H4O2O22CO23H2O(g)1.反应原理反应原理深度氧化深度氧化四、乙烯催化氧化法制环氧乙烷四、乙烯催化氧化法制环氧乙烷(P66)选择性氧化选择性氧化以上两个主要反应在以上两个主要反应在以上两个主要反应在以上两个主要反应在250250时的反应热效应、反应时的反应热效应、反应时的反应热效应、反应时的反应热效应、反应自由焓变，反应平衡常数如表自由焓变，反应平衡常数

20、如表自由焓变，反应平衡常数如表自由焓变，反应平衡常数如表1 1所示。所示。所示。所示。表表表表1 1 乙烯直接氧化反应过程的主要热力学数据乙烯直接氧化反应过程的主要热力学数据乙烯直接氧化反应过程的主要热力学数据乙烯直接氧化反应过程的主要热力学数据 (250(250)产物产物产物产物 HH/kJmol-1 /kJmol-1 G G0 0/kJmol-1 /kJmol-1 KpKp环氧乙烷环氧乙烷环氧乙烷环氧乙烷 -107.3 -63.82 2.84 -107.3 -63.82 2.84 10106 6COCO2 2+H+H2 2O -1323.0 -1304.72 5.6O -1323.0 -1

21、304.72 5.6 1010139139 乙烯氧化生成环氧乙烷的反应是一个强烈的放热反乙烯氧化生成环氧乙烷的反应是一个强烈的放热反乙烯氧化生成环氧乙烷的反应是一个强烈的放热反乙烯氧化生成环氧乙烷的反应是一个强烈的放热反应，其副反应的反应热更大。副反应平衡常数比主反应应，其副反应的反应热更大。副反应平衡常数比主反应应，其副反应的反应热更大。副反应平衡常数比主反应应，其副反应的反应热更大。副反应平衡常数比主反应平衡常数也要大得多。当反应选择性由平衡常数也要大得多。当反应选择性由平衡常数也要大得多。当反应选择性由平衡常数也要大得多。当反应选择性由70%70%降到降到降到降到40%40%时时时时，反

22、应热效应增加一倍。因此具有良好选择性的催化，反应热效应增加一倍。因此具有良好选择性的催化，反应热效应增加一倍。因此具有良好选择性的催化，反应热效应增加一倍。因此具有良好选择性的催化剂是生产过程的关键。剂是生产过程的关键。剂是生产过程的关键。剂是生产过程的关键。催化剂催化剂工业上使用工业上使用银催化剂银催化剂由活性组分银、载体和助催化剂组成由活性组分银、载体和助催化剂组成提高活性组分银的分散度，防止高温烧结提高活性组分银的分散度，防止高温烧结常用常用-氧化铝、碳化硅等，一般载体比表面积在氧化铝、碳化硅等，一般载体比表面积在0.300.4m2/gl碱金属、碱土金属和稀土元素有助催化作用碱金属、碱土

23、金属和稀土元素有助催化作用l能提高反应速度和环氧乙烷选择性，还可使最佳反能提高反应速度和环氧乙烷选择性，还可使最佳反应温度下降，防止银粒烧结失活，延长催化剂使应温度下降，防止银粒烧结失活，延长催化剂使用寿命用寿命l添加活性抑制剂。抑制剂的作用是使催化剂表面部添加活性抑制剂。抑制剂的作用是使催化剂表面部分可逆中毒，使活性适当降低，减少深度氧化，分可逆中毒，使活性适当降低，减少深度氧化，提高选择性提高选择性助催化剂催化剂的银含量催化剂的银含量l工业催化剂中在工业催化剂中在20%20%以下以下l选择合适的载体和助催化剂，高银含量的催化剂也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

24、变，而活性明显提高能保证选择性基本不变，而活性明显提高l制备的银催化剂必须经过活化后才具有活性，活化制备的银催化剂必须经过活化后才具有活性，活化过程是将不同状态的银化合物分解、还原为金属银过程是将不同状态的银化合物分解、还原为金属银2.工艺条件工艺条件反应温度反应温度空速空速反应压力反应压力原料配比及致稳气原料配比及致稳气反应温度是影响选择性的主要因素反应温度是影响选择性的主要因素 100时时产产物物几几乎乎全全是是环环氧氧乙乙烷烷，300时时 产物几乎全是二氧化碳和水产物几乎全是二氧化碳和水工业上一般选择反应温度在工业上一般选择反应温度在220260（1）反应温度的影响）反应温度的影响加加压

25、压可可提提高高乙乙烯烯和和氧氧的的分分压压，也也有有利利于于采采用用加加压压吸吸收收法法回回收收环环氧氧乙乙烷烷，故故工工业业上上大大都都采用采用加压氧化法加压氧化法 压压力力太太高高，对对设设备备耐耐压压要要求求提提高高，费费用用增增大大，环环氧氧乙乙烷烷也也会会在在催催化化剂剂表表面面产产生生聚聚合合和和积积碳碳，影影响响催催化化剂剂寿寿命命。一一般般工工业业上上采采用用的的压力在压力在2.0MPa左右左右（2）反应压力的影响）反应压力的影响空空空空速速速速提提提提高高高高，转转转转化化化化率率率率略略略略有有有有下下下下降降降降，但但但但反反反反应应应应选选选选择择择择性性性性增增增增加

26、加加加。空空空空速速速速高高高高还还还还有有有有利利利利于于于于迅迅迅迅速速速速移移移移走走走走大大大大量量量量的的的的反反反反应应应应热热热热。空空空空速速速速过过过过高高高高，虽虽虽虽提提提提高高高高了了了了生生生生产产产产能能能能力力力力，但但但但循循循循环环环环气气气气体体体体量量量量大大大大，分分分分离离离离工工工工序序序序的的的的负荷和动力费用增大。负荷和动力费用增大。负荷和动力费用增大。负荷和动力费用增大。目目目目前前前前，氧氧氧氧气气气气氧氧氧氧化化化化法法法法空空空空速速速速一一一一般般般般采采采采用用用用40004000 8000h8000h-1-1，此此此此时时时时乙乙乙

27、乙烯烯烯烯单单单单程程程程转转转转化化化化率率率率约约约约为为为为9 9 12%12%。空空空空气气气气氧氧氧氧化化化化法法法法的的的的空空空空速速速速为为为为7000h7000h-1-1左左左左右右右右，乙乙乙乙烯烯烯烯单单单单程程程程转转转转化化化化率率率率为为为为3030 35%35%。反反反反应应应应选择性可达选择性可达选择性可达选择性可达7070 75%75%。（3）空速的影响空速的影响原料纯度和配比原料纯度和配比原料气纯度原料气纯度 不不不不论论论论空空空空气气气气法法法法和和和和氧氧氧氧气气气气法法法法都都都都要要要要求求求求原原原原料料料料乙乙乙乙烯烯烯烯纯纯纯纯度度度度在在在

28、在98%(98%(体体体体)以以以以上上上上。原原原原料料料料气气气气中中中中氢氢氢氢气气气气和和和和碳碳碳碳三三三三以以以以上上上上烷烷烷烷烃烃烃烃和和和和烯烯烯烯烃烃烃烃，在在在在氧氧氧氧化化化化过过过过程程程程中中中中比比比比乙乙乙乙烯烯烯烯更更更更易易易易发发发发生生生生完完完完全全全全氧氧氧氧化化化化反反反反应应应应，使使使使反反反反应应应应热热热热效效效效应应应应增增增增加加加加，造造造造成成成成局局局局部部部部过过过过热热热热，并并并并使使使使催催催催化化化化剂剂剂剂失活。失活。失活。失活。因因因因而而而而，要要要要求求求求氢氢氢氢气气气气含含含含量量量量5ppm5ppm，碳碳碳

29、碳三三三三以以以以上上上上烃烃烃烃10ppm10ppm。原原原原料料料料气气气气中中中中的的的的乙乙乙乙炔炔炔炔对对对对银银银银催催催催化化化化剂剂剂剂毒毒毒毒害害害害很很很很大大大大，必必必必须须须须使使使使其其其其含含含含量量量量 5ppm5ppm。同同同同时时时时要要要要求求求求硫硫硫硫化化化化物物物物含含含含量量量量1ppm1ppm、氯化物含量、氯化物含量、氯化物含量、氯化物含量1ppm1ppm。若若若若用用用用氧氧氧氧气气气气为为为为氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂，原原原原料料料料气气气气纯纯纯纯度度度度必必必必须须须须为为为为99.5%(99.5%(体体体体)以以以以上上上上，氮氮氮氮气

30、气气气和和和和氩氩氩氩气气气气的的的的含含含含量量量量要要要要求求求求在在在在0.4%0.4%(体体体体)以下。以下。以下。以下。(2)原料气的配比与致稳气的作用原料气的配比与致稳气的作用 氧的含量必须低于爆炸极限浓度。乙烯浓度氧的含量必须低于爆炸极限浓度。乙烯浓度氧的含量必须低于爆炸极限浓度。乙烯浓度氧的含量必须低于爆炸极限浓度。乙烯浓度也与爆炸极限浓度、催化剂的生产能力和放空损也与爆炸极限浓度、催化剂的生产能力和放空损也与爆炸极限浓度、催化剂的生产能力和放空损也与爆炸极限浓度、催化剂的生产能力和放空损失都有关。乙烯和氧的浓度高，反应速度快，反失都有关。乙烯和氧的浓度高，反应速度快，反失都有

31、关。乙烯和氧的浓度高，反应速度快，反失都有关。乙烯和氧的浓度高，反应速度快，反应器的热负荷增大，应注意应器的热负荷增大，应注意应器的热负荷增大，应注意应器的热负荷增大，应注意飞温问题飞温问题飞温问题飞温问题。用空气为氧化剂时，乙烯用空气为氧化剂时，乙烯用空气为氧化剂时，乙烯用空气为氧化剂时，乙烯5%5%、氧、氧、氧、氧6%6%左右为左右为左右为左右为宜。当以纯氧为氧化剂时，混合原料气需用氮稀宜。当以纯氧为氧化剂时，混合原料气需用氮稀宜。当以纯氧为氧化剂时，混合原料气需用氮稀宜。当以纯氧为氧化剂时，混合原料气需用氮稀释，使反应不致太剧烈，一般乙烯的浓度为释，使反应不致太剧烈，一般乙烯的浓度为释，

32、使反应不致太剧烈，一般乙烯的浓度为释，使反应不致太剧烈，一般乙烯的浓度为15%15%20%20%，氧的浓度为，氧的浓度为，氧的浓度为，氧的浓度为7%7%左右。左右。左右。左右。二氧化碳对氧化反应有抑制作用，但可提高二氧化碳对氧化反应有抑制作用，但可提高二氧化碳对氧化反应有抑制作用，但可提高二氧化碳对氧化反应有抑制作用，但可提高反应的选择性和氧的爆炸极限浓度。此外，惰性反应的选择性和氧的爆炸极限浓度。此外，惰性反应的选择性和氧的爆炸极限浓度。此外，惰性反应的选择性和氧的爆炸极限浓度。此外，惰性气体还可影响乙烯转化率，反应选择性及设备能气体还可影响乙烯转化率，反应选择性及设备能气体还可影响乙烯转化

33、率，反应选择性及设备能气体还可影响乙烯转化率，反应选择性及设备能力，所以工艺上把这些惰性气体称为力，所以工艺上把这些惰性气体称为力，所以工艺上把这些惰性气体称为力，所以工艺上把这些惰性气体称为致稳气或稀致稳气或稀致稳气或稀致稳气或稀释剂释剂释剂释剂。l工艺流程包括反应部分和环氧乙烷回收、工艺流程包括反应部分和环氧乙烷回收、精制部分精制部分l氧气法生产环氧乙烷的工艺流程氧气法生产环氧乙烷的工艺流程 氧氧气气氧氧化化法法乙乙烯烯直直接接氧氧化化生生产产环环氧氧乙烷的工艺流程如下图所示。乙烷的工艺流程如下图所示。3.工艺流程工艺流程1 1原料混合器；原料混合器；原料混合器；原料混合器；2 2反应器；

34、反应器；反应器；反应器；3 3循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；4 4环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；5 5一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；6 6碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；7 7 环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；8 8环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；9 9乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；10 10环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔氧化法乙烯直接氧化

35、生产环氧乙烷工艺流程氧化法乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺流程乙烯原料经加压后分别与氧气，致稳气甲烷、循环气乙烯原料经加压后分别与氧气，致稳气甲烷、循环气乙烯原料经加压后分别与氧气，致稳气甲烷、循环气乙烯原料经加压后分别与氧气，致稳气甲烷、循环气进入进入进入进入原料混合器原料混合器原料混合器原料混合器1 1，迅速而均匀地混合达到安全组成，迅速而均匀地混合达到安全组成，迅速而均匀地混合达到安全组成，迅速而均匀地混合达到安全组成，在进入反应器前加入微量的二氯乙烷。在进入反应器前加入微量的二氯乙烷。在进入反应器前加入微量的二氯乙烷。在进入反应器前加入微量的二氯乙烷。1 1原料混合器；原料混合器；原料混合

36、器；原料混合器；2 2反应器；反应器；反应器；反应器；3 3循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；4 4环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；5 5一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；6 6碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；7 7 环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；8 8环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；9 9乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；10 10环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环

37、氧乙烷精制塔1 1原料混合器；原料混合器；原料混合器；原料混合器；2 2反应器；反应器；反应器；反应器；3 3循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；4 4环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；5 5一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；6 6碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；7 7 环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；8 8环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；9 9乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；10

38、 10环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔 原料混合气与反应后气体热交换预热后进入原料混合气与反应后气体热交换预热后进入原料混合气与反应后气体热交换预热后进入原料混合气与反应后气体热交换预热后进入固定床反固定床反固定床反固定床反应器应器应器应器2 2。反应器采用加压沸腾水散热，并设置高压蒸汽。反应器采用加压沸腾水散热，并设置高压蒸汽。反应器采用加压沸腾水散热，并设置高压蒸汽。反应器采用加压沸腾水散热，并设置高压蒸汽发生系统，供本装置使用。发生系统，供本装置使用。发生系统，供本装置使用。发生系统，供本装置使用。1 1原料混合器；原料混合器；原料混合器；原料混合器；2 2反应器

39、；反应器；反应器；反应器；3 3循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；4 4环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；5 5一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；6 6碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；7 7 环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；8 8环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；9 9乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；10 10环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔反应后的气体经换

40、热产生中压蒸汽，冷却到反应后的气体经换热产生中压蒸汽，冷却到反应后的气体经换热产生中压蒸汽，冷却到反应后的气体经换热产生中压蒸汽，冷却到8787后后后后进入进入进入进入环氧乙烷吸收塔环氧乙烷吸收塔环氧乙烷吸收塔环氧乙烷吸收塔4 4。用来自环氧乙烷解吸塔的贫循。用来自环氧乙烷解吸塔的贫循。用来自环氧乙烷解吸塔的贫循。用来自环氧乙烷解吸塔的贫循环水喷淋吸收环氧乙烷。环水喷淋吸收环氧乙烷。环水喷淋吸收环氧乙烷。环水喷淋吸收环氧乙烷。1 1原料混合器；原料混合器；原料混合器；原料混合器；2 2反应器；反应器；反应器；反应器；3 3循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；4 4环氧乙烷吸收塔；环

41、氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；5 5一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；6 6碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；7 7 环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；8 8环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；9 9乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；10 10环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔二氧化碳脱除系统由二氧化碳脱除系统由二氧化碳脱除系统由二氧化碳脱除系统由二氧化碳吸收塔二氧化碳吸收塔二氧化碳吸收塔二氧化

42、碳吸收塔5 5与与与与碳酸钾再生塔碳酸钾再生塔碳酸钾再生塔碳酸钾再生塔6 6组成。组成。组成。组成。在在在在100100、2.2MPa2.2MPa压力下，以浓度为压力下，以浓度为压力下，以浓度为压力下，以浓度为30%(30%(质质质质)以上的碳酸以上的碳酸以上的碳酸以上的碳酸钾溶液为吸收剂，将二氧化碳吸收，使二氧化碳含量降至钾溶液为吸收剂，将二氧化碳吸收，使二氧化碳含量降至钾溶液为吸收剂，将二氧化碳吸收，使二氧化碳含量降至钾溶液为吸收剂，将二氧化碳吸收，使二氧化碳含量降至3.5%3.5%以下。以下。以下。以下。1 1原料混合器；原料混合器；原料混合器；原料混合器；2 2反应器；反应器；反应器；

43、反应器；3 3循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；循环压缩机；4 4环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；环氧乙烷吸收塔；5 5一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；一二氧化碳吸收塔；6 6碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；碳酸钾再生塔；7 7 环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；环氧乙烷解吸塔；8 8环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；环氧乙烷再吸收塔；9 9乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；乙二醇原料解吸塔；10 10环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔环氧乙烷精制塔从环氧乙烷吸收塔底部流出的环氧乙烷

44、水溶液进入从环氧乙烷吸收塔底部流出的环氧乙烷水溶液进入从环氧乙烷吸收塔底部流出的环氧乙烷水溶液进入从环氧乙烷吸收塔底部流出的环氧乙烷水溶液进入环氧乙烷解环氧乙烷解环氧乙烷解环氧乙烷解吸塔吸塔吸塔吸塔7 7，通过汽提将环氧乙烷从水溶液中解吸出来。解吸出来，通过汽提将环氧乙烷从水溶液中解吸出来。解吸出来，通过汽提将环氧乙烷从水溶液中解吸出来。解吸出来，通过汽提将环氧乙烷从水溶液中解吸出来。解吸出来的环氧乙烷经冷凝器与乙二醇原料解吸塔顶气、环氧乙烷精制的环氧乙烷经冷凝器与乙二醇原料解吸塔顶气、环氧乙烷精制的环氧乙烷经冷凝器与乙二醇原料解吸塔顶气、环氧乙烷精制的环氧乙烷经冷凝器与乙二醇原料解吸塔顶气、环氧乙烷精制塔顶馏出液汇合后，进入塔顶馏出液汇合后，进入塔顶馏出液汇合后，进入塔顶馏出液汇合后，进入环氧乙烷再吸收塔环氧乙烷再吸收塔环氧乙烷再吸收塔环氧乙烷再吸收塔9 9用冷的工艺水再吸收。用冷的工艺水再吸收。用冷的工艺水再吸收。用冷的工艺水再吸收。谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH