乙烯直接氧化法生产环氧乙烷
乙烯氧化法生产环氧乙烷
编号：No.22课题：乙烯氧化法生产环氧乙烷授课内容：●乙烯氧化法生产环氧乙烷反应原理●乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺流程知识目标：●了解环氧乙烷物理及化学性质、用途、生产方法●掌握乙烯氧化法生产环氧乙烷反应原理●掌握乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺流程能力目标：●分析影响反应过程的主要因素●分析和判断工艺流程特点思考与练习：●乙烯氧化法生产环氧乙烷反应催化剂组成和特点●影响乙烯氧化法生产环氧乙烷反应过程的主要因素●乙烯氧化法生产环氧乙烷工艺流程的构成授课班级：授课时间：年月日第六章乙烯系产品的生产乙烯是碳原子数最少的烯烃，由于它具有极其活泼的双键结构，因而其反应能力很强，且成本低、纯度高、易于加工利用，所以是有机化工中最重要的基本原料。
通过乙烯的聚合、氧化、卤化、烷基化、水合、羰基化、齐聚等反应的实现，可以得到一系列极有价值的乙烯衍生物，如环氧乙烷、乙二醇、乙醛、醋酸、醋酸乙烯、乙苯、聚乙烯等，由乙烯出发还可生产溶剂、表面活性剂、增塑剂、合成洗涤剂、农药、医药等。
乙烯系主要合成产品及其用途如图6-1所示。
目前，乙烯的产量在各种有机产品中居首位。
就用途而言，乙烯最大的消费是塑料工业，其中尤以聚乙烯所需乙烯量最大，乙烯的其它消费依次为环氧乙烷、乙苯、乙醛、乙醇，还有醋酸乙烯、α-烯烃、卤代烷等。
第一节乙烯直接氧化法生产环氧乙烷一、概述1．环氧乙烷的性质和用途环氧乙烷（EO）又叫氧化乙烯。
它是无色易挥发的具有醚类香味的液体，能与水、醇、醚及其它有机溶剂以任意比例互溶。
沸点 10.5℃, 熔点 -111.3℃, 燃点 429℃。
环氧乙烷能与空气形成爆炸性混合物，其爆炸范围为 3.6～80%（体积）。
环氧乙烷有毒，如停留于环氧乙烷蒸气的环境中10min，会引起剧烈的头痛、眩晕、呼吸困难、心脏活动障碍等，接触液体E0会被灼伤，尤其是40～80％的EO水溶液，较其它浓度的EO水溶液能更快地引起严重的灼伤。
工作环境的空气中EO的允许浓度，美国职业防护与保健局(0SHA)1984年规定：8h的平均允许浓度为1ppm，废除了以前工作环境中最大允许浓度为50ppm的规定。
环氧乙烷的几种工艺流程路线
环氧乙烷的几种工艺流程路线英文回答：Epoxyethane, also known as ethylene oxide, is an important chemical compound that is widely used in various industrial processes. There are several different process routes for the production of epoxyethane, each with its own advantages and disadvantages.One common method for producing epoxyethane is the direct oxidation of ethylene. In this process, ethylene gas is reacted with oxygen in the presence of a catalyst, typically silver or platinum. The reaction produces epoxyethane as the main product, along with some carbon dioxide and water as byproducts. This method is relatively simple and straightforward, and it offers high selectivity towards epoxyethane. However, it requires high temperatures and pressures, which can be energy-intensive and costly.Another method for producing epoxyethane is thechlorohydrin process. In this process, ethylene is reacted with chlorine to produce ethylene chloride. The ethylene chloride is then reacted with water to form ethylene glycol. Finally, the ethylene glycol is dehydrated to produce epoxyethane. This process is more complex and involves multiple steps, but it offers the advantage of usingreadily available raw materials. Additionally, it produces ethylene glycol as a valuable byproduct, which has many industrial applications.A third method for producing epoxyethane is theethylene carbonate process. In this process, ethylene oxide is reacted with carbon dioxide to produce ethylene carbonate. The ethylene carbonate is then heated to high temperatures to decompose into epoxyethane and carbon dioxide. This process has the advantage of using carbon dioxide as a feedstock, which helps to reduce greenhousegas emissions. However, it requires high temperatures and pressures, similar to the direct oxidation process.In addition to these three main process routes, there are also other less common methods for producingepoxyethane, such as the hydroformylation process and the hydroperoxidation process. These methods involve different reaction pathways and catalysts, and they offer their own unique advantages and disadvantages.中文回答：环氧乙烷，也被称为环氧乙烷，是一种重要的化学物质，在各种工业过程中被广泛应用。
乙烯直接氧化法生产环氧乙烷的工艺流程
乙烯直接氧化法生产环氧乙烷的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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环氧乙烷生产工艺
环氧乙烷生产工艺环氧乙烷（Ethylene Oxide，简称EO）是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成各种化学品和制备各类材料。
本文将从环氧乙烷的生产工艺及应用领域等方面进行详细介绍。
一、环氧乙烷的生产工艺环氧乙烷的主要生产工艺是乙烯直接氧化法。
具体步骤如下：1. 原料准备：将纯度较高的乙烯气体与过量的空气混合，调整混合比例，使其达到适宜的反应条件。
2. 反应器：将混合气体输入到反应器中，反应器内壁涂覆有特殊的催化剂。
催化剂通常为银、铝、钾等金属的复合物，具有较高的催化活性。
3. 反应：在反应器内，乙烯与空气中的氧气发生部分氧化反应，生成环氧乙烷。
反应过程中，需要控制反应温度、压力和空气流量等参数，以提高产率和产品纯度。
4. 分离：将反应产物经过冷凝、压缩、吸附等工艺步骤进行分离纯化，得到高纯度的环氧乙烷。
二、环氧乙烷的应用领域环氧乙烷是一种重要的有机合成原料，在化工领域有广泛的应用。
主要应用领域如下：1. 化学品合成：环氧乙烷可用于合成乙二醇、乙醇胺、聚醚等化学品，这些化学品广泛应用于涂料、塑料、纤维、橡胶等领域。
2. 医药领域：环氧乙烷是一种重要的消毒杀菌剂，常用于医疗器械、药品包装等领域。
它具有广谱杀菌作用，能有效灭活细菌、病毒和真菌等。
3. 农药制造：环氧乙烷可作为农药制造中的中间体，用于合成杀虫剂、除草剂等农药产品。
4. 纺织品加工：环氧乙烷可用于纺织品的整理和防缩处理，提高纺织品的柔软性和抗皱性。
5. 焊接消防：环氧乙烷是一种常用的焊接消防剂，可用于防止金属焊接时的氧化和烧损。
三、环氧乙烷的安全性与环境影响环氧乙烷具有较高的蒸气压和易燃性，属于危险化学品，需要严格控制使用与储存条件。
在使用环氧乙烷时，应采取必要的安全措施，如佩戴防护装备、保持通风等。
此外，环氧乙烷还具有一定的毒性，对人体和环境具有一定的危害性。
因此，在生产、使用和处理环氧乙烷时，要遵循相关的安全规范和环保要求，减少对环境和人体的危害。
乙烯催化氧化制备环氧乙烷解读
式中:
影响因素
温度 温度过高 反应速度快、转化率高、选择性下降、 催化剂活性衰退快、易造成飞温
温度过低 速度慢、生产能力小 适宜温度 220－260℃
▪ 空速 影响较温度的影响低，适宜
空速大,物料在催化剂床层停留时间短,若属表面反应控制,则转化 率降低,选择性提高。反之,则转化率提高,选择性降低。适宜的空 速与催化剂有关,应由生产实践确定。对空气氧化法而言,工业上主 反应器空速一般取7000 h-1左右,此时的单程转化率在30%～35% 之间,选择性可达65%～75%。对氧气氧化法而言,空速为5500～ 7000 h-1,此时的单程转化率在15%左右,选择性大于80%。
载体 负载、分散活性组分 提高稳定性 载体的结构(特别是孔结构)对助剂活性的发挥、选择性控 制有极大的影响 乙烯氧化制环氧乙烷 要求比表面积低、大孔为主
抑制剂 抑制非目标产物的形成 硒、碲、氯、溴等
乙烯环氧化催化剂和催化原理
(1)
乙烯环氧化反应对催化剂的要求
是反应活性要好,这样可降低反应温度。这是
反应压力 原料对选择性无显著影响 高压可提高反应器的生产能力 操作压力 2 MPa
原料纯度 杂质 毒化催化剂 (乙炔、硫化物使银催化剂中毒)； 选择性下降 (铁离子加速环氧乙烷异构化 乙醛)； 热效应增大 (杂质完全氧化释放大量的热)； 影响爆炸极限
6 工艺流程
工艺 空气氧化法 安全性高 乙烯单耗高 规模小
kJ/mol)。 Ｏ２＋４Ａg(非邻近)→２Ｏ2-(吸附)+4Ag＋(邻近)
②乙烯与吸附氧之间的相互作用。乙烯与吸附态原子 氧离子作用强烈,放出大量反应热,产物是二氧化碳和 水,只有吸附态的分子氧离子才能与乙烯发生环氧化,
乙烯制环氧乙烷
乙烯氧化制环氧乙烷过程的开发一．产品简介：环氧乙烷(ＥＯ)是乙烯工业衍生物中仅次于聚乙烯和聚氯乙稀的重要有机化工产品。
全球约60%的环氧乙烷用于生产聚酯纤维、树脂以及防冻剂用单体乙二醇,13%的环氧乙烷用于生产其他多元醇和生产洗涤剂乙氧基化合物、乙醇胺、乙二醇醚、熏蒸剂和药物的消毒剂等。
目前,环氧乙烷的生产均采用氧气直接氧化法。
二．生产方法1. 生产技术现状早期环氧乙烷生产采用氯醇法工艺。
1922年ＵＣＣ(联碳公司)建成首套工业装置;之后根据法国Ｌｅｆｏｒｔ的研究结果,ＵＣＣ在1938年又建成了首套空气法工业装置。
1958年Ｓｈｅｌｌ(壳牌公司)建成首套氧气法工业装置。
氯醇法存在三废污染问题,因此目前国内外环氧乙烷生产几乎全部采用乙烯直接氧化法技术,而且大部分厂商以氧气作氧化剂,大规模的工业装置采用氧气法可节省设备投资费用。
全球环氧乙烷专利技术大部分仍为英荷Ｓｈｅｌｌ、美国ＳＤ(科学设计公司)和ＵＣＣ三家公司所垄断,这三家公司的技术占环氧乙烷总生产能力的90%以上,其中Ｓｈｅｌｌ只提供氧气法技术,ＳＤ提供空气法和氧气法,ＵＣＣ虽也具有氧气法和空气法技术,但只供自己生产厂使用。
我国由氯醇法生产环氧乙烷始于1960年代,由于氯醇法对乙烯质量要求不高,所以采用酒精发生乙烯和渣油裂解混合烯烃生产环氧乙烷在我国石油化工发展初期具有一定意义。
随着大规模引进环氧乙烷装置的建成和投产,加上环保法规的日益严格,国内小规模的氯醇法环氧乙烷装置已无生命力,于1993年下半年淘汰。
因经济原因,早期引进的空气法环氧乙烷装置大多也改造为氧气法。
2.生产方法比较A．氯醇法制环氧乙烷氯醇法制环氧乙烷原理：两步环氧化，一次产物用脱氧化生成EO。
氯醇法生产环氧乙烷的过程中，不经分离的中间产物氯乙醇与石灰水工热生成环氧乙烷：氯醇法被淘汰的原因：1.氯气消耗太高2.盐的生成量大3.生成副产物B.直接氧化法制环氧乙烷直接氧化法制环氧乙烷原理：乙烯与空气或氧在载体Ag催化剂上发生气相反应。
化工工艺学题
化工工艺学练习题选择题1. 化学工艺与化学工程相配合，可以解决化工过程开发、装置设计、（A ）、操作原理及方法等方面的问题；此外，解决化工生产实际中的问题也需要这两门学科的理论指导。
A. 流程组织B. 物料平衡C. 能量平衡D. 工艺计算2. 化工生产过程中由原料到化学产品的转化要通过以下哪一项来实现（B）A．分离方法B．化学工艺C．新技术D．新工艺3. 化学工业的发展方向包括以下哪几个方面（ABCDE ）A. 积极开发高新技术，缩短新技术工业化的周期B. 最充分、最彻底地利用原料C. 大力发展绿色化工D. 化工过程要高效、节能和智能化E. 实施废物再生利用工程4. 从目标出发，寻找实现此目标的前提，将具有不同功能单元进行逻辑组合，形成一个具有整体功能的系统，这种化工生产工艺流程设计方法称为（ C ）A. 形态分析法B. 功能分析法C. 推论分析法D. 演绎分析法5. 催化剂的基本特征主要包括以下哪几部分（ABC ）A. 催化剂参与反应，但反应终了时，催化剂本身未发生化学变化和数量的变化B. 催化剂只能缩短达到化学平衡的时间，但不能改变平衡C. 催化剂具有明显的选择性D. 催化剂具有一定的活性E. 催化剂具有一定的耐毒性6. 工业催化剂的使用性能指标包括以下哪几项（ABCDE ）A. 选择性B. 活性C. 热稳定性D. 化学稳定性E. 耐毒性7. 在裂解气中氢气未分离出来之前，利用裂解气中的氢对炔烃进行选择性加氢，以脱除其中炔烃，这个工艺过程称为（ B ）A. 前脱氢过程B. 前加氢过程C. 后脱氢过程D. 后加氢过程8. 一般裂解气干燥脱水采用的吸附剂包括（B ）A．活性氧化铝B．3A 分子筛C．变色硅胶D．活性炭9. 裂解气分离出C2馏分和C3馏分后，再分别对C2和C3馏分进行催化加氢，以脱除乙炔、甲基乙炔和丙二烯的工艺过程称为（B）A．前加氢过程B．后加氢过程C．前脱氢过程D．后脱氢过程10. 在烃类热裂解过程中采用水蒸气作为稀释剂的原因包括以下哪几部分（ABDE ）A. 不会增加裂解气的分离负荷B. 抑制裂解原料所含硫对镍铬合金炉管的腐蚀C. 水蒸气热容量小D. 脱除积碳E. 降低烃分压11. 下列可用来评价裂解原料性质的指标有（CE ）A．选择性B．裂解炉出口温度C．原料氢含量D．原料转化率E．原料族组成12. ．下列哪一种烃类是首选的烃类热裂解的原料（A）A．烷烃B．环烷烃C. 芳烃D．烯烃13. 裂解气预分馏过程的主要作用包括以下哪几部分（ACDE ）A. 降低裂解气温度B. 分离出裂解气中的炔烃C. 将裂解气中的稀释蒸气以冷凝水的形式回收D. 回收低温位能量E. 分离出裂解气中的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷14. 各种来源的C8 芳烃指的是（C ）A. 邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯B. 邻二甲苯、对二甲苯、乙苯C. 邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯D. 邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、异丙苯15. 芳烃的脱烷基化方法包括（ABCE ）A. 烷基芳烃的催化脱烷基B. 烷基芳烃的催化氧化脱烷基C. 烷基芳烃的加氢脱烷基D. 烷基芳烃的直接氧化脱烷基E. 烷基苯的水蒸气脱烷基16. 芳烃分子中苯环上的一个或几个氢被烷基所取代而生成烷基芳烃的反应称为（ C ）A．芳烃歧化B．烷基转移C．芳烃烷基化D．C8 芳烃异构化17. C8 芳烃异构化采用的催化剂包括（AC）A. 无定型SiO2-Al2O3B. 金属氧化物催化剂C. 负载型铂催化剂D. 金属硫化物催化剂E. 金属配位催化剂18. 芳烃主要来自以下哪几部分（ABE ）A. 煤焦油分馏B. 石脑油重整生成油C. 催化裂化汽油馏分D. 加氢裂化汽油馏分E. 烃裂解生产乙烯副产的裂解汽油19. 在芳烃烷基化过程中，工业上常采用的烷基化剂有（D ）A．烷烃和环烷烃B．烷烃和芳烃C．烯烃和芳烃D．烯烃和卤代烷烃20. 当烯烃、炔烃、二烯烃和芳烃在同一催化剂上单独加氢时，其加氢反应速率快慢大致为（ABE ）。
直接氧化法制环氧乙烷的致稳工艺浅析
直接氧化法制环氧乙烷的致稳工艺浅析【摘要】环氧乙烷/乙二醇生产的关键技术除选用活性好、选择性高、寿命长的乙烯氧化催化剂外，反应过程中致稳剂的使用也被工艺商和生产厂家公认为重要的技术环节。
本文主要对乙烯直接氧化合成环氧乙烷的甲烷致稳工艺进行简要介绍，并通过对甲烷致稳跟氮气致稳差异对比，综合分析优略。
【关键词】直接氧化法；环氧乙烷；甲烷致稳环氧乙烷/乙二醇作为乙烯的主要衍生物，广泛应用于表面活性剂、合成纤维等领域，在国民经济和人民日常生活中起着不可替代的作用。
环氧乙烷/乙二醇生产的关键技术除选用活性好、选择性高、寿命长的乙烯氧化催化剂外，反应过程中致稳剂的使用也被工艺商和生产厂家公认为重要的技术环节。
甲烷作为乙烯直接氧化生产环氧乙烷过程的致稳剂，目前已被世界各国广为应用。
它与氮气致稳相比，不仅增加了生产过程的稳定性和安全性，而且有显著的经济效益。
生产环氧乙烷的专利很多，1958年Shell（壳牌公司）建成首套氧气法工业装置。
目前国内外环氧乙烷大规模工业化生产几乎全部采用乙烯和氧气在银催化剂上反应的直接氧化法，采用氧气法可节省设备投资费用。
全球环氧乙烷专利技术大部分仍为英荷壳牌（Shell）、美国科学设计公司（SD）和美国陶氏公司（DOW）三家公司所垄断，此外拥有EO生产技术的还有日本触媒公司、德国Huels和意大利Snam等。
全世界EO生产装置，采用Shell、SD、Dow三大公司技术的生产能力占EO总能力的90%以上[1]。
使用的致稳剂有氮气、甲烷、二氧化碳、乙烷等，选择使用致稳剂需要根据生产安全性、稳定性和经济效益情况来决定。
目前世界上环氧乙烷专利商都先后由氮气致稳更新为甲烷致稳。
中沙（天津）石化有限公司4/36万吨环氧乙烷/乙二醇装置采用的是美国陶氏公司（DOW）METEOR专利技术，采用甲烷作为致稳气的乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺。
1 甲烷致稳作用乙烯与氧气催化生成环氧乙烷主要包括以下几个反应：1. C2H4 + 0.5·O2 --→C2H4O △H°= -104.891 kJ/mol2. C2H4 + 3·O2 --→2CO2 + 2H2O△H°=-1322.705 kJ/mol3. C2H4O + 2.5·O2 --→2CO2 + 2H2O△H°=-1217.819 kJ/mol4. C2H4O （EO）--→C2H4O （ACH）△H°=-114.648 kJ/mol由此可见生产过程的主、副反应都是放热反应，尤其生成CO2的副反应为强烈的放热反应。
环氧乙烷生产工艺
环氧乙烷生产工艺环氧乙烷（Ethylene Oxide，简称EO）是一种重要的化工原料，广泛用于生产各种化工产品，比如乙二醇、表面活性剂、橡胶、塑料等。
以下将介绍环氧乙烷的生产工艺。
环氧乙烷的生产主要分为直接氧化法和间接氧化法两种。
1. 直接氧化法：直接氧化法的主要原料是乙烯和氧气。
首先，将乙烯和过量的氧气混合，进入氧化反应器进行氧化反应。
反应器内通常要加入催化剂，常见的有银系和镍系催化剂。
氧化反应的温度一般在250-350摄氏度之间，压力在0.5-2.0兆帕之间。
反应生成的环氧乙烷在反应器内迅速冷却，并与未反应的气体通过冷凝器进行分离。
分离后的环氧乙烷通过减压塔进行浓缩，得到高纯度的环氧乙烷产品。
2. 间接氧化法：间接氧化法的主要原料是乙烯和氯乙烷。
首先，将乙烯和氯乙烷经过催化剂的作用，在高温下进行加氯反应生成氯化乙烷。
然后，在高温高压的条件下，将氯化乙烷与过量的氧气混合，进入氧化反应器进行氧化反应。
反应生成的环氧乙烷与未反应的气体通过冷凝器进行分离。
分离后的环氧乙烷通过减压塔进行浓缩，得到高纯度的环氧乙烷产品。
环氧乙烷的生产过程中需要注意的问题有：1. 安全性：环氧乙烷生产过程中，需要处理高压和易燃的气体，必须加强设备和操作的安全措施，防止事故的发生。
2. 节能环保：环氧乙烷的生产过程中需要消耗大量的能源，要注意节约能源和减少排放。
同时，处理废气和废水也是一个重要的环节，要采取合适的处理措施，保护环境，减少污染。
3. 催化剂的选择和使用：催化剂对反应的效率和选择性有很大影响，需要根据具体的工艺条件和产品的要求选择合适的催化剂，并控制催化剂的使用量和寿命。
4. 工艺优化：通过改进反应器的结构和操作条件，优化原料的使用和废物的产生，提高产品质量和产能。
综上所述，环氧乙烷的生产工艺涉及到原料的选择和处理、反应的控制和优化、产品的分离和净化等多个环节，需要综合考虑技术、经济和环境等各个方面的因素。
随着技术的不断发展，环氧乙烷的生产工艺也在不断改进和创新，以满足市场的需求和环保的要求。
乙烯直接氧化法生产环氧乙烷图文
氧气供应和纯度保障措施
氧气供应
采用空气分离法或电解水法制取氧气，确保连续、稳定的氧气供应。
纯度保障措施
通过分子筛吸附、金属氧化物吸收等方法去除氧气中的杂质，提高氧气纯度， 以满足反应要求。
原料预处理方法
乙烯预处理
包括脱水、脱硫、脱碳等步骤，以去除乙烯中的水分、硫化物和二氧化碳等杂质，防止对催化剂和反 应产生不良影响。
资源利用效率。
自动化控制策略
自动化仪表
采用高精度、高稳定性的 自动化仪表，实现反应温 度、压力、流量等关键参 数的实时监测和控制。
DCS控制系统
利用DCS控制系统对生产过 程进行集中监控和管理，实 现生产过程的自动化、智能 化和远程化控制。
安全联锁装置
设置安全联锁装置，确保 在异常情况下及时切断进 料、停机等操作，保障生 产安全。
原料配比
优化乙烯和氧气的配比， 确保反应物充分接触，提 高反应效率和产物纯度。
节能减排技术应用
余热回收
01
利用反应过程中产生的余热，通过热交换器等设备回收热能，
用于预热原料或生产蒸汽等，降低能源消耗。
废气处理
02
对生产过程中产生的废气进行处理，减少有害气体的排放，保
护环境。
节水措施
03
采用先进的节水技术和设备，减少生产过程中的水耗，提高水
质量评价指标体系建立
外观指标
包括产品的颜色、状态等，应符合相关标准 规定。
纯度指标
环氧乙烷的纯度应达到一定标准，以满足不 同应用领域的需求。
有害杂质指标
对生产过程中可能产生的有害杂质进行严格 控制，确保产品安全环保。
稳定性指标
产品在储存和运输过程中应保持稳定，避免 发生化学反应导致质量变化。
直接氧化法制环氧乙烷的致稳工艺浅析
ｍｏ ｌ
了 甲烷致稳的试验数据。 日本三井油化 、 日曹油化等工厂 先
后将原采用氮气致稳改为 甲烷致稳 ． ８ ０年代初 ｓ Ｄ公 司又在 沙特 ２ ￣ １ ０ ￣ ｔ ／ ａ乙二醇及扬子石化公司 ２ ｘ １ ０ Ｓ ｔ ／ ａ乙二醇等装 置 上应用 了甲烷致稳技 术 用 甲烷致稳 的工厂生产经验 证 明， 甲烷致稳确有优点 这里将 通过 中沙 （ 天津 ） 石化有 限公 司
面活性 剂、 合成纤维等领域 在国民经济和人 民 日常生活 中起 着不可替代的作 用 环氧乙烷／ 乙二醇 生产 的关键技术除选用 活性好 、 选择性 高 、 寿命长 的乙烯氧化催化剂外， 反应过程 中 致稳剂 的使用也 被工艺商和生产 厂家公认 为重要 的技术环
节。
烯易 燃易爆 在 空气 中爆炸 极限为 ２ ． ８ ％ ３ ２ ％（ 体 积分 数１ ， 产物环氧 乙烷在空气 中爆炸极限为 ３ ％～ １ ０ ０ ％（ 体积分数） 。 在 高温 、 高压条件下， 由环氧 乙烷 、 乙烯 、 氧及其它组份构成的循 环气更具有较大的爆炸危险 ， 应尽量避免形成反应 热点 。
Ｃ ２ Ｈ４ ０ ＋２ ． ５・ Ｏ２ 一 一 —｝ ２ Ｃ０ ２ ＋２ Ｈ２ Ｏ
△ Ｈ。 ＝ －１ ２ １ ７ ． ８ １ ９
Ｅ Ｏ ／ Ｅ Ｇ装置 的生产对 甲烷与氮气致稳技术做讨论 比较
２ ． １ 安 全 性 高
ｋ Ｊ ／ ｏｏ ｔ ｌ
４ ＿ Ｃ ２ Ｈ ４ ０（ Ｅ Ｏ ）一一Ｃ ２ Ｈ ４ ０（ ＡＣ Ｈ ） △Ｈ。 ＝ － １ １ ４ ． ６ ４ ８ ｋ Ｊ ／ ｍ ｏ ｌ
环氧乙烷生产操作条件选择 乙烯直接氧化生产环氧乙烷工艺条件的确定
02
原料气的配比
原料气乙烯与氧气的配比
O2
低，乙烯转化率低，尾气中乙烯含量高，设备生产能 力受影响
提高，转化率提高，反应速率加快，设备生产能力提 高，但是释放的热量大，不及时移出，会造成“飞温”
生产中必须严格控制氧的适宜浓度。
03
反应温度
反应温度
升高，加快主反应速率，副反应速率增加更快， 乙烯转化率提高，选择性下降，反应放热量增大
2. 抑制剂主要有机卤化物，如二氯乙烷，将二氯乙烷以气相 形式加入到反应物料之中 。
小
结
• 乙烯直接氧化法生产环氧乙烷 反应原理
• 乙烯直接氧化法生产环氧乙烷 操作条件
Hale Waihona Puke T太高，反应放热量增大，易造成“飞温”
一般选择反应温度为493~573K。
04
操作压力
操作压力
p升高
加快反应速率，提高收率
增加了对反应器的材质、反应热的导出以及催化 化剂的活性和使用寿命等的要求
目前工业上采用1~3MPa操作压力。
05
空间速度
空间速度
空速增大 ： 转化率降低，副反应减少，反应选择性提高。 有利于反应器的传热，提高反应器生产能力 。
乙烯直接氧化生产环氧乙烷 工艺条件的确定
工艺条件
01
02
03
04
05
06
07
目
CONTENTS
录
01 原料气纯度 02 原料气的配比 03 反应温度 04 操作压力
05 空间速度 06 致稳剂（又称稀释剂） 07 抑制剂
01
原料气纯度
原料气纯度
纯度＞98%， 硫 化 物 ＜ 1 × 1 0 -6g / L ， 氯 化 物 ＜ 1 × 1 0 -6g / L ， C 3以 上 烃 类 ＜ 1 × 1 0 -5g / L
环氧乙烷生产工艺分析
环氧乙烷生产工艺分析4.1 环氧乙烷主要生产方法环氧乙烷的生产主要有氯醇法和乙烯直接氧化法，其中乙烯直接氧化法又包括空气法和氧气法。
由于氯醇法制备环氧乙烷存在污染严重、产品总收率较低且产品中含甲醛较高，在一定程度上限制了其用途，因此企业不常采用此种方法。
目前企业生产环氧乙烷采用较广泛的方法是乙烯直接氧化法。
4.1.1氯醇法氯醇法生产环氧乙烷，工业上分两步进行。
首先是氯气与水反应生成次氯酸，乙烯次氯酸化生成氯乙醇，然后氯乙醇皂化(皂化剂通常用氢氧化钙)生成环氧乙烷。
此方法优点是工艺流程简单，投资省，其缺点主要是消耗氯气，并产生大量污水，副产物较多，且产品中含甲醛较高，在一定程度上限制产品的用途。
4.1.2乙烯直接氧化法乙烯直接氧化法又分为空气直接氧化法和氧气直接氧化法。
空气直接氧化法是由Lefort在1931年发明的，他利用乙烯和氧在适当载体的银催化剂上作用制备出了环氧乙烷，并以此取得了空气直接氧化制得环氧乙烷的专利。
氧气直接氧化法是由Shell公司在1958年发明的，此方法直接以氧气作氧化剂，减少了反应系统中惰性气体的吸入量，可减少反应系统中反应器的台数，在一定程度上降低生产成本。
美国的Shell、Scientific Design(SD)、Dow化学和UCC公司，日本的触媒化学公司以及意大利的SNAM口Montedison公司都是乙烯直接氧化法制备环氧乙烷技术的拥有者。
1、反应机理乙烯直接氧化法所用的催化剂为银催化剂。
乙烯在银催化剂上气相氧化发生主反应C2H4+1/2O P -]. +106.9J/mol副反应C2H4+3OP 2CO2+2H2O+1323KJ/molC2H4 +1/2O2—CH3CHOC2H4+O2 —2CH2Of CH3CHO乙烯在银催化剂上氧化生成环氧乙烷，人们普遍接受的反应机理是：银对氧吸附，在银的表面产生两种吸附状态的氧（原子氧及分子氧）。
当氧在银表面发生解离吸附时生成原子态吸附氧，原子态吸附氧与乙烯发生深度氧化生成二氧化碳和水。
乙烯催化氧化制备环氧乙烷解读课件
乙烯催化氧化制备环氧乙烷的技术现状
目前，乙烯催化氧化制备环氧乙烷的主 要技术是采用催化剂和反应器，通过控 制反应温度、压力和物料流量等参数实
现高效、低能耗的环氧乙烷生产。
催化剂是乙烯催化氧化制备环氧乙烷的 关键因素，目前主要采用贵金属催化剂 如铂、钯等，同时也有一些非贵金属催
化剂的研究和应用。
反应器是乙烯催化氧化制备环氧乙烷的 重要设备，目前主要采用固定床反应器
06
实验与操作注意事项
实验前的准备与安全须知
实验材料准备
确保乙烯、催化剂、氧 化剂等材料齐备且质量
合格。
实验设备检查
对反应釜、管道、阀门 等设备进行全面检查，
确保无泄漏或故障。
安全防护措施
佩戴实验服、化学防护 眼镜和化学防护手套， 确保实验操作区域通风
良好。
应急处理用品
准备急救箱、灭火器等 应急处理用品，并熟悉
停留时间
原料在反应器内的停留时 间影响反应深度和产物分 布。
工艺流程与设备对生产效率的影响
工艺流程设计
合理的工艺流程可以提高生产效 率和安全性。
设备材质与结构
设备的耐高温、耐腐蚀性能以及 结构合理性对生产效率和产品质量 有重要影响。
自动化水平
自动化程度越高，生产效率越高， 同时降低人工操作失误的风险。
和流化床反应器等类型。
技术发展趋势与展望
随着环保意识的提高和能源消耗的增加，乙烯催化氧化制备环氧乙烷技 术需要不断改进和优化，以实现更加高效、环保、节能的生产。
新型催化剂的研究和应用是乙烯催化氧化制备环氧乙烷技术的重要发展 方向，未来需要加强新型催化剂的研发和应用，以提高生产效率和降低
能耗。
开发新型反应器也是乙烯催化氧化制备环氧乙烷技术的重要方向，新型 反应器可以提高反应速度和产物收率，同时降低副产物的生成。
环氧乙烷的生产方法
环氧乙烷的生产方法
环氧乙烷可是个非常重要的化工原料呢！那它到底是怎么生产出来的呢？
目前，主要的生产方法是乙烯直接氧化法。
这一过程就好像一场精心编排的舞蹈，各个环节都要紧密配合。
首先，将乙烯和氧气混合，然后在催化剂的作用下进行反应。
这里可得注意啦，催化剂的选择和反应条件的控制那可是至关重要的，稍有不慎可能就会影响产品的质量和收率。
而且，反应过程中温度、压力等参数都要精确控制，就如同走钢丝一样，必须小心翼翼。
在这个生产过程中，安全性和稳定性绝对是重中之重！这可不是开玩笑的呀，就像盖房子要打好根基一样。
稍有疏忽，可能就会引发严重的后果。
所以各种安全措施必须严格执行，设备要定期维护检查，操作人员也要具备高度的专业素养和责任心。
那环氧乙烷有啥了不起的呢？它的应用场景那可多了去了！它可以用来生产乙二醇，这可是制造聚酯纤维等的重要原料呢。
它的优势也很明显呀，反应选择性高，产品纯度也高。
这就好比是一把精准的钥匙，能打开很多工业领域的大门。
比如说在某化工厂，采用这种方法生产环氧乙烷，大大提高了生产效率和产品质量，为企业带来了丰厚的利润。
这不就是活生生的例子嘛，充分展示了它的实际应用效果。
环氧乙烷的生产方法真的太重要啦！它为我们的生活和工业发展提供了不可或缺的支持，我们可不能小瞧它呀！。
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5
第七章 烴類選擇性氧化
載體的主要功能是分散活 性組分銀和防止銀微晶的 半熔和結塊，使其活性保 持穩定。常用的載體有碳 化矽、α-Al2O3和含有少 量Si02 的α-Al2O3等
在銀催化劑中加入少量的硒、碲、氯、溴 按一下此處編輯母版標題樣式 2. 催化劑 等，可抑制二氧化碳的生成，對提高銀催 化劑的選擇性有較好的效果，但催化劑活 性卻降低了。這類物質稱為抑制劑也稱為 按一下此處編輯母版文本樣式 調節劑。如加氯化物
• 按一下此處編輯母版文本樣式
– 第二級
• 第三級
氮氣做致穩氣
– 第四級 » 第五級
不用碳酸鉀溶液來脫除CO2
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第七章 烴類選擇性氧化
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EO生產工藝技術新進展
環氧乙烷回收技術 • 第三級 碳酸乙烯酯
– 第四級 » 第五級
• 按一下此處編輯母版文本樣式 氧-烴混合技術
– 第二級
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
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第七章 烴類選擇性氧化
按一下此處編輯母版標題樣式
可加入第三種氣體來改變乙烯的爆炸限， •這種氣體通常稱為致穩氣，致穩氣是惰 按一下此處編輯母版文本樣式 – 第二級 性的，能減小混合氣的爆炸限，增加體 • 第三級 系安全性；具有較高的比熱容，能有效 – 第四級 地移出部分反應熱，增加體系穩定性。 » 第五級
第七章 烴類選擇性氧化
乙烯直接氧化法生產環氧乙烷
•
二、反应 原理 按一下此處編輯母版文本樣式
按一下此處編輯母版標題樣式
– 第二級
• 第三級
一、概述 – 第四級 乙烯直接氧 » 第五級 化法生产环
氧乙烷
三、操作 条件
五．典型 设备－反 应器
四、工艺 流程
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1
無色易揮發的具有醚類香味的液體， 烴類選擇性氧化 在溫度 20～50℃，壓力為 0.2523MPa 能與水、醇、醚及其它有機溶劑以任 下先由乙烯次氯酸化生產氯乙醇，然後 意比例互溶。環氧乙烷有毒，環氧乙 氯乙醇加堿水解，環化生成環氧乙烷。 烷液體及其溶液屬於會傷害眼睛的最 危險的物質之列。是血液致癌物 。 H2C CH2 CH2OH-CH2Cl +HCl 環氧乙烷非常活潑，其環易於破壞， CH2=CH2 + HOCl 物理性質 O 發生開環加成、異構化、氧化、還原 • 按一下此處編輯母版文本樣式 和聚合反應。 此法存在著許多問題，第一消耗大量堿 1．環氧乙 – 第二級 和氯；第二排水污染嚴重；第三設備腐 烷的性質和 環 用途 蝕嚴重等 用途 氧 • 第三級 環氧乙烷的用途廣泛，但主要是用於 乙 – 第四級 製造乙二醇。它還用於製造非離子型 烷 » 第五級 表面活性劑、乙醇胺、乳化劑、溶劑、 概 氯醇法 2．環氧乙 殺菌劑、薰蒸劑等方面。 述 烷的生產方 法 直接氧化法
概述
第七章
按一下此處編輯母版標題樣式
直接法生產環氧乙烷不需要大量氯氣,產品純度高達99.99%， 沒有設備腐蝕性, 生產成本較低。但生產過程需要具有嚴格 的安全技術措施，產品收率低，必須嚴格選擇操作條件，並 2 加以嚴格控制。 東南大學化學化工學院
第七章
二、反應原理 按一下此處編輯母版標題樣式
烴類選擇性氧化
– 第二級
• 第三級
– 第四級 » 第五級
反應器的冷卻介質
“尾燒” 現象
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第七章 烴類選擇性氧化
按一下此處編輯母版標題樣式
• 按一下此處編輯母版文本樣式
– 第二級
• 第三級
– 第四級 » 第五級
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第七章 烴類選擇性氧化
空氣氧化法與氧氣氧 按一下此處編輯母版標題樣式 化法工藝流程的區別
• 按一下此處編輯母版文本樣式 工藝流程
– 第二級
工藝流程包括反應部分和環氧乙
• 第三級
– 第四級 烷回收、精製部分 » 第五級
氧氣法生產環氧乙烷的工藝流程
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第七章 烴類選擇性氧化
氧氣法生產環氧乙烷的工藝流程
按一下此處編輯母版標題樣式
– 第二級
• 第三級
– 第四級 » 第五級
•
– 第二級
催化剂组成 （4）抑制 剂
• 第三級
– 第四級（2)助催化 （1）活性 组分 » 第五級剂
（3）载体
在銀催化劑上乙 烯能選擇性地被 氧化為環氧乙烷。
在催化劑中添加少量的鈣、鋇等鹼土金屬作為 助催化劑，能分散銀微粒，防止銀微晶的熔結， 有利於提高催化劑的穩定性，延長其使用壽命。 此外也能加速環氧化速度。在鹼金屬中以KCl 為助催化劑，效果較為明顯，添加適量的KCl， 6 可提高催化劑的選擇性。 東南大學化學化工學院
• 按一下此處編輯母版文本樣式 1. 主反應與副反應 – 第二級 主反應 • 第三級 副反 應 – 第四級 2. 催化劑 » 第五級
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第七章 烴類選擇性氧化
主反應 按一下此處編輯母版標題樣式
2 H C CH + O 2 2 2CH CH 2 • 按一下此處編輯母版文本樣式 2 2 O – 第二級
N2
CH4
一下此處編輯母版文本樣式
1—環氧乙烷反應器；2—熱交換器；3—氣體混合器；4—環氧乙烷吸收塔； 5—CO2吸收塔；6—CO2吸收液再生塔； 7—解吸塔；8—再吸收塔；9—脫氣 塔；10—精餾塔；11—環氧乙烷貯槽 東南大學化學化工學院
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第七章 烴類選擇性氧化
按一下此處編輯母版標題樣式
• 按一下此處編輯母版文本樣式
第七章 烴類選擇性氧化
按一下此處編輯母版標題樣式 對於氧氣氧化法，通常操
1. 反应温度
三、操作条 件
作溫度為 220～260℃ 。
• 按一下此處編輯母版文本樣式 氧氣氧化法的操作壓力 2. 反应压力
– 第二級
空间速度 • 3. 第三級
為2MPa。
– 第四級 4. 原料配比 » 第五級
5. 原料纯度
操作範圍一般為4000～ 8000h-1 低氧高乙烯的配比
炔烴≤10ppm（體積），硫 ≤5ppm, C3=以上烯烴≤0.1%（體 積），氫、甲烷、乙烷均小於 0.5%。
6. 稀释剂
用甲烷作致穩氣
7. 抑制剂
1,2-二氯乙烷為抑制劑 7 東南大學化學化工學院
第七章 烴類選擇性氧化
按一下此處編輯母版標題樣式 乙烯環氧化制環氧乙烷
• 第三級
– 第四級 » 第五級 主反應是放熱反應，在150℃
時每生成lmol環氧乙
烷要放出 l05.39KJ 熱量。
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4
第七章
副反應 按一下此處編輯母版標題樣式
• • • • • • •
烴類選擇性氧化
CH2=CH2 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O (2) C2H4O + 5/2O2 → 2CO2 + 3H2O (3) 按一下此處編輯母版文本樣式 CH2=CH2 + O2 → 2HCHO (4) – 第二級 CH2• =CH + O → CH3CHO (5) 第三級 2 C2H4O – →CH (6) 第四級 3CHO » 第五級 在工業生產中，反應產物主要是環氧乙烷 ，二 氧化碳和水，而甲醛量遠小於 1%，乙醛量則 更少，所以(4)、(5) 、 (6)反應式可以忽略不計。 反應（2)是主要副反應，它是一個強放熱反應。