丁烷氧化
丁烷氧化制顺酐
丁烷氧化制顺酐：动力学模型和副产品关于顺酐的反应器工艺学持续着它的发展。
新方法以较低的投资在一个纯粹的还原气氛下进行操作，这个环境中的氧浓度比与丁烷完全反应化学计量所需的氧浓度要低得多。
在这篇论文里，我们调查了各种不同的操作条件来确定还原环境对于顺酐选择性，副产酸生产能力和反应速度的影响。
本实验是在装载了钒磷氧催化剂的流化床和一种新颖的原料气提升管下完成的。
氧浓度、一氧化碳浓度、丁烷浓度和酸浓度都是频率在1赫兹的条件下实时测量的。
醋酸和丙烯酸是主要的副产酸，但同时也发现了反丁烯二酸、甲基丙酸烯和邻苯二甲酸。
在还原条件下，碳被吸附在催化剂表面，副产酸的含量就会增加，并且选择性和反应速度会下降。
一种氧化还原动力学模型为了说明关于实验观察和包括V5+、V4+氧化态和一种“V C4”联合体而被发展，这描绘了碳吸附。
1.前言顺酐是正丁烷在钒磷氧催化剂的作用下部分氧化合成的。
在过去的10年里，它的价格在贸易市场中下降的非常厉害，下降的原因归结于催化剂的改进、过程的创新和经济节约。
早期的技术全部是以固定床为基础，用苯而不是正丁烷作为原料。
流化床技术是在十九世纪八十年代后期被运用在商业上的，并且它有一些优点，包括出众的传热、更多的浓缩产品流和更大的规模。
在二十世纪九十年代的中期，循环流化床技术被商业化，在其中催化剂被装填在介于氧化和还原（丁烷富裕）环境之中。
这种工艺过程有很好的传热特性，但同时还具有比传统流化床更大的规模和浓缩产品流[1]。
浓缩产品流和高正丁烷进料浓度转化为减小的导管尺寸(催化剂总量)和更高的经济效应。
孟三都公司已经在规定的可燃性区域内(在空气中C4H10>1.8%体积百分数)运行了一种固定床，并且声明说在反应器的第一部分里使用40%稀释剂可以克服热点。
最近，Pantochim声明说已经通过加入纯氧而不是空气来改进了固定床的过程经济性，并且回收不凝性气体。
当氧浓度在10%的范围内，进料流可超过含丁烷体积百分数1.8%的极限并且在4%浓度附近处进行操作。
丁二酸的用途及生产工艺
丁二酸的用途及生产工艺丁二酸（Butanedioic Acid）是一种有机化合物，常用的别名有琥珀酸和丁酸。
丁二酸是一种无色结晶性固体，在水中溶解度较好。
1.化学品生产：丁二酸是一种重要的化工中间体，用于生产各种有机化合物，如丁二酸酐、丁二酸酯、聚丁二酸酯等。
丁二酸酐可用于制备染料、合成树脂和防腐剂等；丁二酸酯可用作塑料增塑剂、涂料和染料的中间体，还可用于制备润滑油、香料和胶粘剂等；聚丁二酸酯可制备高分子聚合物，如聚酯纤维和聚丁二酸丁二酯等。
2.食品和饮料：丁二酸可以用作食品和饮料的酸味剂。
它可以增加食品和饮料的酸度，提高口感和风味。
丁二酸广泛用于酸奶、果汁、饮料、糖果等食品中，同时也用作调味剂和咀嚼胶囊的成分。
3.医药领域：丁二酸具有一定的药理作用，在医药领域有不少应用。
例如，丁二酸盐可以用作利尿剂和解痉剂；丁二酸酯可以用于制备抗生素和生物碱等药物。
4.皮革工业：丁二酸可以用作皮革染料的中间体，它能够与金属离子形成螯合络合物，从而改变皮革的颜色和性质。
此外，丁二酸还可以用作皮革鞣剂，使皮革柔软、耐久。
5.纤维工业：丁二酸可以与乙二醇发生酯化反应，生成聚酯纤维。
聚酯纤维具有良好的拉伸强度和耐磨损性能，广泛用于纺织和制衣工业。
生产丁二酸的主要工艺为通过氧化丁醇或正丁烷制备。
具体的生产工艺如下：1.氧化丁醇法：将丁醇与空气或氧气在催化剂存在下进行氧化反应，生成丁醛，再经过脱水、氧化等步骤，最终生成丁二酸。
2.正丁烷氧化法：将正丁烷经过氧化反应，得到丁醛，再通过相应的反应步骤转化为丁二酸。
以上工艺主要依赖于氧化反应和相关的脱水、氧化、还原等反应过程，需要催化剂的参与。
不同的工艺选择一般基于成本、能源消耗和产量等因素考虑。
综上所述，丁二酸是一种重要的有机化合物，在化工、食品、医药、皮革和纤维等行业中具有广泛的应用。
其生产主要通过氧化丁醇或正丁烷制备，需要催化剂的参与。
正丁烷氧化法生产顺酐
克拉玛依职业技术学院毕业论文题目：正丁烷氧化法生产顺酐班级：精化0631姓名：马元彩指导老师：徐雪松完成日期：2009-05-10克拉玛依职业技术学院制二零零九年三月克拉玛依职业技术学院石油化学工程系正丁烷氧化法生产顺酐摘要主要介绍了国内外顺酐的发展趋势，分析了我国顺酐工业的生产现状及国外的差距，对我国顺酐工业的发展提出了建议。
正文简述了以正丁烷为原料，固定床，有机溶剂回收生产顺酐的工艺流程，同时介绍了工业上采用正丁烷固定床氧化法的工艺特点及流程，并与流化床工艺进行了比较，最后得出结论：采用正丁烷氧化法生产工艺有很大的优势和发展前景，不但原料丰富，而且降低了一部分的动力费用等。
［关键词］顺酐正丁烷固定床流化床氧化法AbstractMainly introduces the development trend of domestic and maleic anhydride,maleic anhydride analysis of industrial production in China and abroad,the gap between the status quo of China's maleic anhydride industrial development proposals.Outlined in the body of n-butane as the raw material,fixed bed,organic solvent recovery process of the production of maleic anhydride and at the same time introduced the use of industrial fixed bed butane oxidation is the process characteristics and processes,and fluidized bed technology and compared,and finally come to the conclusion:the use of n-butane production of Oxidation technology have great advantages and development prospects,not only rich in raw materials,and reduced costs as part of the driving force.[Key words]Maleic anhydride N-butane fixed bed fluidized bed Oxidation目录前言 (3)1.概论 (4)1.1顺酐的国内外现状及发展趋势 (4)1.2对我国顺酐发展的建议 (4)1.2.1做好苯氧化法向正丁烷氧化法转变的技术准备工作 (4)1.2.2扩大装置生产能力，提高市场竞争能力，积极参与国际竞争 (5)2.顺酐的性质、用途 (6)2.1顺酐的性质 (6)2.2顺酐的用途 (6)3.生产顺酐的方法 (7)3.1苯氧化法生产顺丁烯二酸酐 (7)3.1.1反应原理 (7)3.1.2工艺条件 (8)3.1.3工艺流程 (8)3.2丁烷氧化法生产顺丁烯二酸酐 (9)3.2.1反应原理 (9)3.2.2工艺条件 (10)3.2.3工艺流程 (11)3.3工业采用正丁烷固定床氧化生产顺酐工艺流程 (11)3.3.1工艺流程 (11)3.4.工业生产中两种方法的优缺点 (13)3.4.1原料成本 (13)3.4.2产量 (13)3.4.3催化剂 (13)4.生产顺酐的先进方法 (14)结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)前言本论文是根据《有机化工生产技术》教材和实习单位工业上生产顺酐书写而成。
正丁烷氧化制顺酐催化剂的制备及其催化性能
第31卷第3期 化学反应工程与工艺 V ol 31, No 3 2015年6月 Chemical Reaction Engineering and Technology June 2015 收稿日期: 2015-03-12; 修订日期: 2015-05-12。
作者简介: 徐俊峰（1986—），男，工程师。
E-mail:xujunfeng1986@ 。
文章编号：1001—7631 ( 2015 ) 03—0233—08正丁烷氧化制顺酐催化剂的制备及其催化性能徐俊峰，顾龙勤，曾 炜，陈 亮，赵 欣中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，上海 201208摘要：采用有机相法制备了具有优异催化性能的正丁烷氧化制顺酐钒磷氧（VPO ）催化剂。
通过X 射线衍射（XRD ）、傅里叶红外光谱（FT-IR ）、扫描电镜（SEM ）、氮气吸附脱附、X 射线光电子能谱（XPS ）、热重分析（TG ）等方法对催化剂的制备过程进行了研究，分析了催化剂在整个制备过程中物相、价态、形貌和比表面积的变化。
在固定床反应器上对正丁烷氧化制顺酐的反应条件进行研究，考察了反应温度、正丁烷浓度和反应空速等条件对催化剂性能的影响。
结果表明，催化剂前驱体的主要物相为VOHPO 4·0.5H 2O 。
经活化后的催化剂活性相包括(VO)2P 2O 7（V 4+）、VOPO 4（V 5+）和钒磷云母相（V 4+和V 5+混合相）。
催化剂呈规则的片层结构，具有较高的比表面积，可以达到24.08 m 2/g 。
催化剂在制备过程中需要经过干燥、焙烧和气氛活化，对催化剂的形成具有至关重要的作用。
最佳的反应条件：反应温度为395 ℃，正丁烷摩尔分数为1.4%~1.5%，反应空速为2 000 h -1，此时正丁烷转化率为85%~87%，顺酐收率可达到59%~60%。
关键词：顺酐钒磷氧催化剂 正丁烷 顺酐中图分类号：TQ426.6 文献标识码：A顺丁烯二酸酐（简称顺酐，也称马来酸酐，MA ）是仅次于苯酐、醋酐的第三大酸酐类产品。
正丁烷氧化法顺丁烯二酸酐生产工艺尾气的循环利用
消耗量不应超过 765 kg / d。在生产过程中通过统 计发现， 溶剂消耗异常升高时有发生， 溶剂最高 消耗量甚至超过 2 t / d， 严重影响着尾气循环工艺
第1 期
吴振阔． 正丁烷氧化法顺丁烯二酸酐生产工艺尾气的循环利用
· 53·
降低空气的流通阻力。 将丝网均匀地分层缠绕 在一个锥 形 固 定 架 上， 每层丝网网孔均拉成菱 形， 丝网整体均具有导流作用， 分离下来的液滴 在重力作用下沿菱形丝网下落、 集聚， 最后通过 分离器的锥形边缘导向塔壁并沿塔壁流到塔盘 上。在丝网除沫器中增设导流筋更有利于导流。 实现分离、 导流一体化后就不需要再设置导流 设施。
3 达到了预期的 10 000 m / h， 占反应单元工艺尾气 总量的 15% 。正丁烷回收量为 65 kg / h。 正丁烷
为 10． 101 。为保证天然气在锅炉中充分燃烧， 新 3 12 121． 2 m / h 。 鲜空气需要量应为 4． 2 正丁烷氧化为顺酐需要的氧气量 （ Q2 ） 理论上 2 分子正丁烷与 7 分子氧气反应， 生成
图3
改造前后装置的点仪、 pH 计等， 在尾气循环区域内增加可燃气体在线 监测报 警 仪。 采 取 前 期 控 制， 包括稳定反应状 态， 使尾气中正丁烷含量稳定； 中期做好尾气质 量监控； 后期预防的控制措施， 包括投用装置联 锁、 预 防 装 置 产 生 CO 等， 以保障人员及财产 安全。 3 运行效果
2． 3
改造气液分离罐底部排液口 由于鼓风机入口为微负压， 所以气液分离罐
中也是微负压。将出口改造为双 U 型结构， 使出 ， 口水平段低于罐底出口管连接部位 由高度差形 成的液柱压力略高于罐中 负 压 值 （ 改 造 情 况 如 图 4 所示） ， 使罐中积液在排出口未积满时便可自 压流出， 实现了罐中低液位的自动控制， 避免了 因巡检不及时或异常状况时罐中积液过多而被 吸入鼓风机入口， 影响到尾气循环系统的正常使
丁烷燃烧的化学方程式
丁烷燃烧的化学方程式1、氮气和氢气 n2+3h2=2nh3（高温高压催化剂）2、氮气和氧气 n2+o2=2no（放电）3、氨的催化剂水解 4nh3+5o2=4no+6h2o4、氨气和氯化氢 nh3+hcl=nh4cl5、氨气和水 nh3+h2o=nh3・h2o（对称）8、实验室制氨气 ca（oh）2 +2nh4cl=cacl2+2nh3（↑）+h2o9、一氧化氮和氧气 2no+o2=2no210、氯化铵受热分解nh4cl=nh3↑+hcl↑11、碳酸氢铵受到热分解nh4hco3===nh3↑+co2↑+h2o12、浓硝酸长久放置4hno3=4no2↑+o2↑+h2o（光照或加热）13、铜和浓硝酸：cu+4hno3=cu（no3）2+2no2↑+2h2o14、铜和稀硝酸：3cu+8hno3=3cu（no3）3+2no↑+4h2o15、锌和浓硝酸：zn+4hno3=zn（no3）2+2no2↑+2h2o16、碳和浓硝酸：c+4hno3=co2↑+4no2↑+2h2o17、淡硝酸受到热分解4hno3=4no2↑+o2↑+h2o（光照或冷却）一、氧气的性质和制法：1、镁在空气中冷却：2mg+o2 熄灭 2mgo2、铁在氧气中燃烧：3fe+2ofe3o43、红磷在空气中冷却：4p+5o2p2o54、硫粉在空气中燃烧： s+o2 点燃 so25、碳在氧气中冷却：c+oco2；2c+o2co（碳不充份冷却）6、氢气中空气中燃烧：2h2+o2h2o7、一氧化碳在氧气中冷却：2co+o2 2co28、甲烷在空气中燃烧：ch4+2oco2+2h2o9、酒精在空气中冷却：c2h5oh+3o2co2+3h2o10、加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气：2kclo3 2kcl+3o2 ↑△ 11、冷却高锰酸钾制备氧气：2kmnok2mno4+mno2+o2↑二、氢气的性质和制法：12、氢气的可燃性：2h2+o2h2o13、氢气的还原性：h2+cuocu+h2o；3h2+fe2o3 2fe+3h2o14、氢气的工业制法（水煤气）：h2h2+co15、锌与酸反应制取氢气：zn+h2so4 = znso4+h2↑；zn+2hcl = zncl2+h2↑16、镁与酸反应制备氢气：mg+h2so4 = mgso4+h2↑；mg+2hcl = mgcl2+h2↑17、铁与酸反应制取氢气：fe+h2so4 = feso4+h2↑；fe+2hcl = fecl2+h2↑18、铝与酸反应制备氢气：2al+3h2so4 = al2(so4)3+3h2↑； 2al+6hcl = 2alcl3+3h2↑三、碳的化学性质：19、碳的可燃性：c+oco2 ； 2c+o2co（碳不充份冷却）20、碳的还原性：c+2cuo 2cu+co2↑；3c+2fe2o3 4fe+3co2↑；c+co2co（放热）四、二氧化碳的性质和制法：21、二氧化碳熔化于水：co2+h2o = h2co323、二氧化碳与碳反应（吸热）：c+co2co24、大理石与稀盐酸制备二氧化碳：caco3+2hcl = cacl2+h2o+co2↑25、灭火器原理：na2co3+2hcl = 2nacl+h2o+co2↑五、一氧化碳的性质：26、一氧化碳可燃性：2co+o2 点燃 2co227、一氧化碳还原性：co+cuocu+co2；3co+fe2o3 2fe+3co2六、碳酸钙的性质：28、高温焙烧石灰石：caco3 cao+co2↑29、石灰石、大理石与稀盐酸反应：caco3+2hcl = cacl2+h2o+co2↑七、铁的性质：30、铁在氧气中燃烧：3fe+2ofe3o431、铁与酸反应：fe+h2so4 = feso4+h2↑；fe+2hcl = fecl2+h2↑32、铁和硫酸铜溶液反应：fe+cuso4 = feso4+cu八、其它的反应：cu2(oh)2co2cuo+h2o+co2↑；2h2o2h2↑+o2 ↑；2hgo 2hg+o2↑； h2co3 = h2o + co2↑；化合反应1、镁在空气中燃烧：2mg + o2 点燃 2mgo2、铁在氧气中冷却：3fe + 2o2 熄灭 fe3o43、铝在空气中燃烧：4al + 3o2 点燃 2al2o34、氢气在空气中冷却：2h2 + o2 熄灭 2h2o5、红磷在空气中燃烧：4p + 5o2 点燃 2p2o56、硫粉在空气中冷却： s + o2 熄灭 so27、碳在氧气中充分燃烧：c + o2 点燃 co28、碳在氧气中不充份冷却：2c + o2 熄灭 2co9、二氧化碳通过灼热碳层： c + co2 高温 2co10、一氧化碳在氧气中冷却：2co + o2 熄灭 2co211、二氧化碳和水反应(二氧化碳通入紫色石蕊试液)：co2 + h2o === h2co312、生石灰溶水：cao + h2o === ca(oh)213、无水硫酸铜作干燥剂：cuso4 + 5h2o ==== cuso4?5h2o14、钠在氯气中冷却：2na + cl2熄灭 2nacl分解反应15、实验室用双氧水制氧气：2h2o2 mno2 2h2o+ o2↑16、加热高锰酸钾：2kmno4 加热k2mno4 + mno2 + o2↑17、水在直流电的促进作用下水解：2h2o 通电2h2↑+ o2 ↑18、碳酸不稳定而分解：h2co3 === h2o + co2↑19、高温焙烧石灰石(二氧化碳工业制法)：caco3 高温cao + co2↑苏打(纯碱)与盐酸反应①盐酸中滴提纯碱溶液na2co3 + 2hcl = 2nacl + h2o+co2↑co32- + 2h+ = h2o + co2↑②纯碱溶液中滴加盐酸，至过量na2co3 + hcl =nahco3 + naclco32- + h+ = hco3-nahco3+hcl=nacl+h2o+co2↑hco3-+h+ = h2o +co2↑小苏打受到热分解2nahco3==【加热】na2co3 + h2o +co2 ↑水解还原成反应：1、氢气还原氧化铜：h2 + cuo 加热 cu + h2o2、木炭还原成氧化铜：c+ 2cuo 高温2cu + co2↑3、焦炭还原氧化铁：3c+ 2fe2o3 高温4fe + 3co2↑4、焦炭还原成四水解三铁：2c+ fe3o4 高温3fe + 2co2↑5、一氧化碳还原氧化铜：co+ cuo 加热 cu + co26.一氧化碳还原成氧化铁：3co+ fe2o3 高温 2fe + 3co27.一氧化碳还原四氧化三铁：4co+ fe3o4 高温3fe + 4co2水解性:2fecl3 + fe === 3fecl22fecl3 + cu === 2fecl2 + cucl2 (用作雕刻铜线路版)2fecl3 + zn === 2fecl2 + zncl2fecl3 + ag === fecl2 + agcfe2(so4)3 + 2ag === feso4 + ag2so4(较难反应)fe(no3)3 + ag 不反应 2fecl3 + h2s === 2fecl2 + 2hcl + s2fecl3 + 2i === 2fecl2 + 2cl + i2fecl2 + mg === fe + mgcl2还原性:2fecl2 + cl2 === 2fecl33na2s + 8hno3(稀) === 6nano3 + 2no + 3s + 4h2o3na2so3 + 2hno3(叶唇柱) === 3na2so4 + 2no + h2o2na2so3 + o2 === 2na2so4硫和硫的化合物1、硫和钠反应的方程式：2na+s=na2s (条件：研磨) 现象：轻微核爆2、硫和铁反应的方程式： fe+s=fes(条件加热)3、硫和浓硫酸反应的化学方程式：s+2h2so4 =so2↑ +2 h2o (条件：加热)4、硫和氢氧化钠溶液反应的化学方程式：3s+6naoh=2na2s+na2so3 + 3h2o(除硫的化学方法)5、so2与水反应的'方程式： so2 + h2o =h2so3 (可逆反应必须用对称符号)6、少量的so2与naoh溶液反应的化学方程式： so2 +2naoh=na2so3 + h2o7、过量的so2与naoh溶液反应的化学方程式：so2 + naoh=nahso38、少量的so2与回应石灰水反应的化学方程式：9、少量的so2与饱和的碳酸氢钠溶液反应的化学方程式： so2 +2nahco3= na2so3 +2co2 +h2o10、so2与na2so3溶液反应的化学方程式：so2 + na2so3 +h2o =2nahso311、so2与氢硫酸反应的化学方程式：。
常见的有机化学反应类型
三、常见的有机化学反应类型：1、取代反应：有机分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应，即原子或原子团“有进有出”。
常见取代反应:①烷烃的卤代 ②苯的卤代、硝化、磺化 ③卤代烃的水解 ④醇和钠反应⑤醇分子间脱水 ⑥酚和浓溴水反应 ⑦羧酸和醇的酯化反应 ⑧ 酯的水解反应 发生取代反应的基/官能团2、加成反应：有机分子里的不饱和碳原子跟其它原子或原子团直接结合成一种新有机物的反应，即原子或原子团“只进不出”。
目前学习到的不饱和碳原子主要存在于碳碳双键、碳碳三键、苯环、碳氧双键等基团中，发生加成反应的物质主要有烯烃、炔烃、芳香族化合物、醛等物质。
其中烯、炔常见的加成物质是氢气、卤素单质、卤化氢和水。
醛常见的加成物质是氢气，而羧酸、酯、肽键中的碳氧双键一般不能加成。
3、消去反应：有机化合物在适当条件下，从一分子中脱去一个小分子（如水、卤化氢），而生成不饱和（含双链或叁键）化合物的反应，即原子或原子团“只出不进”。
能发生消去反应的有机物有：卤代烃、醇。
发生消去的结构要求：有机物分子中与官能团（—OH ，—X ）相连碳原子的邻碳原子必须要有氢原子。
4、聚合反应加聚反应：含有碳碳双链等的不饱和有机物，以加成的方式相互结合，生成高分子化合物的反应。
发生加聚反应的有烯烃以及它们的衍生物如：丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯等。
缩聚反应：单体间的相互反应生成高分子，同时还生成小分子副产物（如H 2O 、有机物无机物/有机物 反应名称 烷,芳烃,酚X 2 卤代反应 苯的同系物HNO 3 硝化反应 苯的同系物H 2SO 4 磺化反应 醇 醇 脱水反应 醇 HX 取代反应 酸 醇 酯化反应 酯醇酯交换反应酯/卤代烃酸溶液或碱溶液水解反应二糖、多糖 H 2O水解反应蛋白质H 2O水解反应羧 酸 盐碱石灰 脱羧反应HX等）的反应。
5、氧化反应：氧化反应就是有机物分子里“加氧”或“去氢”的反应。
有机物的燃烧，烯烃、炔烃、苯的同系物的侧链、醇、醛等可被某些氧化剂所氧化。
丁烷的生态环境保护与治理
丁烷的生态环境保护与治理丁烷是一种常见的烷烃化合物，化学式为C4H10。
作为一种无色无臭的气体，它在各种工业和生活中被广泛使用，主要用途包括石油工业、化工工业、农业、医疗等。
然而，随着丁烷的大量使用和排放，对环境和人类健康产生的影响也越来越明显。
因此，生态环境保护与治理已成为必须面对的重要问题。
一、丁烷的环境污染丁烷在生产和使用过程中会产生大量的排放和废气，其中的一部分成分会对环境和健康产生不利影响。
首先，丁烷可能会对空气质量造成污染。
在石油工业、化工工业等行业中，丁烷常被用作溶剂或反应物，其产生的废气中包含丁烷、丙烷等烷烃和一些残留物。
这些物质会通过空气中的扩散，对周围的大气环境产生污染，导致空气质量下降。
其次，在丁烷产生的化学反应中，会产生一些有害物质。
例如，在丁烷和氧气的反应中，会产生一氧化碳和二氧化碳等有害气体，对环境和人类健康产生危害。
在这种情况下，必须采取一些措施来减少这些有害物质的排放，减轻对生态环境的不良影响。
二、丁烷的环境保护为了保护生态环境，减轻丁烷的环境污染，需要采取一些措施来控制其产生和排放。
首先，可以通过加强对丁烷生产和使用的管理来减少其排放。
例如，建立丁烷生产和使用的监管机制，制定相应的法律法规与标准，强化环境保护意识和责任，规范化丁烷的生产和使用过程，减少排放量。
其次，可以采用一些技术手段来减少丁烷的排放。
例如，使用高效的净化设备和处理设备，减少有害气体的生成和排放。
同时，可以采用新技术、新工艺和新材料来替代使用丁烷、降低对环境的影响。
三、丁烷的环境治理在丁烷的管理和保护措施上取得一定成效后，还需要通过环境治理来改善和恢复遭受破坏的生态环境。
首先，可以开展生态修复工作，采取合适的技术手段和生态工程来恢复受损的生态系统和生态环境。
例如，采用生态种植、生物修复、人工修复、水净化等措施来提高水质、土壤质量和空气质量，净化环境。
其次，可以加强环境监测和评估，了解环境质量和生态状况，为环境治理提供可靠的数据和科学依据。
1,4-丁二醇生产工艺及其技术进展
1,4-丁二醇生产工艺及其技术进展1. 引言- 研究背景- 文章目的2. 1,4-丁二醇的概述- 1,4-丁二醇的化学性质- 1,4-丁二醇的用途和市场需求3. 1,4-丁二醇的生产工艺- 常用的1,4-丁二醇生产工艺- 工艺流程图及各步反应条件- 生产工艺的优缺点4. 1,4-丁二醇生产技术的进展- 传统工艺的问题和改进方案- 制备新工艺的研究现状和展望- 新材料在1,4-丁二醇生产中的应用5. 结论- 1,4-丁二醇生产工艺和技术进展的发展趋势- 发展1,4-丁二醇生产的建议和展望注：本提纲未重点体现作者意见和论证，仅概括大脉络。
1. 引言在现代工业化中，化学品作为重要的产业之一，其生产工艺和技术不断在发展和创新。
其中，1,4-丁二醇被广泛用于聚酯树脂、涂料、塑料等材料的生产中，并且不断被拓展出新的应用领域。
1,4-丁二醇在工业上的生产总量逐年增加，因此对于其生产工艺和技术的研究具有重要的现实意义和科学价值。
本章节将简单介绍1,4-丁二醇的基本概念和特性，并讨论其在工业上的应用需求。
2. 1,4-丁二醇的概述1,4-丁二醇是一种有机化合物，分子式为C4H10O2，化学结构中包含两个醇基团。
由于其分子中具有醇基团，因此易溶于水和众多有机化合物中。
1,4-丁二醇在室温下为无色粘稠液体，熔点20℃，沸点234℃。
1,4-丁二醇的生产量很大，其主要用途在于生产聚酯、涂料、塑料等材料，也用于制备颜料和染料等化学制品。
此外，1,4-丁二醇还广泛用于药物、香料和化妆品等领域。
随着市场需求的不断增长，1,4-丁二醇的生产量也逐年增加。
在全球1,4-丁二醇市场，主要生产厂家包括美国的Dow Chemical，德国的BASF，日本的Mitsubishi Chemical和台湾的台塑石化。
这些厂家用不同的技术和工艺来生产1,4-丁二醇，以适应市场需求的变化。
3. 结论总之，1,4-丁二醇是一种应用广泛的有机化合物，其生产工艺和技术不断在发展和创新。
正丁烷研究报告
正丁烷研究报告1. 引言正丁烷是一种烷烃烃烷，化学式为C4H10。
它是石油和天然气中最简单的烷烃之一，也是常见的有机溶剂之一。
本研究报告旨在综合分析正丁烷的物理性质、化学性质、应用领域以及环境影响等方面的内容，以期为正丁烷在实际应用中的合理利用提供参考。
2. 物理性质正丁烷是一种无色无味的液体，具有较低的沸点和密度。
其沸点为-0.5°C，密度为0.601 g/cm^3。
正丁烷的闪点为-49°C，燃烧温度为365°C。
此外，正丁烷在室温下是易燃的，能够与氧气形成爆炸性混合物。
3. 化学性质正丁烷具有一定的化学反应活性。
它易于发生氢和卤素的取代反应，如与溴反应可生成溴代正丁烷。
此外，正丁烷还能参与氧化反应，如与氧气反应生成二氧化碳和水。
正丁烷也可以通过催化剂的作用下参与裂解反应，产生较短碳链的烷烃。
4. 应用领域由于正丁烷具有良好的溶解性和挥发性，它在许多领域都有广泛的应用。
•在化学实验室中，正丁烷作为一种常用的溶剂，常用于有机化学实验中的溶解、洗涤等操作。
•正丁烷在制药工业中用作溶剂，用于提取药物中的有效成分。
•正丁烷还用作清洁剂，可用于清洗金属表面、电子器件等。
•由于正丁烷具有较低的沸点和密度，它在气体燃料中得到广泛应用，如丁烷罐装燃气用于炉灶等家用燃气设备。
•正丁烷还被广泛应用于制冷剂和气雾剂的生产，以及食品加工中的提取和浸提等工艺。
5. 环境影响正丁烷在大气中可以被自然光照下的羟基自由基氧化，生成较为稳定的副产物。
然而，正丁烷的大量排放会对空气质量产生一定的影响，特别是在密闭空间中的长时间积聚可能会形成易燃或爆炸的混合物。
此外，正丁烷的排放对环境也存在潜在的风险。
如果不当处理或排放到水体中，正丁烷可能对水生生物和水环境造成污染和危害。
在正丁烷的使用过程中，应合理控制其使用量，采取适当的安全措施，防止对环境和人类造成不良影响。
结论正丁烷是一种重要的有机化合物，具有广泛的应用领域。
丁烷氧化制顺酐课程设计
丁烷氧化制顺酐课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解丁烷的化学性质，掌握其氧化过程，并了解顺酐的结构与性质。
2. 学生能掌握实验室中丁烷氧化制顺酐的实验原理及操作步骤。
3. 学生能解释并分析实验过程中可能出现的现象及原因。
技能目标：1. 学生能够独立进行丁烷氧化制顺酐的实验操作，并熟练掌握实验技巧。
2. 学生能够运用所学知识解决实验过程中遇到的问题，具备一定的实验问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过实验学习，培养对化学实验的热爱和兴趣，增强实践操作的自信心。
2. 学生在实验过程中，学会合作、交流与分享，培养团队精神和良好的科学态度。
3. 学生能够认识到化学在生活中的应用，关注化学与环境、资源的可持续发展，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为高中化学选修课程，结合实验操作，以提高学生的实践能力和科学素养为主要目的。
学生特点：高中学生具备一定的化学基础知识和实验技能，对实验现象具有好奇心，但可能对复杂实验操作和原理理解存在一定难度。
教学要求：教师应注重引导学生动手实践，鼓励学生思考、提问，关注学生的个别差异，提高学生的实验操作能力和问题解决能力。
同时，注重培养学生的团队合作精神和科学态度。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容以高中化学教材中有机化学部分为基础，结合以下章节和内容进行组织：1. 丁烷的结构与性质：讲解丁烷的分子结构、化学键及基本性质，为后续氧化制顺酐的反应原理打下基础。
教学内容：教材第2章第3节“烷烃的性质”。
2. 有机化学反应原理：介绍有机物氧化反应的类型、特点及规律，以丁烷氧化制顺酐为例，分析反应机理。
教学内容：教材第3章第1节“有机化学反应的基本类型”。
3. 实验操作与技巧：详细讲解丁烷氧化制顺酐的实验步骤、操作方法和安全注意事项。
教学内容：教材第4章第2节“实验操作技巧与安全”。
4. 实验现象与数据分析：分析实验过程中可能出现的现象，引导学生学会观察、记录和分析实验数据。
典型化工生产过程--氧化过程概述
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 致稳气或稀释剂。
催化剂
• 工业上使用银催化剂 • 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 • 常用-氧化铝、碳化
助催化剂
碱金属、碱土金属和稀土元素有助催化作用 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 化剂使用寿命 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，提高选择性
• 碳链不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
1、烃类选择性氧化过程的分类
②反应相态
催化自氧化 • 均相催化氧化 络合催化氧化
烯烃的液相环氧化
• 非均相催化氧化
2、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 性质和分布均匀，活性中心活性高、选择性好）
典型化工生产过程--氧化 过程概述
2021年7月11日星期日
一、氧化过程的概念
氧化反应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
• 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H2O的反应过程；
催化剂的银含量
实验5 丁烷氧化
实验六 正丁烷氧化制丁烯二酸酐1 实验目的及要求1. 学习固定床反应器的流程布置及一般控制原理，了解气固相催化反应中温度变化对反应过程的影响；2. 学习使用气相色谱分析气体含量，并学会用色谱对气体定量分析的方法，掌握气体校正因子的计算和气体真实含量的计算；3. 掌握自动化控制仪表在实验中的应用，学会不同仪表的使用和温度设置。
了解气体质量流量计的原理和使用，并掌握气体流量的测试方法；4. 了解气体六通阀的原理，了解气体自动进样分析的管路连接方式，了解色谱工作站的部分使用：5. 复习分析实验滴定操作；6.加深对反应器工作原料的理解。
2 实验原理1. 苯氧化法：国内以此方法为主，通常采用V -P-Ti-O 催化剂，在固定床或流化床反应器于380～450℃下反应。
该方法工艺路线成熟，原料易得，是国内应用比较普遍的方法，但是由于在苯的六个碳中有两个变成CO2，对原料浪费较大，在国际上开始被正丁烷氧化代替。
021422324266H COH C O H C ++−→−+2. 碳四馏分氧化法OH O H C O CHCHCHCH2324232232+−→−+---丁烷是碳四馏分中最廉价又容易获得的原料，它与空气混合氧化生产成本较低，采用V -O-P 催化剂，由于能充分利用原料，且原料的重量收率较高，近年来该法发展迅速，工业上已有替代苯氧化法的趋势。
但是，由于近年国际市场石油价格变动较大，丁烷气的价格也变化较大，使该工艺在原料材料价格上不占优势。
同时，由于丁烷气在空气中的爆炸极限只有1.8%，在用固定床进行生产时，反应放热剧烈，反应器体积和操作空速要求较高，生产的工艺要求和技术比苯直接氧化法高，现在国际上使用流化床反应器，可以使原料气浓度在丁烷的爆炸上限范围，即40%以上，但该反应器对催化剂强度和活性要求较高，在我国尚未投入生产。
3 实验流程本实验由原料气配气系统，反应器控温系统，催化反应器，产物吸收及气相色谱分析系统组成。
叔丁基醇的结构式
叔丁基醇的结构式
H
H-C-C-C-H
C
H
在结构式中，中心的碳原子通过两条边连接到其它三个碳原子和一个
氢原子。
由于这个结构，叔丁基醇是一种立体异构体。
碳原子的连接方式
使得叔丁基醇具有较高的溶解度，是一种可溶于多种有机溶剂和水的液体。
它的沸点为82.5摄氏度，密度为0.805克/毫升。
叔丁基醇可以通过多种方式合成，其中最常见的方法是通过丁烷的氧
化反应来制备。
该反应使用过氧化氢或者其他氧化剂，将丁烷氧化为叔丁
基醇。
此外，叔丁基醇也可以通过乙烯基叔丁基醚的水解反应得到。
叔丁基醇在有机化学中常被用作溶剂和还原剂。
作为溶剂，叔丁基醇
在有机合成中用于溶解和混合反应物和产物。
它的极性和溶解度使得它在
一些化学反应中表现出良好的催化作用。
作为还原剂，叔丁基醇可以被氧
化为叔丁基醛和叔丁基酮，同时还可以参与一些氧化反应，如氧气氧化或
过氧化氢氧化等。
叔丁基醇也可以被进一步转化为其他有机化合物，例如通过酸催化反
应可以将叔丁基醇转化为叔丁醚；通过酸催化脱水反应可以将叔丁基醇转
化为双叔丁基醚；通过酸性条件下的卤代反应可以将叔丁基醇转化为叔丁
基溴化物等。
这些反应都使得叔丁基醇成为有机合成中的重要中间体。
总体来说，叔丁基醇是一种重要的有机化合物，具有多种应用和反应特性。
它的结构和性质使得它在有机化学中得到广泛应用，并且对化学工业的发展有着重要意义。
丁烷氧化脱氢
丁烷氧化脱氢
丁烷氧化脱氢是一种化学反应过程，其中丁烷分子在催化剂的作用下，与氧气反应生成丁醛或丁酮。
具体来说，这个过程可以表示为：丁烷（C4H10）+氧气→丁醛（C4H8O）或丁酮（C4H8O）+水（H2O）在这个过程中，催化剂起到促进反应进行的作用。
通常，这种催化剂是一种贵金属（如Pt、Pd等）的氧化物。
此外，这个反应过程通常在高温（约300-500°C）和高压力（约1-10 bar）下进行。
丁烷氧化脱氢是一种重要的化学反应过程，它在许多工业领域中都有应用，例如制造香料、制药、涂料等。
通过优化催化剂的种类和反应条件，可以控制生成的产物是丁醛还是丁酮。
此外，通过改变反应条件或使用不同的催化剂，还可以进一步将丁醛或丁酮转化为其他有用的化学品。
丁烷理化性质
打火机内液体的主要成分是丁烷：结构简式CH3CH2CH2CH3分子式C4H10热化学方程式：C4H10+13/2O2=4CO2+5H2O(l)△H=-2878KJ/mol (25℃ 101kPa)与空气形成爆炸混合物，爆炸极限为1.9%~8.4%理化性质外观与性状：无色气体，有轻微的异味。
主要用途：用于有机合成和乙烯制造，仪器校正，也用作燃料等。
熔点：-138．4沸点：-0．5相对密度(水=1)：0．58相对密度(空气=1):2．05饱和蒸汽压(kPa)：106．39／O℃溶解性：易溶于水、醇、氯仿。
临界温度(℃)：151．9临界压力(MPa)：3．79燃烧热(kj/mol)：2653燃烧爆炸危险性避免接触的条件：燃烧性：易燃，最小引燃能量(mj)：0．25建规火险分级：甲闪点(℃)：-60自燃温度(℃)：287爆炸下限(V%)：1．5爆炸上限(V%)：8．5危险特性：与空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。
其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源引着回燃。
若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
燃烧(分解)产物：一氧化碳、二氧化碳。
稳定性：稳定禁忌物：强氧化剂、卤素。
聚合危害：不能出现灭火方法：切断气源。
若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。
喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。
雾状水、泡沫、二氧化碳。
普通的一元打火机内的液体体积大约是5毫升，通常情况下，液体变成气体，体积要扩大1000倍左右（并非绝对，因各种打火机的压强不同而有所不同），所以打火机内的液体释放之后体积大约是5000毫升左右，核算为12.975g，0.22324摩尔，完全燃烧后放热592.269KJ。
应该就是这些了还有别的需要再告诉我……。
装置工艺(顺酐)危险性分析(一)
装置工艺（顺酐）危险性分析(一)一、概述某顺酐装置采用正丁烷直接氧化工艺，生产过程比较复杂，原辅材料和产品具有易燃易爆、有毒有害危险性，使用的设备、管道很多，必须对其工艺危险性进行深入分析。
二、工艺流程说明顺酐装置采用催化剂，用空气与正丁烷进行部分氧化生成顺酐，主要化学反应式如下：主要副反应是丁烷燃烧反应，生成一氧化碳、二氧化碳和水，即：当正丁烷通过反应器时，80％以上的正丁烷参加反应，顺酐的初期收率为90％（w/w）以上（进口催化剂），其余部分转化为CO、CO2和H2O。
正丁烷原料中的杂质主要是异丁烷，几乎100％的异丁烷和其他烃类都按照副反应方程式（2）转化为CO、CO2和H2O。
各组分的比例随反应条件而变化。
顺酐生产中所有化学反应都是放热反应。
除CO、CO2和H2O外，在反应器中还生成少量乙酸、丙烯酸等物质，在回收过程中还生成包括富马酸在内的基他副产品。
三、工艺危险特性1.丁烷罐区工艺危险性混合丁烷经管线输送至2台1000m3球罐贮存。
混合丁烷经气分系统分离后的异丁烷送至1台1000m3球罐贮存。
液化丁烷，常压下为气态，与空气混合能形成爆炸性混合气体，一旦遇有明火、高热或静电火花就有爆炸、燃烧的危险。
丁烷储罐区具有重大危险性，一旦设备、管线、阀门等发生泄漏，如果没有及时堵漏，则事故造成的破坏是很大的。
液化丁烷气具有以下危险特性：（1）火灾液化丁烷气在常温常压下由液态极易挥发为气态，体积能迅速扩大几万倍，并迅速扩散及蔓延。
由于它的比重是空气的2倍，就是在平地上，也能沿地面迅速扩散至远处，若遇到坑、沟、下水道等低洼处、就会积聚在那里，一时不易被风吹散，万一遇有明火，会回燃，将渗漏和集聚的液化丁烷气引燃，导致火灾。
（2）爆炸液化丁烷气，其爆炸极限范围较宽，只要达到1.5％～8.5％的浓度，一遇明火就会爆炸。
（3）中毒液化丁烷气虽于低毒类，但长期接触低浓度者，可出现头痛、头晕、睡眠不佳、易疲劳、情绪不稳、植物神经功能障碍；接触高浓度者，有麻醉状态或意识丧失；入过量的丁烷气，就会晕迷、呕吐或有不愉快的感觉，严重时因缺氧窒息死亡。
顺酐的生产工艺
我国顺酐的生产工艺顺酐的生产工艺目前,工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种;其中苯氧化法应用最为广泛,但由于苯资源有限,C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生,尤其是富产天然气和油田伴生气的国家,拥有大量的正丁烷资源,因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速,已经在顺酐生产中占主导地位,其生产能力约占世界顺酐总生产能力的80%;2.1.1 苯氧化法…图苯氧化法生产顺酐的工艺流程图C4烯烃法…2.1.3 苯酐副产法…2.1.4 正丁烷氧化法…图正丁烷法生产工艺流程图正丁烷在V2O5-P2O3系催化剂上选择氧化生成顺酐,其氧化反应器有固定床和流化床两大类,顺酐回收工艺有水吸收法和溶剂吸收法;固定床工艺丁烷法固定床工艺主要由亨斯迈公司1993年Monsanto将顺酐业务转让给Huntsman 公司、BP、SD、康斯尔Conser公司拥有,与苯氧化法基本相似,但正丁烷氧化转化率和选择性均比苯低,其顺酐的摩尔收率按正丁烷计仅为50～55%,而原料气体中苯和正丁烷的摩尔浓度基本相同;因此对于同样规模的生产装置,正丁烷法需要较大的反应器和压缩机反应温度400～450℃,压力为125～130MPa;为了降低正丁烷的单耗,比利时的Pantochi公司采用尾气循环工艺．吸收塔顶出来的尾气约50％经处理后与新鲜空气一并进入反应器;该工艺可使正丁烷的单耗下降约10％;2.1.4.2 流化床工艺…图正丁烷氧化生产顺酐的流化床工艺流程图水吸收法在采用丁烷法生产顺酐的初期,主要是一些苯法装置通过更换催化剂实现,就是新建的装置工艺也与苯法基本一致,均为水吸收法回收;水吸收法是将未冷凝的含50wt%的顺酐气体在吸收塔中用水吸收成43%左右的马来酸,然后将马来酸溶液送至脱水精馏塔,通过二甲苯的恒沸脱水及减压精馏生产出顺酐产品;整个后处理为间歇操作;水吸收工艺国产化技术已比较成熟,操作简便,占地较少,投资节省,对于规模2万吨的装置具有投资的优势;2.1.4.4 溶剂吸收法…顺酐生产工艺的比较与选择目前,工业上顺酐的生产工艺路线按原料可分为苯氧化法、正丁烷法氧化法、C4烯烃法和苯酐副产法4种;以前,苯氧化法应用最为广泛,但由于苯资源有限,C4烯烃和正丁烷为原料生产顺酐的技术应运而生,尤其是富产天然气和油田伴生气的国家,拥有大量的正丁烷资源,因此近年来正丁烷氧化法生产顺酐的技术发展迅速,已经在顺酐生产中占主导地位;C4烯烃氧化法因副产物较多已被淘汰,而苯酐副产法顺酐产量有限;苯氧化法及正丁烷法是目前各国顺酐生产普遍采用的工艺;我国主要采用苯氧化法,经过多年的开发应用,工艺比较成熟,同时具有工艺简单、操作容易、投资省、收率高等特点;顺酐产品成本50%以上是原料费用,已工业化的顺酐生产技术都是以控制最大收率来确定工艺条件;与传统苯法相比,正丁烷氧化法具有原料价廉、污染小等优点,美国的顺酐装置就是利用原工艺装置改用催化剂和进料后,迅速实现了苯原料向正丁烷原料的转化;正丁烷法每吨顺酐产品消耗～吨正丁烷,而苯法每吨顺酐产品消耗～吨苯;而且正丁烷法生产顺酐理论产量为1：,苯法为1：,因此正丁烷的顺酐理论产量比苯法高许多;随着技术的不断发展,正丁烷作原料其单耗将比苯法低得多,正丁烷不仅消耗少,而且与苯法相比,其毒性也小,同时正丁烷法生产顺酐对环境污染小,随着全球环保压力越来越大,正丁烷法在满足环保要求以及发展前景方面比苯法更具有生命力;正因为如此,近十几年国外新建顺酐生产能力约80%采用正丁烷路线,而且还有不断增加的趋势;由正丁烷氧化制顺酐,自1974年美国孟山都等公司实现工业化以来得到迅速的发展,丁烷来自炼厂气、裂解气或油田伴生气等;目前国外以正丁烷为原料生产顺酐的比较典型和先进的工艺技术路线有：美国Lummus公司和意大利Alusuisle公司联合开发的正丁烷流化床溶剂吸收工艺,即ALMA工艺；英国BP公司开发的正丁烷流化床水吸收工艺,即BP工艺；美国SD公司开发的正丁烷固定床水吸收工艺,即SD工艺；意大利SISAS化学公司采用的正丁烷固定床溶剂吸收工艺,即Conser-pantochim工艺;为了更方便比较四种典型合成工艺的特点,将四种正丁烷合成顺酐工艺的比较列入表;表四种典型正丁烷法合成顺酐工艺技术比较…顺酐生产技术进展及发展方向目前顺酐生产尚无新的工艺路线出现,生产技术进展主要是提高催化剂性能和改进现有装置工艺两个方面;2.3.1 国外2.3.1.1 催化剂…2.3.1.2 反应器及工艺…2.3.2 国内我国从20世纪50年代开始生产顺酐,均为自行开发的千吨级小规模装置;80年代先后引进苯氧化固定床工艺和正丁烷流化床溶剂吸收工艺;经过引进技术消化吸收和自主研发,1996年我国自行开发设计的6000吨/年苯固定床法顺酐装置在山东淄博齐峰化工厂投产,1999年天津中和化工厂自行建造苯固定床法1万吨/年顺酐装置建成;在正丁烷氧化法固定床生产顺酐催化剂的研制方面,北京化工研究院和天津大学也开展了一些工作,并取得了一定的进展;2.3.2.1 催化剂…2.3.2.2 反应器及工艺…内容摘自六鉴网发布顺酐技术与市场调研报告;。
催化氧化(烃类选择性氧化)
化；使反应物氧化而金属离子或配位体被还原；还原态的催化剂再被分子氧氧化成初始状态。
完成催化剂的循环过程。
烯烃的液相氧化 PdCl2 + CuCl2 + HCl + H2O
C2H4 + PdCl2 + H2O
CH3CHO + Pd + 2HCl k1
Pd + HCl + 1/2 O2
PdCl2 + H2O k2
R +.H2O.
2R.OOH
.ROO + RO +H2O
RO.O . R'O + R'CHO (或酮)
.
R'O(或RO） + RH
R'OH(或ROH） + R
(5) E=167kJ/mol (6) (7)
(8) (9) (10)
分支反应生成不同碳原子数的醇和醛，进一步氧化为酮和酸，反应产物复杂。
2、催化剂体系 催化剂：Co、Mn 等过渡金属离子的醋酸盐和环烷酸盐；助催化剂
k1>>k2
Pd难以快速转化为Pd2+ ,满足反应进行,CuCl2 , FeCl2的存在促进Pd PdCl2
2CuCl2 + Pd
PdCl2 + 2CuCl
CuCl极易在酸性介质中氧化为CuCl2
k3 k3极快
2CuCl + 2HCl +1/2 O2
2CuCl2 + H2O
Wacker法:
PdCl2-CuCl2-HCl
叔 C-H〈仲 C-H〈伯 C-H 链传递过程开始前，应有足够的自由基浓度，即自由基需一定的积累时间(诱导期)。
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化工专业实验报告实验名称：正丁烷氧化制顺丁烯二酸酐实验人员：熊传烨同组人：徐志良、伟昌鹏实验地点：天大化工技术实验中心 630 室实验时间：2015年3月25日班级/学号： 12级化工三班 23 组 3006207084号指导教师：实验成绩：一、实验目的及要求1、学习固定床反应器的流程布置及一般控制原理，了解气固相催化反应中温度和气体空速（单位时间单位催化剂通过原料气的量）变化对反应过程的影响。
2、学习使用气相色谱分析气体含量，并学会用色谱对气体定性和定量分析的方法，掌握气体校正因子的计算和气体真实含量的计算。
3.掌握自动化控制仪表在实验中的应用，学会不同仪表的使用和温度设置。
了解气体质量流量计的原理和使用，并掌握气体流量的测试方法。
4.了解气体六通阀的原理，了解气体自动进样分析的管路连接方式，了解色谱工作站的部分使用。
二、实验原理1、苯氧化法：通常采用V－P－Tｉ－O催化剂，在固定床或流化床反应器于380～450℃下反应。
该方法工艺路线成熟，原料易得，是国内应用比较普遍的方法，但是由于在苯的六个碳中有两个变成CO2，对原料浪费较大，在国际上开始被正丁烷氧化代替。
C6H6 + 4.5O2→C4H2O3 +CO2 +H2O2、碳四馏分氧化法CH3-CH2-CH2-CH3 +2O2→C4H2O3 +H2O丁烷是碳四馏分中最廉价又容易获得的原料，它与空气混合氧化生产成本较低，采用V－O－P催化剂，由于能充分利用原料，且原料的重量收率较高，近年来该法发展迅速，工业上已有替代苯氧化法的趋势，本实验采用此方法。
但是，由于近年国际市场石油价格变动较大，丁烷气的价格也变化较大，使该工艺在原料材料价格上不占优势。
同时，由于丁烷气在空气中的爆炸极限只有1.8%，在用固定床进行生产时，反应放热剧烈，反应器体积和操作空速要求较高，生产的工艺要求和技术比苯直接氧化法高，现在国际上使用流化床反应器，可以使原料气浓度在丁烷的爆炸上限范围，即40%以上，但该反应器对催化剂强度和活性要求较高，在我国尚未投入生产。
三、实验流程及仪器设备本实验由原料气配气系统，反应器控温系统，催化反应器，产物吸收及气相色谱分析系统组成。
具体介绍如下：1、原料气配气系统由液化丁烷气罐、空气压缩机、空气储罐、丁烷气体及空气质量流量计、原料气混合罐组成。
空气首先由压缩机压缩到空气储气罐里，然后经过减压阀到空气流量计，流量计的读数由显示仪控制，一般为1000ml/min左右，注意流量计的读数是指气体在标准状态下的体积，不是实际测定状态下的体积或质量流量，流量计的读数和气体温度、压力没有太大关系。
可以换算摩尔或质量。
丁烷经过减压阀也到质量流量计，并根据实验的条件，一般控制和空气的体积比为1.6%以下，以免发生爆炸危险。
丁烷气体质量流量计的读数需乘以0.29，才是丁烷的标准体积。
和空气分别进入红色混合罐的上部，并在罐内进行混合，当混合气体的压力达到0.2Mpa时，才能开始实验。
配好的反应原料气从罐的下部出来，分别进入到稳压阀、压力表和气体六通阀，然后进入每个反应器的转子流量计，可以根据实验要求调节进入反应器的流量。
2、反应器控温系统反应器采用三段加热系统控制，每段加热功率1000W，分别控制反应器上段、中段和下段。
反应器上段加热主要起对原料气进行预热，由位式仪表控制，该仪表使用时需设定高限和低限温度，控温精度较差，电流一般不大于1.5A。
反应器中段温度采用人工智能仪表控制，只需要设定一个温度，使用方便，控制精度高，被用来控制床层中段的催化剂温度，加热电流不大于1.5A。
下段加热和上段加热一样，使用位式仪表控制，主要是防止产物顺丁烯二酸酐在出口和反应器底部凝结堵塞。
3、反应器反应器由不锈钢制造，内径20mm，长度为500mm。
反应器底部装有支撑作用的瓷环，然后在中部装填催化剂，装填量20毫升（堆体积），催化剂上部再装入瓷环，用于对原料气加热。
反应管插入三个加热炉，分别给反应管的上、中、下三台仪表控制，为了达到最好的恒温区，三块仪表的温度通常设置相同，一般和反应所需要的温度一样。
为了准确测定催化剂的温度，在开始装填催化剂的时候，首先在反应器中心插入一根一端封死的φ3mm金属管。
准确测量催化剂在反应器内的起始高度，然后慢慢震荡加入用量筒准确测量体积的催化剂，并用天平称量重量。
在催化剂加入完毕后，再测量出催化剂在反应器内的高度。
金属管内可以插入热电偶，用于测量催化剂床层的中心温度，当热电偶在床层上下移动时，可以测定催化剂床层的轴向温度分布，并确定床层的热点温度和位置。
4、产物吸收丁烷气通过催化剂床层时被空气氧化，部分变成产物顺丁烯二酸，还有少量的变成CO和CO2，产物和没有反应的气体一起从反应器下部流出，进入到水吸收瓶，吸收瓶加入少量蒸馏水，产物中的顺丁烯二酸酐被水吸收，变成顺丁烯二酸，没有反应的气体经过六通阀，可以分析丁烷含量，然后经过湿式气体流量计，记录尾气总体积后排入大气中。
5、色谱在线分析混合好的原料气和反应完毕的气体，均分别通过不同的六通阀进入气相色谱进行分析，色谱柱为邻苯二甲酸二壬酯，使用95℃，检测室100℃温度，柱前压0.05Mpa，色谱出峰的顺序为空气（0.2min），水（0.4min），丁烷（1.4～1.7min），由于水对结果没有太大的影响，且尾气里的水多数是由于吸收饱和，含量不高，故为了方便数据处理，一般把空气和水峰放在一起。
丁烷的含量采用归一法处理，因为原料气用质量流量计配制，可以作为标准气体来分析，用原料分析进样，可以得到原料气在色谱的分析结果，由此计算出丁烷相对空气的校正因子，然后，将几次分析得到的校正因子平均。
将用尾气分析阀进样得到数值用校正因子计算，可得到尾气里丁烷的真实含量。
四、实验流程图五、操作步骤1. 调节转子流量计，使流量在0.2L/min。
取下尾气吸收瓶，将其洗净，并换上蒸馏水（约2/3处），并记下湿式流量计的读数。
2. 打开主电源，然后在分别打开上、中、下三段加热电源，再打开显示仪表电源。
按仪表使用说明，调节三段的加热温度为380℃、400℃、420℃，保持每段的加热电流不得超过1.5A。
3. 反应器中段状填催化剂，使用程序仪表控制。
按“设定”键，设定灯开始闪亮，此时可通过上下光标键调节温度值到需要的数值，然后再按设定键即可完成。
4. 当反应器每段温度都达到设定值后，再稳定15分钟，然后开始正式实验。
将吸收瓶清洗干净，然后加入适量的水，使出气管能在水中鼓泡即可。
记录尾气流量计的读数，记录开始实验的时间，以吸收瓶开始换上的时间为准。
5. 每个温度条件下实验持续30分钟，在30分钟内应分析原料和尾气含量两次，并记录反应温度和床层中心轴向温度分布和热点温度。
实验结束时换下吸收瓶，记录尾气流量计的读数，前后的差值即30分钟内渡过反应器的尾气（原料）气体体积。
吸收瓶内的酸溶液用稀碱滴定。
6. 改变反应器各段的温度为380℃和380℃，当温度稳定时，再重复上述步骤，再做两组实验,完成后再改变各段温度为400℃，完成相同的步骤。
7. 色谱分析采用六通阀进样，一般阀应顺时针放置在进样位置，在点击工作站到出现“确定”键的界面后，点击开始，再向逆时针方向转动阀，使分析样品进入六通阀的定量管，20秒以后再点击工作站的“确定”键的同时将阀转到进样位置。
五、原始数据记录表表-1 反应过程温度记录表表-2 反应过程湿式流量计记录表表-3 色谱分析结果记录六、实验结果一览表表-4 校正因子一览表表-5 尾气丁烷浓度CA表表-6 正丁烷转化率、顺酐收率、选择性数据表七、实验数据处理(举例计算)（以380℃中的原料气1及尾气1为例）1.原料气丁烷浓度计算：校正后丁烷质量流量计读数校正后空气质量流量计读数校正后丁烷质量流量计读数其中：校正后丁烷质量流量计读数丁烷质量流量计读数2、丁烷相对空气校正因子计算原料气丁烷浓度色谱分析原料丁烷气面积色谱分析空气面积色谱分析原料丁烷气面积可得：原料气丁烷浓度色谱分析空气面积色谱分析原料丁烷气面积色谱分析原料丁烷气面积原料丁烷气浓度色谱分析空气面积色谱分析原料丁烷气面积（）代入数据可得：（）3、尾气丁烷浓度C A计算色谱分析尾气丁烷气面积色谱分析空气面积色谱分析尾气丁烷气面积代入数据：4、正丁烷转化率计算原料混合气丁烷量尾气丁烷量原料混合气丁烷量即：5、顺酐收率计算碱用量（）碱浓度（）顺酐尾气取样总体积（）原料气丁烷浓度丁烷即：6、顺酐选择性计算7、实验结果分析：由数据分析可知，正丁烷转化率随反应温度升高而增大，本反应是可逆放热反应，故反应温度应该尽量靠近处在最佳反应温度的一侧，这样既可以保证实验快速高效地完成，如果反应温度离最佳反应温度较远，则反应速率很慢，顺酐收率随反应温度升高增大，顺酐选择性同样随反应温度减小。
说明当反应温度升高时，副反应加剧是引起选择性降低的主要原因。
转化率收率选择性随温度如下图。
图-1转化率、收率、选择性随温度变化图八、思考题1.为什么在用质量流量计准确配置原料气浓度后，仍然用色谱分析原料浓度？答：原料气采用质量流量计配置，可以作为标准气体来分析，用原料气分析进样，则可以得到原料气在色谱的分析结果，由此可以反算出丁烷相对空气的校正因子。
将几次分析得到的校正因子平均，将用尾气分析阀进样得到数值用校正因子计算，可得到尾气里丁烷的真实含量。
2.如何利用质量流量计读数计算气体的摩尔浓度？答：气体浓度读数校正后目标气体质量流量计读数校正后其他气体质量流量计读数校正后目标气体质量流量计本实验中，校正后丁烷质量流量计读数为丁烷质量流量计读数乘以0.29后的值，而校正后的空气质量流量计读数等于空气质量流量计读数。
3.如何计算气体的校正因子？如何计算气体的准确浓度？答：利用流量计定量进样配置标准气体，而后根据气相色谱峰面积，利用下面公式列出方程组，即可以得到气体中各组成的相对校正因子。
已知利用此公式正向运算，就可以求出气体的准确浓度。
4.怎样选择反应温度？反应温度对实验结果有什么影响？答：本反应是可逆放热反应，故反应温度应该尽量靠近处在最佳反应温度的一侧，这样既可以保证实验快速高效地完成，如果反应温度离最佳反应温度较远，则反应速率很慢，改变反应温度，达到稳态需要较长的时间，不利于实验的操作。
在本次实验中，反应温度越高，反应转化率越高。
5.如何测定反应温度？如何确定反应器热点温度？有什么意义？答：温度即床层温度，在开始装填催化剂时，首先在反应器中心插入一根一端金属管，金属管内可以插入热电偶，用语测量催化剂床层的中心温度，当热电偶在床层上下移动时，还可以测定催化剂床层的轴向温度分布，并确定床层的热点温度和位置。
确定反应热点温度，有助于判断反应是否正常进行。
6.利用尾气流量计计算收率和选择性有什么误差？如何修正？答：实验中测量的数据是在非标准状态下的，而流量计的刻度是以标准状况下的气体标定的。