环氧乙烷化工工艺制作过程.docVIP

环氧乙烷化工工艺制作过程【摘 要】环氧乙烷在化工产业内的合成技术，是将气态氧气与乙烷在催化剂的作用下完成化合，形成环氧乙烷的过程。这种方适用于工业化工生产环氧乙烷。是典型的物质催化氧化技术的结晶。 【关键词】化学反应；环氧乙烷；反应速率 1.化学反应依据 在有机化学反应中很多实验是分成的进行的，就乙烯氧化得到环氧乙烷的实验来说，氧气的含量就决定了反映的种类，氧气的含量低或纯度低就是乙烯的不完全氧化，洋气的纯度高就是完全氧化。通常条件下由于乙烯碳原子之间的双键活性很强，所以一般对乙烯和氧气的反应进行中只是简单的氧化，氧化很彻底记得到了水和二氧化碳，不符合化学工业制取环氧乙烷的实验目的，因此控制氧化条件是一袭碳原子之间双键断裂形成环氧乙烷。在化学反应中催化剂是改变化学反应速率的一种物质，它本身不参与化学反应所以反应前后质量不变，在乙烯和氧化制取环氧乙烷的实验中，大多氧化催化剂催化效果不好，是反应不能正常进行得不到环氧乙烷，只能使乙烯和氧气消耗增加原材料浪费，在这个实验中只有惰性金属银单质才是具备良好催化的作用催化剂。 2.反应影响因素 有机化学反应是受到很多方面因素影响的，本实验针对乙烯氧化制取环氧乙烷，其影响化学反应的因素有温度、反应物浓度、反应气压等几方面。 2.1温度对化学反应速率的影响 在大多是化学反应试验中温度都是影响化学反应速率的因素之一，增加温度就会加快反应速率、使反应更加彻底。在本实验内也不例外，有机化学的化学反应中往往有很多副反应伴随，因此其产物并不单一，本试验为有机物氧化化学反应制取氧化物，因此副反应主要为乙烯与氧气反应生成二氧化碳和水，因此在这个实验中单一的升高温度是不可取的，不论是副反应还是正反应都是会随着温度增加分子运动更加剧烈的，但是由于不同的实验受到试验温度的影响不同，因此我们可以选择一个环氧乙烷生成率相对最大的温度对实验进行温度设定。当反应温度在100时，产物中几乎全部是环氧乙烷，选择性接近100%，但反应速率甚慢，转化率很小，没有现实意义。随着温度增加，反应速率加快，转化率增加，选择性下降，放出的热量也愈大，所以必须考虑移出反应热的措施。适宜的反应温度与催化剂活性有关，权衡转化率和选择性之间的关系，工业上反应温度一般控制在220～260℃。 2.2压力对化学反应速率的影响 在乙烯氧化的实验中不论正副反应都是不可逆的，因此反应可以在热力学上理解为氧化放出能量并不可逆转。应为实验的反应物是气体因此增加反应装置的压力有助于环氧乙烷的生成和收集，因此在现在工业利用乙烯氧化制取环氧乙烷大多采用加压的方法，但是由于压力过大对装置就会有损坏，因此选择合适的压力和合格的装置是很重要的。目前工业上采用的操作压力为2MPa左右。 2.3催化剂对化学反应速率的影响 空间速度的大小不仅影响转化率和选择性，也影响催化剂空时收率和单位时间的放热量，故必须全面衡量，目前工业上采用的混合气空速一般为7000h-1左右，有更高的。单程转化的控制与所用氧化剂有关，当用空气作氧化剂时，单程转化率控制在30～50%，选择性达70%左右，若用纯氧作氧化剂，转化率控制在12～15%，选择性可达83～84%。 3.化学反应物质比例及纯度 3.1反应物纯度 原料气中的杂质对氧化过程带来的不利影响主要有：一是催化剂中毒，例如，硫化物等能使银催化剂永久性中毒，乙炔能与银形成乙炔银，受热会发生爆炸性分解；二是选择性下降，例如，原料气中带有铁离子，会加速环氧乙烷异构化为乙醛的副反应，从而使选择性下降；三是反应热效应增大，四是影响爆炸极限。故原料气中上述各类有害杂质的含量必须严格控制。在原料乙烯中要求乙炔 3.2反应物比例 由于所用氧化剂不同，对进反应器混合气体的组成要求也不同。用空气作氧化剂时，空气中有大量惰性气体氮存在，乙烯的质量分数以5%左右为宜，氧的质量分数为6%左右。当以纯氧为氧化剂时为使反应不致太剧烈，仍需采用稀释剂，一般是以氮作为稀释剂，进反应器的混合气中，乙烯的质量分数20～30%，氧的质量分数7～8%。二氧化碳对环氧化反应有抑制作用，但含量适当对提高反应的选择性有好处，且可提高氧的爆炸极限（ 质量分数），故在循环气中允许含有9%以下的二氧化碳。循环气中如含有环氧乙烷对反应也有抑制作用，并会造成氧化损失，故在循环气中的环氧乙烷应尽可能除去。 4.反应进行过程 乙烯的直接氧化过程可用空气或氧气作为氧化剂。用空气进行氧化时，需要两个反应器，才能使乙烯获得最大利用率。用氧气进行氧化，则反应可一步完成，就只需要一个反应器。自高空吸入的空气，经压缩机加压，再经碱洗塔及水洗塔进行净化，除去氯、硫等杂质，防止银催化剂中毒，然后按一定流量进入混合器