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乙烯环氧化制环氧乙烷之银催化剂研究进展

烯烃环氧化催化技术进展

烯烃环氧化催化技术进展 200910801323 曾齐涛（昆明理工大学，云南昆明650500）摘要：烯烃环氧化合物是一类用途很广的有机化工原料和中间体，应用于诸多领域，因而烯烃环氧化催化技术作为核心部分受到广泛关注，随着人们环保意识的提高，社会对烯烃环氧化新技术的要求也越来越高，本文将对烯烃环氧化催化剂种类、催化反应种类、制环氧化合物反应原理及其催化技术研发进展等方面进行介绍。关键词：烯烃；环氧化；催化；环氧化合物引言：环氧化合物（如环氧丙烷、环氧氯丙烷、环氧苯乙烷等）是有机合成的重要中间体和化工原料，广泛应用于石油化工、精细化工、有机合成、高分子合成材料、制药香料及电子工业等领域，在社会发展过程中的作用日趋重要，所以研究烯烃的环氧化反应及催化技术具有具有重要的理论和实践意义。通过环氧化物的选择性开环和官能团转化等反应，可以合成许多有价值的化合物和天然产物，特别是具有光学活性的环氧化物在天然产物和药物合成中占有重要地位。除了较早的氯醇法环氧化烯烃和部分过氧酸法环氧化烯烃外，绝大部分的烯烃环氧化反应都是需要催化剂的，所以催化剂的研究对于烯烃环氧化反应至关重要。对于不同的烯烃环氧化反应，所选用的催化剂种类也不一样。通过多年以来众多学者的研究与探索，烯烃环氧化催化技术取得了较大进展。所以本文将从烯烃环氧化催化剂种类、催化反应种类、制环氧化合物反应原理及其催化技术等方面展开论述，并深入介绍一下烯烃环氧化催化技术的研究现状和进展。 1 烯烃环氧化反应烯烃的环氧化反应氧源有许多种，如过酸、过氧化物、次氯酸钠等都可在或不在催化剂的作用下把碳碳双键环氧化。或者是氧气在催化剂作用下或在共氧化物存在下可环氧化碳碳双键。 1.1 氧气为氧源的环氧化反应单一环氧化反应，O2用N—羟基苯邻二甲酰亚胺(C6H4(CO)2NH)、吡啶和Mn( Ⅲ)的四苯基卟啉氯化物活化后可环氧化苯乙烯、环己烯和1 ，2—二苯乙烯。加入相当于催化剂用量的氮氧化物(NO2,NO+,NO 等)后,有位阻的烯烃能被分子氧有效地转化为环氧化物。实验证实氮氧化物的一个氧原子平面转移到烯烃阳离子自由基上而形成环氧化物。

苯乙烯生产工艺(完整资料).doc

此文档下载后即可编辑课题：乙苯脱氢生产苯乙烯第二节乙苯脱氢生产苯乙烯一、概述１.苯乙烯的性质和用途苯乙烯的化学结构式如下：苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃，凝固点－30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 CH=CH 2 CH=CH 2

2．生产方法工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。二、反应原理 1.主、副反应主反应：＋H 2 △H Φ 298=117.6KJ/mol 在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应：＋＋CH 4 +C 2H 4 +H 2 +C 2H 6 在水蒸气存在下，还可发生水蒸气的转化反应 +2H +2CO 2+3H 2 CH 2—CH 3 2 CH 2— CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3

乙烯氧化制环氧乙烷论文

乙烯制环氧乙烷催化剂的使用

乙烯制环氧乙烷催化剂的使用指南乙烯制环氧化生产环氧乙烷采用负载银催化剂。主催化剂为银（Ag),载体为耐热Al2O3（刚玉）小球，SiC（金刚砂）等，助催化剂为Ba.,Al,Ca,Ce,Au或Pt等。乙烯环氧化反应采用气—固相反应，反应温度一般在220~2800C之间，该反应为放热反应：（催化剂与催化剂作用196~198）一．催化剂的选择虽然大多数金属和金属氧化物催化剂都能使乙烯发生环氧化反应，但是生成环氧乙烷的选择性很差，氧化结果主要生成二氧化碳和水。只有银催化剂例外，在银催化剂上乙烯能选择性地氧化生成环氧乙烷。乙烯氧化生成环氧乙烷，工业上用的银催化剂是由活性组分银、载体和助催化剂

所组成的。如右图所示，在100℃～300℃的反应温度范围内，在银表面上氧的吸附状态，既有物理吸附，又有化学吸附；不仅有氧原子吸附，而且有氧分子吸附。通过大量研究表明，O Ag 2是银的氧化物中最稳定的，其生成焙只有O Cu 2生成焙的六分之一左右，在大气中300℃左右才能分解 AgO 是由+Ag 和+2Ag 组成的，比CuO 稳定，因此活性组分银比铜好。通过研究还发现，在Cu 和Pt 上，吸附的分子态的氧不能生成环氧乙烷，这表明Cu 和Pt 不能作为乙烯环氧化生成环氧乙烷的催化剂。同时还发现，吸附在金属表面的环氧乙烷分子的稳定性顺序如下：Ag>>Au>Pd 、Cu 、Ni 。有研究表明，生成环氧化台物的关键在于构成环状键的能量大小．只有当能量障壁最低时，同时吸附态的氧原子或氧分子又有较强的吸电子性时，才有可能形成环状化合物。由于活性组分银的表面具有以上特性，故能使乙烯和氧在银催化剂表面上发生环氧化反应生成环氧乙烷。这就是活性组分银具有的独特的催化作用，是其它金属无法比拟的一般金属不能作氧化反应的催化剂，因为它们在反应条件下很快被氧化，一直进行到体相内部，只有“贵金属”（Pd,Pt,Ag 等)在相应温度下能抗拒氧化，可作氧化反应的催化剂。（工业催化技术168~170）过渡金属作为固体催化剂通常是以金属晶体形式存在的，金属晶体中原子以不同的排列方式密堆积，形成多种晶体结构，金属晶体表面裸露着的原子可为化学吸附的分子提供很多吸附中心，吸附的分子可以同时和1、2、3或4个金属原子形成吸附键，如果包括第二层原子参与吸附的可能性，那么金属催化剂可提供的吸附成键格局就更多了。所有这些吸附中心相互靠近，有利于吸附物种相互作用而进行反应（工业催化技术168~170）。二 .制造方法将一氧化铝载体用碱性物质进行碱处理，碱处理包括溶液或气体两种方式，碱性物质用量以载体重量百分比计为0．01％～500％，处理温度30℃ ～800℃，处理时间1～30小时，碱处理后的载体用水洗涤至流出液为中性，干燥，制成银催化剂载体，在该载体上负载银和选自硫、铼、钼、钨、镍、碱金属或碱土金属中至少一种的助剂，银的负载量以银计为催化剂重量的5％～40％，助剂以元素

苯乙烯流程图

课题：乙苯脱氢生产苯乙烯授课内容： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程知识目标： ●了解苯乙烯物理及化学性质、生产方法及用途 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯反应原理 ●掌握乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程能力目标： ●分析和判断影响反应过程的主要因素 ●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习： ●乙苯脱氢生产苯乙烯反应中有哪些副反应？ ●影响乙苯脱氢生产苯乙烯反应过程的主要因素有哪些？ ●绘出乙苯脱氢生产苯乙烯工艺流程图授课班级：

授课时间：年月日第二节乙苯脱氢生产苯乙烯一、概述１.苯乙烯的性质和用途苯乙烯的化学结构式如下：苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃，凝固点－30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 2．生产方法工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。二、反应原理 1.主、副反应 CH=CH 2 CH=CH 2

丙烯酸废水湿式氧化催化剂的研究

[收稿日期]2005-04-07;[修改稿日期]2005-04-26。[作者简介]袁霞光(1972-),男,湖南省岳阳县人,大学,工程师,电话010-********,电邮yxg@si nopec https://www.wendangku.net/doc/b218909269.html, 。 [基金项目]北京化工研究院基金项目(HZ7-01-4)。丙烯酸废水湿式氧化催化剂的研究袁霞光1 ,冷冰2 ,余启炎 2 (中国石油化工股份有限公司1.科技开发部,北京100029;2.北京化工研究院,北京100013) [摘要]通过对载体制备条件的研究,研制出具有良好稳定性的T i O 2-Z r O 2复合载体;采用该载体制备催化剂,考察该催化剂对丙烯酸废水湿式氧化反应的处理效果。实验结果表明,采用T i O 2-Z r O 2复合载体负载Pt 的质量分数为0.5%的催化剂,在反应温度270 、反应压力7.0M Pa 、液态空速1.0h -1、气液体积比150的条件下,对化学需氧量(COD )(重铬酸钾法)高达32g /L 的强酸性丙烯酸废水进行处理,处理后废水的COD 接近100m g /L 左右,废水可直接排放。 [关键词]丙烯酸废水;化学需氧量;湿式氧化;催化剂 [文章编号]1000-8144(2005)07-0684-04 [中图分类号]TQ 426.8 [文献标识码]A 丙烯酸及其酯类产品作为丙烯的重要工业衍生物近年来得到迅速发展 [1] ,其工业生产方法由最早的氰乙醇法,经R eppe 法、烯酮法、丙烯腈水解法发展到丙烯氧化法[2] 。丙烯氧化法制丙烯酸过程中,有大量废水产生。废水中含有醋酸、甲基丙烯酸、丙烯酸、甲醛、乙醛等有机物,其化学需氧量(COD )(重铬酸钾法)高达30~35g /L,呈强酸性,处理较为困难。丙烯酸废水的工业化处理方法主要有3种:活性污泥法、焚烧法和湿式氧化法[3] 。从20世纪70年代以来,湿式氧化催化剂的研究进展使湿式氧化法成为具有一定竞争力的新技术 [4,5]。对COD 为10~100g /L 的有机废水,其热值为138~1380J/g ,最适于用湿式氧化法处理。湿式氧化法的运行费用低,约为焚烧法运行费用的1/3。据报道,日本触媒化学公司采用湿式氧化法对COD 为20~30g /L 的丙烯酸废水进行处理,处理后废水的COD 可降至100m g /L 以下,可作为工业用水或直接排放,有机物的去除率高达99.6%[6] 。本工作针对北京东方化工厂丙烯酸废水的处理工艺,研制出一种新型湿式氧化催化剂,并对催化剂的催化性能进行考察。实验结果表明,所研制的催化剂性能良好,丙烯酸废水经湿式氧化处理后可直接排放。 1 实验部分 1.1 催化剂的制备采用T i C l 4和Z r O C l 2的混合溶液与氨水共沉淀,生成T i(OH )4和Z r(OH )4的沉淀物。沉淀物经过滤、洗涤、干燥、焙烧、成型,得到载体。采用等体积浸渍法负载活性组分Pt 。先配制适宜浓度的氯铂酸(H 2Pt C l 4)水溶液,将溶液p H 调至适宜值后,采用等体积浸渍(喷涂)法将H 2Pt C l 4负载于载体上,经干燥后,用适宜的载气在一定的活化温度下活化,制得催化剂。 1.2 催化剂的表征晶相的测定:采用日本R igaku 公司的D /M AX -RC 型X 射线衍射(XRD )仪,管电压50kV,管电流80mA,步进扫描,步长0.02 ,积分时间0.2s ,扫描速率10( )/m in 。晶粒的测定:采用日本R igaku 公司的D /M AX -RC 型X 射线小角散射仪,管电压40kV,管电流50mA,连续扫描,扫描速率0.2( )/m in 。1.3 催化剂性能的评价装置利用小型固定床评价装置考察催化剂的催化性能。评价装置的流程示意图见图1。图1 评价装置的流程示意图 F i g.1 S che m ati c d i agra m of eval uation i n st a ll ation.1.Pum p ;2.F l ow m et er ;3.Front m anosta;t 4.Reactor ;5.C onden ser ;6.B ack m anosta;t 7. G as-liqu i d s eparator ;8.Co llect o r ;9.F l ow m et er 废水由计量泵计量,空气由质量流量计计量。废

苯乙烯的氧化

苯乙烯有多种氧化方式： 1.在KMnO4、K2S2O8、K2Cr2O7等强氧化剂的作用下生成苯甲酸 2.生成环氧化苯乙烯 3.生成苯甲醛 4.苯甲酸叔丁酯（氧化苯甲酸与叔丁醇发生反应所得）结论： 1.TBHP的浓度对苯乙烯的转化率及其氧化产物的选择性有一定的影响。苯乙烯的转化率随着TBHP浓度的降低而降低，但是，产物中环氧化苯乙烯的选择性随着TBHP的降低而升高，苯甲酸和苯甲醛的选择性会降低。原因：苯乙烯分子中乙烯基的碳碳双键是由π键和σ键组成。要将其氧化成苯甲酸或苯甲醛，π键和σ键必须都断裂，高浓度的TBHP的氧化性较强，可以将苯乙烯分子中乙烯基的双键断裂，有利于生成苯甲醛和苯甲酸；而氧化生成环氧化苯乙烯则只需要断裂苯乙烯分子中乙烯基双键中的π键，所以在TBHP浓度较低的条件下，容易生成环氧化苯乙烯。 2.反应温度对苯乙烯转化率和产物选择性的影响温度较高的情况下，苯乙烯的转化率较高，但是环氧化苯乙烯产物的选择性不是很高；温度低于40℃时，可以完全抑制苯甲酸的生成，但是苯甲醛的含量在产物中比较高。说明：体系中苯乙烯氧化生成苯甲酸的途径可能是先生成苯甲醛，苯甲醛再被氧化生成生成苯甲酸。苯乙烯环氧化反应实验以苯乙烯氧化考察催化剂活性，反应在带冷凝器的100ml三口烧瓶中进行，以高纯O2为氧化剂，苯乙烯0.8ml(6.96mmol)，DMF为溶剂20ml，催化剂0.1g~0.2g，以鼓泡方式通入O2，流量为20ml/min，100℃下恒温搅拌。采用浙江福立GC-9790型气相色谱分析，载气为氮气，氢火焰检测。气相色谱分析条件：柱温90℃保持2min，以15℃/min程序升温到210℃，检测器260℃，汽化室260℃。主要产物分析：A:苯甲醛(179℃)；B:环氧苯乙烷(192-195℃) { 估计} Cat m (g) t (h) Con. (%) A.苯甲醛B环氧苯乙烷 Sel.(%) Y.(%) Sel.(%) Y.(%) 无催化剂 SBA-15 Ti10-SBA-15t Ti20-SBA-15t 0.1g 4 3.06 72.9 2.23 27.1 0.83 6 11.3 43.9 4.96 22.9 2.59

苯乙烯环氧化反应的研究

第34卷第2期化学反应工程与工艺 V ol 34, No 2 2018年4月 Chemical Reaction Engineering and Technology Apr. 2018 收稿日期: 2018-03-21; 修订日期: 2018-04-15。作者简介: 张玲玲（1988—），女，博士研究生；张志炳（1955—），男，教授，通讯联系人。E-mail:zbzhang@https://www.wendangku.net/doc/b218909269.html, 。基金项目: 国家自然科学基金（21476105，91634104）。文章编号：1001—7631 ( 2018 ) 02—0113—07 DOI: 10.11730/j.issn.1001-7631.2018.02.0113.07 苯乙烯环氧化反应的研究张玲玲1,2，吴剑2，贺向坡3，张锋1，张志炳1 1.南京大学化学化工学院，江苏南京 210023； 2.江苏环保产业技术研究院股份公司，江苏南京 210036； 3.中石化南京化工研究院有限公司，江苏南京 210048 摘要：以分子氧为氧化剂，异丁醛为共还原剂、醋酸钴为催化剂，苯乙烯可被氧化成环氧苯乙烷和苯甲醛。为了得到高产率的产品环氧苯乙烷，采用响应曲面法（RSM ）考察了醛用量、催化剂用量、溶剂比对反应结果的影响，得到最佳反应条件下产品的总得率为72.9%，环氧苯乙烷和苯甲醛的选择性分别为53.1%和20.7%，并建立了相应的预测模型。根据实验结果，进一步计算了苯乙烯氧化反应的活化能，生成环氧苯乙烷和苯甲醛的活化能分别为34.69 kJ/mol 和38.23 kJ/mol ，表明低温有利于提高环氧苯乙烷产品的选择性。关键词：苯乙烯环氧苯乙烷苯甲醛响应曲面法活化能中图分类号：O69 文献标识码：A 有机合成工业中，以O 2为氧化剂、过渡金属化合物为催化剂、醛为共还原剂时，多种烯烃可以被高效地环氧化，该体系被称作“Mukaiyama”催化体系[1,2]。O 2/醛/过渡金属化合物催化的环氧化反应是自由基反应，在该体系条件下，醛被氧化形成高活性的过氧酸后将氧原子迅速转移给烯烃形成环氧化物，金属化合物在该过程中起着促进作用。除此之外，一些金属催化剂也可与O 2作用后直接转移一个氧原子给烯烃，从而完成环氧化反应[3-5]，存在以下的竞争反应。 O +O 2CHO +HCHO k 1k 2+O 2 近年来，对于该体系的研究多以新型催化剂的制备为主，过渡金属多为Ni ，Co ，Cu ，Mn ，Fe 和Mo 等。当以它们作为催化剂时，苯乙烯可在较短时间内完全转化，并且反应条件较温和，产品环氧苯乙烷的选择性较高[6-8]。刘艳华等[9]合成了Salen Mn(II)催化剂用于苯乙烯的环氧化反应，以空气为氧化剂，异丁醛为共还原剂，苯乙烯的转化率为98.3%，产品选择性为85.9%；Zhou 等[10]分别以Co-ZSM-5、Co-5A 为催化剂用于烯烃环氧化反应，较优条件下苯乙烯的转化率达94.2%，环氧苯乙烷的选择性达90.5%。大量实验发现，苯乙烯氧化生成环氧苯乙烷的同时会生成其它副产物，如苯甲醛等，反应条件（如催化剂浓度、助剂浓度、温度等）对苯乙烯氧化过程及产物分配有不可忽略的影响，因此，反应条件参数的优化可为反应过程的放大及其工业化应用提供数据基础。Yoon 等[11]以Co 2+交换的分子筛（ETS-10，AM-6）为催化剂，探索了金属离子交换度对苯乙烯氧化产物的影响，产物环

废水处理高级氧化及其催化剂技术

废水处理高级氧化及其催化剂技术随着工业发展，废水排放量急剧增加，高效水处理技术的开发与应用变得越来越重要。相比生物处理为代表的常规技术，高级氧化技术可实现有机废水的高效处理，广泛应用于难降解有机废水的强化预处理和深度处理等过程，成为环境科学与技术领域的研究热点。高级氧化过程与自由基密切相关，实现自由基的高效激发非常关键。目前，高级氧化技术主要包括芬顿法、类芬顿法、过硫酸盐法、臭氧氧化法等，其反应过程多与催化技术密切相关。高级氧化处理过程中，催化剂可有效促进自由基的快速生成和高效利用，提高反应速率，最终实现温和反应条件下的废水处理。鉴于高级氧化法水处理技术的重要性，文中围绕高级氧化技术及其催化剂在难降解废水处理中的研究，对其进行了简要评述和展望。 1、高级氧化技术概况高级氧化技术是20世纪80年代兴起的新型、高效污染物控制技术，其通过高温、高压、电、声、光、催化剂等条件激发产生自由基，所产生的自由基的氧化能力接近或达到羟基自由基水平，这些自由基通过与有机污染物进行自由基链反应，最终实现污染物的降解与矿化。经过几十年的发展，高级氧化技术得到多样化发展，主要包括芬顿氧化、类芬顿氧化、过硫酸盐氧化、臭氧氧化、湿式氧化、微波氧化和光催化氧化等。由于反应条件和自由基产生原理的差异，不同高级氧化技术具有各自的技术特点和适用范围。 2、高级氧化技术及其催化剂 2.1 芬顿氧化及其催化剂芬顿反应主要依靠Fe2+活化双氧水(H2O2)来产生羟基自由基，属于均相反应，具有催化效率高的特点。研究表明，即使对于难降解的焦化废水，芬顿氧化仍具有较高的COD和挥发酚去除率，同时芬顿氧化还可提高废水的可生化性。然而，芬顿氧化过程中大量使用Fe2+，存在因铁泥生成所引发的二次污染和处理成本问题。为提高Fe2+的利用率，新型高效均相催化剂的开发及其催化氧化反应体系的建立非常关键。 HOU等基于羟胺的给电子作用，为芬顿催化氧化过程中Fe3+/Fe2+的原位循环提供了新策略，提高了反应体系中Fex+和H2O2的利用率。作为新型催化剂，EDTA-Fe3+对芬顿反应有显著的促进作用，这归功于该络合物可有效降低Fe3+/Fe2+的氧化还原电势，因而拓宽了芬顿氧化的pH适用范围，并减少了铁盐及H2O2的用量。此外，铜具有与铁类似的氧化还原特性，且铜物种更容易与溶液中的有机配体发生络合反应，因此，铜物种可能成为高效的芬顿催化剂。围绕铜系催化剂，胡春课题组做了大量的研究工作，设计并合成出基于σ-Cu2+-ligand络合促进机制的不同构型的单一铜反应中心催化剂，提高了芬顿反应的效率。目前，芬顿氧化仍是高级氧化技术的研究重点，通过高效催化剂的开发和新型反应体系的建立，可以实现具有高效催化性能金属离子的快速还原，不仅提高了催化剂的利用率，还避免了H2O2的无效分解。 2.2 类芬顿氧化及其催化剂为进一步解决均相芬顿氧化体系存在的催化剂流失和二次环境污染等问题，近年来，类芬顿氧化技术得到快速发展。类芬顿氧化通过固相催化剂来促进H2O2分解，具有循环周期长、pH适用范围宽、不产生铁泥、易于固液分离等优点。然而，类芬顿氧化为非均相反应，如何提高非均相催化剂的性能是类芬顿氧化技术的关键。基于芬顿氧化中的Fe2+催化原理，铁基催化剂在类芬顿氧化中得到广泛研究且具有良好性能。相比普通零价铁，纳米零价铁具有高比表面积和催化活性，在催化降解五氯苯酚的过程中表现出更好的性能。基于铁基催化剂，孔令涛等通过Al修饰和Cu共负载制备出高效的Fe2O3-CuO/Al2O3/SBA-15催化剂，该催化剂在pH=7条件下对模拟生化废水具有良好的降解性能。为实现催化剂的高效分离，W ANG等制备了Fe3O4/铁箔结合的催化剂，pH近

乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂

《乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂》姓名: 班级: 学号: 成绩: 乙烯直接氧化制环氧乙烷银催化剂摘要:要从技术现状、技术进展与发展趋势等几方面,对国内外乙烯直接氧化制环氧乙烷得银催化剂得进展情况进行了综述、重点阐述了Sheｌl催化剂、ＳD催化剂、VS催化剂得技术研究现状,并针对我国环氧乙烷生产装置与催化剂研究状况,提出了今后环氧乙烷催化剂得发展方向与建议。关键词:乙烯;直接氧化;环氧乙烷;催化剂 Abｓtract:Advances ｉｎsｉlverｃatalyｓｔfｏｒｅthylｅne ｏｘidｅfrom ethyleｎe by direcｔoxidation at home anｄａbｒoａd were ｒe—ｖｉｅweｄ。ｂased on the status-ｐroｇress－anｄtreｎｄof ｉts technoｌogy.Ｔhe rｅsｅarch staｔus of catalｙsts-ｓuｃh a8 Sｈｅlｌ、SD-ａnｄYS ｗｅre expounｄｅd emphａticaｌｌy.Aｉｍｉng aｔtｈe prｏcｅｓｓｕnｉt of et ｈylｅne ａnｄresearch stａtus of reｌaｔｉveｃatalyｓt in Ｃhiｎａ.the deveｌｏpiｎｇdｉrection ａnd ｓuggestｉon of the catａlyst ｆｏr ethylenｅoxide in futurｅwere put foｒwａｒd. Ｋey wｏｒds:ethyｌｅｎe;direct oxidａtioｎ;ｅthylｅne ｏxide;catalyｓt

苯乙烯生产技术总结

苯乙烯生产技术一、苯乙烯的简介苯乙烯分子球棍模型苯乙烯分子比例模型苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145℃，凝固点－30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。主要由乙苯制得，是聚合物的重要单体。二、苯乙烯研究历史早在1850年人们就已知道苯乙烯不与天然树脂发生反应但要发生聚合作用。到19世纪30年代，被应用于工业生产，苯乙烯是通过对苯乙烷进行除氢作用而生成的（苯乙烷是汽油中提取的乙烯和苯的化合物）。德国法本公司和美国陶氏化学公司于1937年采用乙苯脱氢法进行了苯乙烯工业化生产。第二次世界大战后，由于苯乙烯系塑料的发展，例如：1966年，美国哈康公司开发了乙苯共氧化法； 20世纪70年代初，日本等国采用萃取精馏从裂解汽油中分离苯乙烯，制得的苯乙烯量取决于乙烯生产的规模。 1981年，世界苯乙烯装置的总能力达17.13Mt，其中90％以上采用乙苯催化脱氢法制造的。三、苯乙烯的用途（1）最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体，以生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯；（2）用于与其他单体共聚制造多种不同用途的工程塑料，如与丙烯腈、丁二烯共聚制得的ABS树脂，广泛用于各种家用电器及工业仪表上；

（3）与丙烯腈共聚制得的SAN是耐冲击、色泽光亮的树脂；（4）与丁二烯共聚所制得的SBS是一种热塑性橡胶，广泛用作聚氯乙烯、聚丙烯的改性剂等。（5）此外，少量苯乙烯也用作香料等中间体。（6）近年来需求发展增长旺盛。苯乙烯还用作镇咳祛痰的易咳嗪、抗胆碱药胃长宁的原药。[1] 四：生产方法（一）乙苯催化脱氢；（二）乙苯氧化脱氢；（三）哈康法（共氧化法）；（四）乙烯和苯直接合成目前生产苯乙烯的主要方法是乙苯催化脱氢法（主要探讨此方法）五、反应原理乙苯在催化剂作用下，达到550～600℃时脱氢生成苯乙烯：乙苯脱氢是一个可逆吸热增分子反应，加热减压有利于反应向生成苯乙烯方向进行。现在的苯乙烯生产还是分二步，第一步：乙烯和苯合成乙苯，经蒸馏，回收未反应的苯，及得到纯的乙苯；第二步，乙苯脱氢得苯乙烯，也经蒸馏，回收乙苯，及得到纯苯乙烯。六：乙烯的生产苯烷基化生产乙苯苯烷基化反应是指在苯环上的一个或几个氢被烷基所取代，生成烷基

苯乙烯生产工艺

课题：乙苯脱氢生产苯乙烯第二节乙苯脱氢生产苯乙烯一、概述１.苯乙烯的性质和用途苯乙烯的化学结构式如下：或者苯乙烯又名乙烯基苯，系无色至黄色的油状液体。具有高折射性和特殊芳香气味。沸点为145 ℃，凝固点－30.4℃，难溶于水，能溶于甲醇、乙酸及乙醚等溶剂。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1．1％～6．01％。苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS ）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。苯乙烯最大用途是生产聚苯乙烯，另外苯乙烯与丁二烯、丙烯腈共聚，其共聚物可用以生产 ABS 工程塑料；与丙烯腈共聚可得AS 树脂；与丁二烯共聚可生成丁苯乳胶或合成丁苯橡胶。此外，苯乙烯还广泛被用于制药、涂料、纺织等工业。 2．生产方法工业生产苯乙烯的方法除传统乙苯脱氢的方法外，出现了乙苯和丙烯共氧化联产苯乙烯和环氧丙烷工艺、乙苯气相脱氢工艺等新的工业生产路线，同时积极探索以甲苯和裂解汽油等新的原料路线。迄今工业上乙苯直接脱氢法生产的苯乙烯占世界总生产能力的 90％，仍然是目前生产苯乙烯的主要方法，其次为乙苯和丙烯的共氧化法。本节主要介绍乙苯脱氢法生产苯乙烯。二、反应原理 1.主、副反应主反应： CH=CH 2 CH=CH 2

＋H 2 △H Φ298 =117.6KJ/mol 在主反应发生的同时，还伴随发生一些副反应，如裂解反应和加氢裂解反应：＋H 2 ＋C H 4 +C 2H 4 +H 2 +C 2H 6 在水蒸气存在下，还可发生水蒸气的转化反应 +2H 2O +2CO 2+3H 2 高温下生碳 8C+5H 2 此外，产物苯乙烯还可能发生聚合，生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物等。 2．催化剂乙苯脱氢反应是吸热反应，在常温常压下其反应速度是小的，只有在高温下才具有一定的反应速度，且裂解反应比脱氢反应更为有利，于是得到的产物主要是裂解产物。在高温下，若要使脱氢反应占主要优势，就必须选择性能良好的催化剂。乙苯脱氢制苯乙烯曾使用过氧化铁系和氧化锌系催化刑，但后者已在60年代被淘汰。氧化铁系催化剂以氧化铁为主要活性组分，氧化钾为主要助催化剂，此外，这类催化剂还含有Cr 、Ce 、Mo 、V 、Zn 、Ca 、Mg 、Cu 、W 等组分，视催化剂的牌号不同而异。目前，总部设在德国慕尼黑的由德国SC 、日本NGC 和美国UCI 组成的跨国集团SC Group ，在乙苯脱氢催化剂市场上占有最大的份额(55%-58%)，是Girdler 牌号(有G-64和G-84两大系列)及Styromax 牌号催化剂的供应者。我国乙苯脱氢催化剂的开发始于60年代，已开发成功的催化剂有兰州化学工业公司315型催化剂；1976年，厦门大学与上海高桥石油化工公司化工厂合作开发了XH-11催化剂，随后又开发了不含铬的XH-210和XH-02催化剂。80年代中期以后，催化剂开发工作变得较为活跃，出现了一系列性能优良的催化剂，例如：上海石油化工研究院的GS-01和GS-05、厦门大学的XH-03，XH-04、兰州化学工业公司的335型和345型及中国科学院大连化物所的DC 型催化剂等。 CH 3 CH 2—CH 3 CH=CH 2 CH 2— CH 3 CH 4 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3 CH 2—CH 3

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。

甲醇制苯乙烯情况

甲苯甲醇制苯乙烯：低耗减排一招鲜 [2010-08-03] 来源于：中国化工信息网作为重要的化工单体，苯乙烯年需求量超过2500万吨，在全球的单体生产量中位列第四。但是与其他聚合物单体相比，苯乙烯的生产耗能是单体平均水平的10倍，而且生产中会排放大量的温室气体甲烷。针对这一现状，在美国能源部和新泽西州科学技术委员会的共同资助下，美国新泽西州Exelus公司开发了苯乙烯新技术ExSyM工艺。它采用甲苯和甲醇为原料，利用甲苯与甲醇进行侧链烷基化反应，替代常规的乙苯脱氢路线，不仅操作条件缓和，而且生产成本明显降低，能耗和温室气体排放大幅度减少，是一种生成苯乙烯的全新低能耗工艺。 ExSyM工艺采用甲苯与甲醇侧链烷基化生成苯乙烯、氢气和水，这种方法使用固定床工艺直接生产苯乙烯。反应在常压下进行，使用的是专有催化剂，反应温度约400℃～425℃。由于没有脱氢反应，新方法吸热减少50%，比传统路线降低能耗40%。新方法采用甲醇和甲苯作原料，价格大大低于乙苯，因此整个反应节约成本约35%，每吨苯乙烯可节约350~400美元，而且大大减少投资成本。据Exelus公司估计，采用ExSyM工艺建设25万吨/年苯乙烯装置的投资费用为6300万美元，而传统装置为1.25亿美元，而且还可以对传统苯乙烯装置进行改建，改建一套25万吨/年装置的投资费用为1000万～1500万美元，投资回收期很短。新工艺还可降低温室气体的排放量，尤其是甲烷和CO2。传统的苯乙烯生产技术为乙苯脱氢法，是强吸热化学反应，需输入大量热能，工业上一般需要用900℃的蒸汽加热，反应温度需超过600℃。Exelus公司总裁慕克吉(Mukherjee)认为，近年来乙苯生成苯乙烯技术开发大部分集中在催化剂和设备优化上，难以从根本上改变工艺耗能状况，因此很难具备竞争优势。近年来由于乙苯价格高涨，使苯乙烯和下游聚苯乙烯的生产受到很大限制。据了解，用甲醇对甲苯进行侧链烷基化的新工艺早在30多年前就曾提出，但由于甲醇易于分解成氢气和一氧化碳，而氢气可使苯乙烯转化成乙苯，使苯乙烯收率降低，副产物的生成还使苯乙烯提纯较困难，因此苯乙烯的最大收率仅10%，难以进行商业化生产。 Exelus公司介绍，传统的研究往往致力于改进反应催化剂以提高苯乙烯收率，而现今该公司将催化剂、反应工程和工艺设计相结合，开发出具有孔结构、含有较高碱活性中心的改性沸石材料。沸石材料的孔结构能够加强反应物渗透并延长反应停留时间，而活性中心可以将甲苯选择性吸附在甲醇上，减少了甲醇分解，强化了甲苯烷基化反应。Exelus还设计了全新的反应器，降低了甲醇分解率，提高了反应转化率和苯乙烯的选择性，因此甲醇生成苯乙烯和乙苯的转化率超过90%，其中苯乙烯比例超过85%。以甲醇计，苯乙烯总收率超过60%。而且生产的乙苯既可以脱氢继续生成苯乙烯，也可以销售给其他生产厂商。生成的氢气联产物易于回收燃烧，提供反应所需的大量能源，不产生二氧化碳。Exelus表示，苯乙烯生产商如采用这项新技术，仅美国即可年节能196万亿千焦，减少碳排放43.4亿千克，可使美国温室气体排放减少约5%。 Exelus公司目前正以工业级甲苯和甲醇为原料，在1米高的反应器中测试催化剂的长期稳定性，初步试验将验证催化剂在1000小时的稳定性。如果试验成功，下一步将进行商业规模的示范。技术看点：传统工艺：乙苯脱氢法，反应温度高，投资大，能耗高，排放大量甲烷、二氧化碳等温室气体

光催化剂氧化

研究与综述油气田环境保护第16卷·第1期 ·41· 二氧化钛光催化氧化研究进展党娟华（胜利油田采油工艺研究院）摘要简要介绍了二氧化钛光催化氧化的基本原理，对影响二氧化钛光催化氧化的因素及解决途径进行了分析，综合论述了光催化在环境保护中的应用效果。研究结果表明，光催化是一项具有广阔应用前景的新型水处理技术，它不仅具有低能耗、易操作、无二次污染等特点，而且对一些特殊污染物的去除具有更佳的效果，有较好的推广价值。关键词二氧化钛光催化氧化技术环境保护研究进展 0 引言 20世纪70年代初，全球性的能源危机促进了将太阳能转变成一种可实际使用的能源的应用。1972年Fujishima等[1]报道了在光电池中受辐射的二氧化钛可发生持续的水的氧化还原反应而产生氢气。此后，光催化氧化技术得到迅速发展，近几十年被应用于水处理领域。1996年S.N.Frank等[2]在催化光解水中污染物方面进行了开拓性的工作，研究了TiO2多晶极/氙灯作用下对二苯酚、I-、Br-、Cl-、Fe2+、Ce3+和CN-的光解过程，用TiO2粉末来催化光解水中污染物也取得了满意的结果。光催化氧化以N型半导体为催化剂，包括TiO2、ZnO、CdS、WO3、SnO2和Fe2O3等。其中TiO2活性高、对人体无害，具有稳定的化学性质以及独特的颜色效应、紫外屏蔽作用，Bahnemann等[3]对各种催化剂光催化氧化五氯苯酚的研究发现TiO2至少可以经历12次的反复使用而保持光分解效率基本不变，连续580min光照下保持其活性，因而将其投入实际应用有着广泛的发展前景。 1 TiO 2 光催化氧化原理由于TiO2是一种半导体，基于半导体的能带理论，找到了对TiO2光催化氧化机理的解释。稳态时TiO2的电子充满于价带之中，导带是一系列空能级轨道的集合体，之间为禁带。有研究证明，当pH=1时锐态矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV，半导体的光吸收阈值λg与禁带宽度E g的关系[4]为λg=1240/E g。当λ＜387nm的光(紫外光)照射在TiO2表面时，价带上的电子即获得光子的能量而跃迁至导带，形成光生电子(e-)，而价带中则相应地形成光生空穴(h+)[5]。如把分散在溶液中的每一颗TiO2粒子近似看成是小型短路的光电化学电池，则光电效应产生的光生电子及空穴在电场的作用下分别迁移到TiO2粒子表面的不同位置[6]。在TiO2表面光生电子e-易被水中溶解氧等氧化性物质所捕获，而空穴则可氧化吸附于TiO2表面的有机物或先氧化H2O分子形成·OH自由基，而后·OH自由基去氧化水中绝大部分的有机物。亦即发生直接氧化或间接氧化反应，视具体情况有所不同[7]。其反应机理如下[8，9]: TiO2+hv → h++e- h++e- → 热量 H2O → H++OH- h++OH- → HO? h++H2O+O2- → HO?+H++O2- h++H2O → ?HO+H+ e-+O2 → O2- O2-+H+ → HO2? 2HO2?→ O2+H2O2 H2O2+O2- → ?HO+OH-+O2 H202+hv → 2?OH M n+(金属离子)+ne- → M0 由机理反应式可见，TiO2光催化氧化降解有机物实质上是一种自由基反应。同时，TiO2作为催化剂具有以下两个特点:一是无毒，不溶解性，稳定性好；二是具有锐钛矿型和金红石型两种晶型，只有锐钛矿有催化活性。

乙烯制环氧乙烷

四、乙烯环氧化制环氧乙烷低级烯烃的气相氧化都属非均相催化氧化范畴。催化剂为毫米级或μ级微粒,它们分别用于固定床或流化床反应器。环氧乙烷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。也大量用作抗冻剂。 1. 生产方法环氧乙烷有两种生产方法:氯醇法和直接氧化法。 (1)氯醇法本法于1925年由美国联碳公司(UCC)首先实现工业化。生产过程包括二个基本反应:乙烯与次氯酸反应(俗称次氯酸化)和氯乙醇脱氯化氢反应(俗称环化或皂化)。 A 次氯酸化反应

主要副反应有: 还有生成二氯二乙醚的副反应: 次氯酸化反应温度为40～60℃,C2H4∶ Cl2=1.1～1.2∶1,即乙烯是过量的。压力对反应没有影响,只需满足克服系统阻力就行。 B 氯乙醇的皂化(环化)反应

副反应为: 当有氧化镁杂质存在时,还可能生成少量醛类: 工业上除用Ca(OH)2作皂化剂外,还采用NaOH溶液。操作中应将皂化剂缓慢加入氯乙醇中。否则,在碱性介质中生成的环氧乙烷会大量水解生成乙二醇。皂化反应压力为0.12MPa,温度为102～105℃,在此条件下,可保证生成的环氧乙烷立即从液相逸出(环氧乙烷沸点10.7℃),避免环氧乙烷的水解。

本法可以采用低浓度乙烯(50%左右)为原料,乙烯单耗低、设备简单、操作容易控制,有时还可联产环氧丙烷。但生产成本高(生产1吨产品,需消耗0.9吨乙烯、2吨氯气和2吨石灰),产品只能用来生产表面活性剂。氯气和氢氧化钙没有进入产品分子中,而是变成工业废渣,不仅浪费了氯气和石灰资源,而且还会严重污染环境。此外,氯气、次氯酸和HCl等都会造成设备腐蚀和环境污染。因此本法从20世纪50年代起,已被直接氧化法取代。 (2)直接氧化法本法于1938年也由美国联碳公司开发成功。由于受当时工业技术水平的限制,直至50年代才开始建造大型工业生产装臵。1953年美国科学设计公司(SD公司)建成年产2.7万吨直接空气氧化法制环氧乙烷生产装臵,1958年美国壳牌化学开发公司(Shell公司)首先建成以氧气为氧化剂的2万t/a环氧乙烷生产装臵。现在,利用上述美国三家公司技术生产的环氧乙烷约占全世界环氧乙烷总产量的92%。其它拥有环氧乙烷生产技术的还有日本触媒化学、意大利的Snan Progetti、德国的Huels