1、環氧乙烷生產工藝分析4.1環氧乙烷主要生產方法環氧乙烷的生產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氣法和氧氣法。由于氯醇法制備環氧乙烷存在 污染嚴重、產品總收率較低且產品中含甲醛較高，在一定程度上限 制了其用途，因此企業不常采用此種方法。當前企業生產環氧乙烷 采用較廣泛的方法是乙烯直接氧化法。4.1.1氯醇法氯醇法生產環氧乙烷，工業上分兩步進行。首先是氯氣與水反 應生成次氯酸,乙烯次氯酸化生成氯乙醇，然后氯乙醇皂化（皂化 劑一般見氫氧化鈣）生成環氧乙烷。此方法優點是工藝流程簡單， 投資省，其缺點主要是消耗氯氣，并產生大量污水，副產物較多，且 產品中含甲醛較高，在一定程度上限

2、制產品的用途。4.1.2乙烯直接氧化法乙烯直接氧化法又分為空氣直接氧化法和氧氣直接氧化法?？?氣直接氧化法是由Lefort在1931年創造的，她利用乙烯和氧在適當 載體的銀催化劑上作用制備出了環氧乙烷，并以此取得了空氣直 接氧化制得環氧乙烷的專利。氧氣直接氧化法是由Shell公司在 1958年創造的，此方法直接以氧氣作氧化劑，減少了反應系統中惰 性氣體的吸入量，可減少反應系統中反應器的臺數，在一定程度上 降低生產成本。美國的Shell、ScientificDesign(SD)、Dow化學和UCC公司，日 本的觸媒化學公司以及意大利的SNAM和Montedison公司都是乙 烯直接氧化法制備環氧

3、乙烷技術的擁有者。1、反應機理乙烯直接氧化法所用的催化劑為銀催化劑。乙烯在銀催化劑上 氣相氧化發生下列反應：主反應 C2H4+1/2O24+106.9J/mol副反應 C2H4+3O2一2CO2+2H2O+1323KJ/mol+5/2O22b2+2H2O+1218KJ/molC2H4+1/2O2一CH3CHOC2H4+O2一2CH2O一ch3ChO：乙烯在銀催化劑上氧化生成環氧乙烷，人們普遍接受的反應 機理是：銀對氧吸附,在銀的表面產生兩種吸附狀態的氧(原子氧 及分子氧)。當氧在銀表面發生解離吸附時生成原子態吸附氧，原 子態吸附氧與乙烯發生深度氧化生成二氧化碳和水。當銀表面覆蓋 有抑制劑氯時，

4、氧的解離吸附過程則受到一定程度的限制。當氧在 銀表面發生非解離吸附時則生成分子態吸附氧，它與乙烯作用生 成環氧乙烷，同時脫出一個氧原子,這個原子態氧則與乙烯發生深 度反應，生成二氧化碳和水。2生產工藝流程乙烯直接氧化法制備環氧乙烷工藝流程圖見圖3.1（氧氣法）:圖4.1氧氣法生產環氧乙烷工藝流程圖* 環反總器壁二氧化碳分離器;3-二氧化碳吸收器;4-環氧乙烷吸收環氧乙烷早期采用氯醇法工藝生產,20世紀20年代初,UCC公 司進行了工業化生產,之后公司基于Lefort有關銀催化劑的研究成 果,使用銀催化劑，推出空氣法乙烯直接氧化生產環氧乙烷工藝。50 年代末,Shell公司采用近乎純氧代替空氣作

5、為生產環氧乙烷的氧原 料，推出氧氣法乙烯直接氧化生產環氧乙烷工藝，經過不斷改進，當 前較先進的生產方法是用銀作催化劑，在列管式固定床反應器中，用 純氧與乙烯反應,采用乙烯直接氧化生產環氧乙烷。日本觸媒公司計劃6月在神奈川其工廠建造一套環氧乙烷中 試裝置，將試驗一種新型催化劑，它被設計用來達到比傳統類高的 產率，而且能夠降低能耗和減少二氧化碳排放量。美國專利US 0182999A1”生產環氧乙烷和乙二醇的過程”，該 專利涉及一種生產環氧乙烷和乙二醇的過程。在環氧乙烷吸收器急 冷段的下游位置加入一種堿，減輕了環氧乙烷和乙二醇裝置的腐 蝕。從原料乙烯和純氧到產物環氧乙烷，對整個乙烯直接氧化生產 環氧

6、乙烷工藝生產過程有以下方面的改進：原料乙烯在反應氣中 體積分數的提高及其成本的降低；氧氣的高純化；反應氣中含氯抑 制劑的添加；反應氣異構化的抑制；反應氣中水摩爾分數和雜質體 積分數的控制；反應器啟動速度的加快；反應器導熱效率的提高;催 化劑的裝填;反應器操作參數的優化；反應器的大型化；反應器的 新型化；循環排放氣中乙烯的回收等。4.2.1反應氣的改進反應氣中乙烯體積分數的提高反應氣中乙烯體積分數的變化對環氧乙烷的生數在 20%30%時,在銀催化劑作用下，當前工業上乙烯環氧化反應生成 環氧乙烷的轉化率已達到大于8.0%的水平，環氧乙烷的生成選擇 性達到大于80.0%的水平。在混合反應氣中存在含氮氧化合物氣體 的前提條件下，混合反應氣中乙烯的體積分數可提高到 40%85%。研究結果表明,高的乙烯體積分數能夠提高反應活性 及其穩定性，可保證乙烯環氧化反應的乙烯轉化率穩定在8.0%以 上，在此基礎上，有千分之幾的提升幅度，同時能夠提高環氧乙烷 的生成選擇性的穩定性，保證環氧乙烷的生成選擇性穩定在80.0% 以上，在此基礎上，選擇性數據可提高數個百分點