环氧乙烷与乙二醇.pdfVIP

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. 环氧乙烷有两种生产方法 : 氯醇法和直 接氧化法。 (1) 氯醇法 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 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℃,C H ∶ 2 4 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 ( 环化 ) 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) 作皂化剂外 , 还采用 2 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) 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 工业生产装置。 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 制环氧乙烷生产装置 ,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 环氧乙烷生产装置。现在