反应的选择性取决于平行副反应的竞 副反应的争热效应远大于主反应
反应的选择性非常重要 产品的组成和性质 生产的安全性 飞温
3 乙烯催化氧化环氧化的机理
4 催化剂
银催化剂－较好的选择性，强度、热稳定性、寿命符合要求
催化剂的构成 主催化剂＋助剂＋载体＋其它成分(抑制 剂，…)
主剂 银
助剂 碱金属盐 碱土金属盐 稀土金属化合物 提高活性、增大稳定性、延长寿命
评价：反应条件缓和，对原料乙烯纯度的要求也不高 消耗氯气、石灰，腐蚀性，废物处理难度大
乙烯非均相催化氧化直接生成环氧乙烷 2 乙烯催化氧化环氧化的反应
在银催化剂存在下，乙烯用空气或氧氧化，生成环氧 乙烷，并生成副产物二氧化碳、水
此外
示踪原子有机结果：完全氧化产物二氧 化碳和水主要由乙烯直接氧化
形成
安全性高
选择性高
乙烯单耗高
乙烯单耗低
规模小
规模大
工艺构成 催化氧化反应 环氧乙烷分离与精制
注意点
安全性的保障 移热 反应气体的混合
7 工艺流程说明
工艺生产的几个要点－ 安全性的保障(爆炸极限、反应气体混
合)
生产经济性的保障
(选择性、能量利用率)
物a质 原料爆、空炸产气下品中限的爆爆炸空炸极气上限中限
空速 影响较温度的影响低，适宜
反应压力
原料对选择性无显著影响 高压可提高反应器的生产能力 操作压力 2 MPa
原料纯度 杂质 毒化催化剂 (乙炔、硫化物使银催化剂中毒)； 选择性下降 (铁离子加速环氧乙烷异
构化Байду номын сангаас乙醛)；
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6 工艺流程
工艺 空气氧化法 氧气氧化法
c 采用致稳气(稀释气) 采用氧作为氧化剂时，为使反应不致太过剧烈，需控制乙烯
和氧的浓度－采用致稳气(稀释气)
常用的致稳气－氮气、CH4 CH4的导热性高，CH4存在时还可提高O2的爆炸极限
N2为致稳气时 C2H4的浓度 20％ CH4为致稳气时 C2H4的浓度 25％
O2的浓度 7％ O2的浓度 8％
载体 选择性控
负载、分散活性组分 提高稳定性
载体的结构(特别是孔结构)对助剂活性的发挥、
制有极大的影响 乙烯氧化制环氧乙烷 要求比表面积低、大
催化剂的制备方法 粘结法、烧结法、浸渍法，… 或 各种方法的组合
5 影响因素
温度 剂活
温度过高 反应速度快、转化率高、选择性下降、催化
性衰退快、易造成飞温 温度过低 速度慢、生产能力小 适宜温度 220－260℃
(%,v/v)
(%,v/v)
闪点 (℃)
自燃点 (℃)
蒸汽比重 (与空气)
空气中
允许浓度 (mg/l)
乙烯
3.05
28.6 -66.7 540 0.978
0.05
环氧乙烷
3
100
-18 571
1.49
0.005
二氯乙烷
6.2
15.9
20
-
3.45
b 原料气的混合方法
将原料气(新鲜C2H4, 循环C2H4)和致稳气(稀释气-N2或CH4)先 行混合，然后采用多孔喷射器对着混合气流的下游将氧高速度喷入
d 反应选择性的提高 采用高选择性的催化剂； 采用抑制剂二氯乙烷－抑制副反应的发生
抑制剂的加入方法
N2为致稳气－用中压氮气稀释抑制剂并做载 气
CH4为致稳气－用C2H4稀释，用中压氮气做载 气
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乙烯催化氧化制备环氧乙烷
1 环氧乙烷的性质、用途、制备
环氧乙烷 最简单但最重要的环氧化合物 有毒、易爆 活性高 易自聚
用途 水解制备乙二醇－聚酯树脂和聚酯纤维的单体，防冻剂 制备表面活性剂 乙醇胺、乙二醇醚
环氧乙烷的制备
氯醇法 首先将乙烯和氯通入水中，生成2-氯乙醇
然后把2-氯乙醇与Ca(OH)2反应生成环氧乙烷