5.4.1　丁烯氧化脱氢制丁二烯的生产原理

图5.9　低压气相聚合法流程

5.2.2　环氧乙烷

环氧乙烷又称氧化乙烯,在常温下系无色有醚味的气体（沸点0.5℃),易液化,并能以任意比例与水及大多数有机溶剂互溶。气态环氧乙烷易在空气中爆炸,爆炸范围为体积分数3%～100%,但液态环氧乙烷无爆炸性。环氧乙烷是一种最简单的环醚,因分子中有三元环氧结构,易断裂,可发生多种反应,所以环氧乙烷的应用领域十分广泛。环氧乙烷的最大消费量是生产乙二醇,并广泛用于生产非离子型表面活性剂、缩乙二醇类、药物中间体、乙醇胺、合成洗涤剂、农药、油品添加剂、乳化剂、防腐涂料等,形成所谓环氧乙烷系列精细化工产品。环氧乙烷的产量在乙烯系产品中仅次于聚乙烯而居第二位,是石油化工需求量最大的中间体之一。

由于早期用氯醇法生产环氧乙烷的工艺存在严重三废污染问题,因此目前国内外环氧乙烷生产几乎全部采用乙烯直接氧化法技术,由于大规模的工业装置采用氧气法可节省设备投资费用,所以大部分厂商以氧气作为氧化剂。全球环氧乙烷专利技术大部分仍为英荷Shell、美国SD（科学设计公司)和UCC（联合碳化物公司)三家公司所垄断,这三家公司的技术占环氧乙烷总生产能力的90%以上,其中Shell只提供氧气法技术,SD提供空气法和氧气法, UCC虽也具有氧气法和空气法技术,但只供自己生产厂使用。Shell,SD和UCC三家公司的乙烯氧化技术水平基本接近,但技术上各有特色。例如在催化剂方面,尽管载体、物理性能和制备略有差异,但水平比较接近,选择性均在80%以上;在工艺技术方面都由反应、CO脱除、环氧乙烷回收等部分组成,但抑制剂选择、工艺流程各有不同。

我国用氯醇法生产环氧乙烷始于20世纪60年代,但早期小规模的氯醇法环氧乙烷装置技术落后,已于1993年下半年淘汰。因经济原因,早期引进的空气法环氧乙烷装置大多数也改造为氧气法。

5.2.2.1　环氧乙烷生产原理

1)化学反应

乙烯与空气或纯氧在银催化剂上进行直接氧化生产环氧乙烷的反应,是反应过程的主反应,方程式为: