6乙烯系产品的生产

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1、第六章乙烯系产品的生产目前，乙烯的产量在各种有机产品中居首位。乙烯是烯烃中最简单的化合物，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表6-1所示。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

2、有醋酸乙烯、α-烯烃、卤代烷等。第六章乙烯系产品的生产第一节乙烯直接氧化法生产环氧乙烷相关链接第二节乙烯液相氧化法生产乙醛相关链接第三节乙烯气相氧化法生产醋酸乙烯第四节乙烯氧氯化法生产氯乙烯第一节乙烯直接氧化法生产环氧乙烷一、概述四、工艺流程二、反应原理三、操作条件五、典型设备乙酸的性质和用途性质乙酸俗名醋酸，是无色透明的液体，有特殊的刺激性气味。沸点118℃，凝固点16℃，冬季纯醋酸会凝固像冰一样的固体，所以纯醋酸也叫冰醋酸。能与水、醇、苯等以任何比例混合。用途醋酸的用途广泛，但主要是用于制造醋酸乙烯酯。它还用于生产醋酸纤维素、醋酐、醋酸酯，并可用于对二甲苯生产对苯二甲酸的溶剂。此外纺织，

3、涂料，医药，农药，照相试剂，染料，食品，粘结剂，化妆品，皮革等行业的生产也需要醋酸2、醋酸的生产方法1、除了少数国家采用丁烷或轻油氧化法轻烃液相氧化法主要有正丁烷和石脑油两种原料路线。正丁烷或石脑油液相氧化成醋酸、甲酸、丙酸等，氧化产物经多次精馏分离得到产品醋酸和副产甲酸、丙酮等。在醋酸实际生产中，该工艺方法所占比例正逐年减少。正丁烷和轻质石脑油（含低沸点烃类，尤其是戊烷与己烷）氧化反应在160~200℃下进行，可采用催化剂（如钴或锰），也可不采用催化剂。主要产物为醋酸与甲乙酮，同时还生成其他有机产物如乙醇、甲醇、甲酸、丙酸及丁酸等。产物比例可根据需要进行调节。塞拉尼斯公司在美国得州帕姆帕的

4、一套大型装置于1952年采用正丁烷液相催化氧化工艺，现仍在运转中。英国Distellers公司开发了轻质石脑油（C4~C8范围）非催化氧化工艺。石脑油氧化反应所需温度与压力低于丁烷，但产物组成更复杂，醋酸分离费用更高，因此选择何种工艺取决于原料的可获得性及副产物的可利用性。丁烷工艺的醋酸收率高于石脑油，但石脑油的原料费用低，且更易于氧化反应。现有BP公司在英国赫尔、日本大赛尔公司在大竹和亚美尼亚国家联合企业等3套装置采用石脑油氧化制醋酸工艺，但今后可能不会再建烷烃非选择性氧化制醋酸工艺的新装置。2、乙醛氧化法（1）按原料路线，乙醛氧化法主要有粮食酒精（乙醇）乙醛氧化法、电石乙炔乙醛氧化法和石

5、油乙烯乙醛氧化法。（2）乙炔乙醛氧化法生产醋酸，是先用电石乙炔水合法制乙醛，然后乙醛再氧化成醋酸。该法耗电量大，且乙炔氧化生产乙醛需使用硫酸汞作催化剂，而汞对环境污染严重，故此法难以生存，在国内外已被淘汰。（3）酒精（乙醇）乙醛氧化法属20世纪三四十年代传统方法，用该法每生产一吨醋酸耗粮食2吨，成本高，规模小，该工艺生产路线在发达国家已被淘汰，在发展中国家仍有应用，也必将随着醋酸工艺技术的发展而被取代。(2)乙烯乙醛氧化法（二段乙烯氧化法）利用石油资源，制取乙烯，再以乙烯逐级氧化制取醋酸。该路线使用乙醛作为中间体，由乙烯氧化生成，即为Wacker工艺。Wacker工艺开发之前，使用乙炔生产乙

6、醛，生产费用较高，同时需采用有毒的汞基催化剂。乙烯乙醛氧化法法因工艺简单，收率较高，在20世纪60年代发展迅速。传统的乙醛氧化工艺是以溶解的醋酸钴、醋酸锰（一般为0.1%醋酸锰）或醋酸铜为催化剂，在50~70℃下将醋酸溶液中所含5%~15%的乙醛进行空气或氧气液相氧化反应。如果采用氧气代替空气，反应温度稍有上升。反应系统要施加足够的压力以使乙醛保持为液相状态。醋酸通过自由基机理生成，过醋酸作为中间产物。但因该法目前所利用的自然资源限于石油，乙烯又是有多种用途的宝贵基础原料，因此自甲醇羰基合成法制醋酸技术问世后，该方法基本没有更大发展。另外，自从开发了乙烯氧化制乙醛法和乙醛再氧化制醋酸法后，人

7、们期望将这两步工艺合为一步，多年来对乙烯一步制醋酸工艺进行了许多研发工作。（3）乙烯直接氧化法乙烯直接氧化制醋酸的一步法气相工艺由日本昭和电工株式会社开发成功，己于1997年在日本大分建成一套10万吨/年醋酸装置。该工艺由乙烯不经乙醛直接氧化为醋酸，以负载钯的催化剂为基础（含有三种组分），反应在多管夹套反应器中进行，反应温度为150~160℃，反应器进料为乙烯、氧气、蒸汽与稀释用氮气，使用蒸汽旨在提高醋酸的选