吴波 环氧乙烷的研究与应用 (2)

1、扬州工业职业技术学院2016 2017 学年第 二 学期 毕业设计（论文）（课程设计）课题名称：环氧乙烷的研究与应用 设计时间： 2016年12月-2017年3月 系 部： 化学工程学院 班 级： 1401应用化工 姓 名： 吴波 学 号： 1401010129 指导教师： 徐斌 答辩情况答辩教师： 年 月 日评语成绩评定 指导教师： 年 月 日环氧乙烷生产工艺研究吴波1401 应用化工摘要 环氧乙烷是工业上一种重要的原料。被广泛应用于漂洗、 制药、 印染行业。在化工相关产业用作清洁剂的起始剂。针对环氧乙烷生产中最重要的问题，对乙烯氧化生产工艺和生产方法进行了深入研究，寻找更先进的环氧乙烷生产

2、工艺和生产方法，对环氧乙烷的生产工艺及生产方法有更深刻的了解。中国对环氧乙烷的需求量很大，但国内生产的产量低，与国外相比，在市场上的差距很大，需大量从国外进口环氧乙烷。作为其下游其它产品的需求也不断增加。发展和改进环氧乙烷的生产工艺，可缓解国内市场供给和需求的短缺。有利于缓解国内市场供需紧张的矛盾。关键词: 环氧乙烷、生产工艺及改进、生产方法、需求量、Ethylene oxide production technology researchWubo1401Application of chemical technologyAbstract: ethylene oxide is a kind o

3、f important industrial raw material.Widely applied to rinse, pharmaceutical, printing and dyeing industry.At the start of a related industry used as detergent agent.Aiming at the problem of the most important in the production of epoxy ethane, ethylene oxide production technology and production meth

4、ods were studied, looking for more advanced epoxy ethane production technology and production methods, the production process of epoxy ethane and production methods have a more profound understanding.China is a big demand for epoxy ethane, but the output of domestic production is low, compared with

5、abroad, the gap in the market is very big, need a large number of imported ethylene oxide.Other products as its downstream demand is also increasing.Development and improve the production technology of ethylene oxide, can ease the shortage of supply and demand in the domestic market.To ease the cont

6、radiction of supply and demand tension in the domestic market.key words : epoxy ethane, production technology and improvement, production method, demand, 目录第一章绪论11.1环氧乙烷概述21.2环氧乙烷的性质及特点21.3环氧乙烷的发展现状31.4国内外市场分析51.4.1国内市场分析61.4.2国外市场分析6第二章 环氧乙烷的工业生产方法72.1氯醇法82.2乙烯直接氧化法9第三章 实验部分103.1实验原理113.2实验仪器133.3实

7、验步骤143.4数据记录与处理153.5影响因素18第四章 环氧乙烷的生产工艺改进19参考文献致谢第一章 绪论基本信息环氧乙烷，一种有机化合物， 化学公式 C2H4O，是最简单的环醚之一，属于杂环化合物，是一种有毒的致癌物化合物，在以前用于制造杀菌剂。环氧乙烷属于易燃、 易爆的化学品，且不易于长途运输，因此具有较强的区域性。环氧乙烷是重要的石油化工原料和产品之一。还广泛用于漂洗、制药、印染行业。在化工相关的产业可作为清洁剂的起始剂。环氧乙烷在低温下是无色透明的液体，在常温下，为无色带有醚刺激性气味的气体，气体的蒸汽压高于30时可达141kPa，这种高蒸汽压决定了环氧乙烷在熏蒸消毒时穿透力较强。

8、环氧乙烷至今依然是最好的冷消毒剂之一，也是目前四大低温灭菌技术（低温等离子体、低温甲醛蒸汽、环氧乙烷、戊二醛）中最为重要的一员。中文名称 环氧乙烷 英文名 Epoxyethane,Ethylene Oxide 化学式 C2H4O 熔 点 -112.2 外 观 无色气体 别 称 恶烷、氧化乙烯、ETO、醇溶液 分子量 44.052 沸 点 10.8物理性质外观与性状：无色气体。相对密度（水=1）：0.8711折射率：1.3614（4）相对蒸气密度（空气=1）：1.52分子式：C2H4OInChI： InChI=1/C2H4O/c1-2-3-1/h1-2H23职业接触限值：阈限值 1ppm（时间加

9、权平均值）；A2(可疑人类致癌物）（美国政府工业卫生学家会议，2004年）。时间加权平均容许浓度（PC-TWA）：2mg/m3（GBZ2.1-2007工作场所有害因素职业接触限值第一部分：化学有害物质）饱和蒸气压(kPa)：145.91(20)燃烧热(kJ/mol)：1262.8临界温度()：195.8临界压力(MPa)：7.19辛醇/水分配系数的对数值：-0.30爆炸极限%(V/V)：3100引燃温度()：429溶解性：与水可以任何比例混溶，能溶于醇、醚闪点()：<-17.8(O.C)自燃点()：571化学性质由于环氧乙烷具有含氧三元环结构，性质非常活泼，其反应主要是环氧环的开环反应，

10、所得反应产物大多是重要的化工产品。比如：环氧乙烷水合生成乙二醇，是制备乙二醇的主要方法；环氧乙烷与醇类反应，主要生成乙二醇单醚，可溶解纤维纤酯、工业上称溶纤剂；与苯酚反应生成苯氧基乙醇，其酯类是香料的定香剂、杀菌剂和驱虫剂；与氢氰酸反应生成2-氰乙醇（HOCH2CH2CN)；与卤化氢反应生成卤化乙醇；环氧乙烷本身还可以发生聚合反应，生成聚乙二醇；气态环氧乙烷在高温下可以发生爆炸性分解，在400时可分解生成一氧化碳、甲烷及乙烯、乙烷、碳、氢等。生产需求近期，国内环氧乙烷价格跌势不止。2016年的年底到2017年的年初的几个月，内环氧乙烷价格已三次下调，目前华东地区的价格已经下滑至7500元（吨价

11、，下同），与年内高点相比，价格缩水了约26%。回顾今年来的环氧乙烷市场行情，其价格在春节前后跌至最低点7200元，在3月初开始了阶梯式反弹，价格持续上涨，其最高点一度突破12000元，涨幅高达42%。环氧乙烷价格大涨主要在于是行业需求量大增，以及国外乙烯装置检修带来的成本支撑以及产能下降。4月，国内供应再次缩减，虽然各大企业对高价货源抵触情绪略高，但需求仍在，且市场炒作氛围升温。然而环氧乙烷下游产业自4月开始呈低迷态势，受此拖累，环氧乙烷行情开始下行之旅，5月份两次降价。工厂开始采取限产保价政策，价格持续下跌，且下坡路走得颇为缓慢甚至“平稳”，但从4月底至5月中旬的这一个半月的时间内，其价格牢

12、牢地维持在8900元。三江石化新装置的投产似乎揭开了环氧乙烷价格连跌的“封印”。其18万吨/年装置开车，产品流入市场，每天产量约2000吨。现货供应量加大给市场造成恐慌，刺激价格下减。原料的持续疲软也推动了环氧乙烷的价格不断下滑。目前亚洲化学产乙烯价格已低至1080美元（CFR东北亚），与其5月中上旬时的高价位相比下跌了24%。但是在需求领域，同样是行情疲软。乙二醇聚酯行业，作为环氧乙烷下游的最大消费领域，受进口持续高位和需求不足的影响，乙二醇聚酯行业的价格继续不断且平稳地下降。从目前行情来看，宏观经济的发展和收益并不乐观，预计乙烯市场将持续走下坡路，未来，环氧乙烷在原料上很难有支撑。下游疲软

13、的行情也将持续不减，但是其供应仍会持续增加。根据化工在线的统计，截至2016年底，国内精制环氧乙烷（商品环氧乙烷）产能接近350万吨，而国内的需求量（不包括乙二醇）仅仅在150万吨左右。虽然在理论上讲，一些装置可以切换成生产乙二醇的装置，缓解一部分供应压力，但是在国外低价乙二醇进口的冲击下，这样的尝试，在经济上几乎是不可行的。从后市方面来看，供应与预期相比还有增加，辽宁北方化学、天津中沙、远东集团的多套环氧乙烷生产装置都有开车出货的预期，因此，市场供应量将继续加大。随着今年新装置的开车，预计产能将会达到400万吨/年，环氧乙烷供求失衡的态势将会愈发严峻。在新产能进一步被释放的背景下，即便是勉强

14、稳定价格也是难以做到了。整个环氧乙烷行业进入产能严重过剩的时代，市场将会长期处于冰冻期。环氧乙烷作为化工生产市场的superstar，在过去化工市场的二十几年里一直是独占鳌头。尤其是在我国成为世界经济贸易组织的成员国以后，伴随着国内纺织行业及其他产业的崛起，环氧乙烷的需求量明显不足。很多民营企业都想在日渐红火的化工生产市场上分一杯羹，于是各大企业通过从国外大量进口乙烯、建造低温乙烯贮罐等方法来克服环氧乙烷原料短缺的难题，这种蜂拥而上的行为导致我国环氧乙烷产量迅速增长。这与产能激增不同，环氧乙烷下游产品市场需求不旺。受上下游双重利空因素的影响，到2016年5月中旬，环氧乙烷的市场价格累计最大跌幅

15、超过了2100元/吨，下跌幅度超过16%。 2016年，欧洲市场对于环氧乙烷的进口少于往年，而欧洲本地的产量大大减少，其需求尚可接受，但从整体上看，这种情况有利于对装置的检修。按照每月月均进口量计算，2016年欧洲市场总进口量在2000030000吨之间。有消息人士说，由于装置正在进行检修，短时间内难以恢复生产，并且美国的乙二醇市场供应非常短缺。我国的环氧乙烷产能情况如下：华东地区的环氧乙烷产量过剩后，华中地区与华东地区情况相同，都从产量供不应求迅速转向了供过于求。据相关数据表示，我国国内环氧乙烷年的产能截至2016年底约为200万吨左右，20预计17年上半年将会释放50万吨左右的产能，预计在

16、2017年，全年总产量将会达260万吨。环氧乙烷的生产地区及产能序号生产地区及国家环氧乙烷产能环氧乙烷产能备注1海湾/非洲65.45.52东欧（不含俄罗斯）12.501.13西欧50.05.14中国65.04.85亚太地区（不含中国）114.111.06美国+墨西哥65.16.07拉丁美洲37.73.10合 计41235.5主要用途环氧乙烷是一种有毒的可致癌化合物，在以前被大量用于制做杀菌剂。环氧乙烷还被广泛地应用于制药，印染，洗涤，等化工行业。在化工相关产业还可以作为清洁剂的起始剂。环氧乙烷也被广泛用于医疗用品如手术器具、绷带及缝线的消毒。 环氧乙烷具有杀菌作用，且不腐蚀金属，无残留气味，可

17、杀灭霉菌、细菌（包括孢子）及真菌，因此，对于一些不能耐受高温消毒的物品，可以用环氧乙烷及其深加工产品来消毒。在1938年，美国化学家Lloyd Hall取得了以环氧乙烷消毒法保存香料的专利，该方法直到今天仍有人使用。 在精细化工方面，环氧乙烷主要用于制造各种溶剂(如溶纤剂等), 合成洗涤剂、消毒剂、抗冻剂、稀释剂,非离子型表面活性剂,增塑剂和增韧剂等。环氧乙烷可与纤维素发生羟乙基化反应，可以合成水溶性树脂(其环氧乙烷含量约75%)。还可用作熏蒸剂、涂料增稠剂、乳化剂、纸张上浆剂和胶黏剂等。 通常环氧乙烷与二氧化碳（两者比例为90：10）或环氧乙烷与二氯二氟甲烷的混合物，可用于精密仪器的消毒。环

18、氧乙烷的熏蒸剂常用于食物、粮食的保存。比如，干蛋粉的贮藏常因细菌的作用而分解，用环氧乙烷熏蒸之后，可防止其变质，而蛋粉本身，包括氨基酸等都不会受到影响。 环氧乙烷易与酸反应，因此可作为抗酸剂，在某些物质中加入抗酸剂，可以降低这些物质的酸度且长期不产生酸性。比如，在生产氯化丁基橡胶的时候，异戊二烯共聚物与异丁烯的溶液混合时，如果在氯化工段前加入环氧乙烷，则成品中的酸可完全减少，可完全不用碱洗和水洗。 由于环氧乙烷极易燃，在空气中有很大的爆炸浓度范围，有时它也被用作燃料气化爆弹的成份。 环氧乙烷自动分解时会产生巨大能量，可以用作喷气推进器和火箭的动力，一般是采用环氧乙烷和硝基甲烷的混合物（比例60

19、：40-95：5）。这种混合燃料凝固点低，燃烧性能好，不易引爆，性质比较稳定。综上来说，环氧乙烷在上述直接用途中的消费量很少，环氧乙烷作为乙烯工业衍生物，其地位仅次于聚乙烯，是乙烯工业第二位的重要产品。其重要之处在于，以环氧乙烷为原料生产的下游产品，其种类远比聚乙烯衍生物多。环氧乙烷的毒性与氨相仿，是乙二醇的27.5倍。会在体内形成乙二醇、乙二酸和甲醛，对神经中枢系统有麻醉作用，对细胞原浆有毒害作用，对粘膜有强烈的刺激作用。 很大一部分的环氧乙烷被用来制造乙二醇（为只要产品）等化学品。乙二醇可以用来生产聚酯聚合物，防冻剂和汽车冷却剂。其次，还可用于生产乙醇胺、乙氧基化合物、亚乙基胺、乙二醇醚、

20、二甘醇、羟乙基纤维素、三甘醇、乙烯碳酸酯、多甘醇、乙二醛、氯化胆碱等下游产品。环氧乙烷主要用于制造成洗涤剂、涤纶纤维原料、抗冻剂、合非离子表面活性剂以及缩乙二醇类产品，也用于生产乳化剂、增塑剂、润滑剂、塑料和橡胶等。还广泛应用于纺织、医药、洗染、电子、汽车、农药、造纸、炼制石油与开采等领域。生产方法 环氧乙烷早期采用的是氯醇法生产工艺，在20世纪20年代初，UCC公司进行了工业化生产之后，公司在Lefort关于银催化剂的研究成果的基础之上，使用银作为催化剂，推出了空气氧化乙烯法生产环氧乙烷。在20世纪50年代末，Shell公司用氧气代替了空气作为生产环氧乙烷的原料，推出氧气氧化乙烯法生产环氧乙

21、烷，经过不断的工艺改进，目前为止，较为先进的生产方法是在列管式固定床反应器中，用银作为催化剂，纯氧与乙烯反应，生产环氧乙烷几种方法的比较。氯醇法 氯醇法生产环氧乙烷可分为两步：首先水和氯气反应，生成乙烯，乙烯再与次氯酸反应，生成氯乙醇；生成的氯乙醇经石灰乳皂化后就可得到环氧乙烷。这种方法存在以下的缺点：产生大量的污水，消耗大量的氧气，造成严重的环境污染。乙烯和次氯酸反应生产氯乙醇时，会发生副反应，产生二氧化碳等副产物，在氯乙醇皂化生产环氧乙烷的过程中，环氧乙烷可发生异构化变成乙醛，造成环氧乙烷大量损失，乙烯的单耗也非常高。氯醇法生产环氧乙烷，醛的含量很高，约为4.2×10-6-5.2

22、×10-6最低也含有2.5×10-6。 氯醇法生产环氧乙烷，存在产量少、消耗高、质量差、装置小的缺点，因而成本也较高，无法与大装置氧化法生产的高质量产品相抗衡，已经失去了市场优势与竞争能力。目前氯醇法已被淘汰，国际化工企业所有装置都是采用乙烯氧化法。直接氧化法 乙烯直接氧化法，可分为氧气直接氧化法和空气直接氧化法。空气直接氧化法： 空气直接氧化法以空气作氧化剂，因此生产中，必须安装空气净化装置，防止带入空气中的有害杂质而使催化剂失活。空气直接氧化法装置的特点是由两台或多台反应器串联，即主反应器和副反应器，在生产过程中，为使主反应器的催化剂活性保持在较高的水平(65%-76%

23、)，通常会以低转化率操作(22%-55%)。氧气直接氧化法：氧气直接氧化法采用氧气或有其它氧源作为氧化剂。由于使用纯氧作氧化剂，连续引入气体的装置中，惰性气体大为减少，未反应完的乙烯理论上可以循环使用。从吸收塔塔顶出来的循环气体须经过脱碳处理以除去二氧化碳，然后循环气返回反应器中，否则二氧化碳含量超过16%时，将会对催化剂的活性造成严重影响。空气直接氧化法和氧气氧化法的比较 这两种方法均采用了列管式固定床反应器。其中反应器是关键设备，与反应效率密切相关，两种方法的反应过程基本相同，包括反应、吸收、蒸馏精制和汽提等工段。但相比之下氧气氧化法具有明显的优势，主要体现在以下几个方面： 1)流程：空气

24、法需增加空气净化系统，吸收塔和二次反应器与等，以及尾气催化转化器与热量回收系统；氧气法需要分离装置和二氧化碳脱除系统。氧气氧化法与空气氧化法相比，前者工艺流程稍短，设备较少，建厂投资少。 2)催化剂：生产中催化剂的用量直接影响到产品成本及收益的高低。催化剂的用量主要受两个因素的影响。一是催化剂自身的性能，如催化剂的转化率和选择性等。氧化法在这方面有优势，因为其催化剂的选择性高，催化剂用量少。另一方面是催化剂中银含量，德国Hals公司的空气氧化法中催化剂银的质量分数约为55%；而氧气氧化法中催化剂银的质量分数约为11%，同样体积的催化剂；含银量却相差40%。反应器：在生产规模无差别的前提下，氧气

25、氧化法需要的反应器较少，而且，反应器都是并联。空气氧化法需要二次吸收和汽提塔等诸多副反应器，设备投资增加。收率和单耗：氧气氧化法生产环氧乙烷收率高于空气氧化法，而且乙烯单体耗量低。反应温度：相比之下，氧气氧化法反应温度较低，可延长催化剂寿命，维持生产的平稳操作。 综上所述，氧气氧化法无论是在生产设备、生产工艺、反应条件、产品收率方面都有明显的优越性，因此目前世界上EO/EG生产装置大都采用氧气氧化法。但是氧气氧化法采用纯氧作为原料，因此氧气价格的上涨会对氧气氧化法的生产总费用产生较大的影响，而空气氧化法就不存在这样的问题。氧气氧化法要求原料有的较高纯度，氧气纯度低会显著增加放空气体中含烃气体的

26、数量，造成乙烯消耗量提高。尽管如此，氧气氧化法的生产成本通常要比空气氧化法低15%左右。 实验部分1. 主反应与副反应 以乙烯、氧气(空气或纯氧)在银作为催化剂，催化合成环氧乙烷，发生的化学反应如下：主反应： 主应是放热反应，在155 左右时每生成lmol的环氧乙烷，会放出 l06.29KJ 的热量。 工业上用的催化剂是由载体、活性组分银和助催化剂组成的。载体载体可以分散活性组分银，防止银微晶的结块和半熔，使催化剂保持稳定的活性。常用的载体有-Al2O3、碳化硅和含有少量Si02 的-Al2O3等。一般其表面小于1.1m2/g，孔隙率为3555%，平均孔径为11m左右 。活性组分大多数金属氧化

27、物和金属催化剂，对乙烯的环氧化反应选择性很差，环氧化反应主要生成水和二氧化碳。但金属银不同，在银催化剂上乙烯能很好地被氧化为环氧乙烷。（3）助催化剂所用助催化剂包括稀土金属、碱土金属和贵金属等。用得最广泛的是 Ba和Ca 。在催化剂中添加少量的钡、钙等碱土金属作为助催化剂，能很好地分散银微粒，并防止银微晶熔结，可以提高催化剂的稳定性，延长其使用寿命。此外还能加速环氧化速度。但含量不宜过多。含量过多，催化剂活性反而下降。碱金属以KCl为助催化剂，效果较为明显，添加适量的KCl，可提高催化剂的选择性。（4）抑制剂 在银催化剂中加入少量的氯、硒、溴、碲等，可抑制二氧化碳的生成，对提高银催化剂的选择性

28、有很好的效果，缺点是催化剂活性降低。这一类物质称为抑制剂或调节剂。如加入氯化物，其用量一般为1.13.2ppm 。如果用量过多，会使催化剂活性会显著下降。但这种失活不是永久性的，停止通入氯化物后，活性又会逐渐恢复。实验仪器 再吸收塔；氧化反应器；解吸塔；列管式固定床反应器，乙二醇进料解吸塔；洗涤塔；环氧乙烷精制塔；再生塔；接触塔；循环压缩机四、工艺流程 乙烯直接氧化法生产环氧乙烷的工艺流程如下图所示。氧气、乙烯与循环气混合，混合后预热，进入列管式固定床反应器（1），反应器内装有银催化剂。氧气与乙烯反应生成环氧乙烷，生成的热由壳程沸水蒸发而撤除，从而保证催化剂床层的温度保持稳定，反应气经热交换器

29、冷却后，进入环氧乙烷洗涤塔（2），在塔中用贫循环水喷淋洗涤以吸收环氧乙烷，未被吸收的气体分成两路：86%经过压缩机（9）升压，返回氧化反应器， 14% 经过接触塔（7），用K2C03溶液吸收其中的CO2, 除去CO2后返回至氧化反应器中。从洗涤塔底部出来的环氧乙烷水溶液送入环氧乙烷解吸塔（3），解吸后出来的气体中，除了环氧乙烷外，溶解于水中的其它微量气体如:CH4、O2、CO2、Ar、 C2H4也随之被解吸出来。解吸塔塔釜出来的贫循环水返回至洗涤塔（2）。从解吸塔顶出来的气体中的环氧乙烷到再吸收塔（4）， 在塔内与工艺水接触而被再吸收。未被吸收的顶部气体经过CO2 脱除系统。脱去CO2后送回循

30、环气系统，吸收液送回乙二醇进料解吸塔中（5）不含CO2的环氧乙烷溶液被分成两部分，一部分送到环氧乙烷精制塔（6），另一部分送到乙二醇反应工段，顶部侧线采出环氧乙烷。环氧乙烷生产工艺流程1氧化反应器；2洗涤塔；3解吸塔；4再吸收塔；5乙二醇进料解吸塔；6环氧乙烷精制塔；7接触塔；8再生塔；9循环压缩机数据分析1. 反应温度温度会直接影响反应速度，乙烯的直接氧化和其它多数反应一样，反应速度会随温度的增加而加快。在乙烯环氧化过程中，存在着完全氧化与不完全氧化的剧烈竞争，而反应温度是影响竞争的主要外界因素。温度较低时有利于提高环氧乙烷的选择性，但转化率会降低；在反应系统中，随这温度的升高，转化率会提高

31、，但选择性却下降了。当温度超过了310 时，反应几乎全部生成水和二氧化碳。所以，在工业生产当中，权衡转化率和选择性这两个方面非常重要，可以根据其数据来确定适宜的操作温度，以达到较高的氧化产率和收率。对氧气氧化法，通常操作温度为 221281 。乙烯直接氧化过程的主副反应都是强烈的放热反应，且副反应（深度氧化）的放热量是主反应的十几倍之多。由此可知，当反应温度稍稍变高，反应热就会不成比例地骤然增加，引起恶性循环，使反应过程失控。所以，在工业生产之中，对于氧化操作一般都会设有自动保护装置，以防止温度失控。由于催化剂的活性会随着使用时间的增加而逐渐下降，这不可避免。为了在整个生产过程中生产过程保持稳

32、定，在初期使用催化剂时，应该采用较低的反应温度，然后逐渐升高操作温度，这样在催化剂使用的末期才能升到允许的最高温度值。2. 反应压力乙烯直接氧化反应的过程中，主反应体积减少，而副反应（深度氧化）体积，因此采用加压操作对主反应有利。但主、副反应基本都是不可逆的反应，因此压力对主、副反应的平衡没有多大的影响。目前工业生产中大多数采用加压操作，其目的是提高氧气和乙烯的分压，以此加快反应速度， 可提高反应器的生产能力，有利于从反应产物中回收环氧乙烷。但压力太高的话，可能产生其它物质，且环氧乙烷会聚合，催化剂表面会结炭，影响催化剂的使用寿命。目前工业生产中，氧气氧化法的操作压力为1.0233.049MP

33、a。3. 空间速度空间速度也是影响反应选择性和转化率的重要因素之一。若空间速度增大，催化剂与反应混合气的接触时间缩短，转化率会降低，但深度氧化会使副反应减少，反应的选择性会提高。 空间速度的确定取决于诸多因素，如反应器管径、反应物浓度、催化剂类型、压力、温度、等，这些因素相互关联，当其它条件确定以后，空间速度的大小主要取决于催化剂的性能，若催化剂活性高，可采用高空间速度。工业装置上的操作范围一般为41008100h-1。4. 原料配比 原料中氧气与乙烯的配比对氧化反应过程的影响也是很大的。其配比值主要决定于原料混合气的爆炸范围。空气与乙烯混合物的爆炸范围为28.62.75%（体积）。在原料配比

34、方面，目前有两种方案，一是高乙烯低氧气，是在选择性和转化率分别为71% 和29% 左右时，操作压力1.12.1MPa，温度151281，把最高氧含量定为5.97.1%，正常投产控制在5.66.1%，相应乙烯的含量定为3.65.1% 。另一种是低乙烯高氧气，一般控制氧含量在1317%，而乙烯含量控制在原料混合气的爆炸范围以下，一般在1.81%以下。这两种情况，从经济效益和生产能力看，高乙烯低氧气的配比是比较优越的，但若乙烯量提高不当，将导致尾气中乙烯损失量增加。同时，由于尾气循环操作，原料气中二氧化碳气逐渐积累，氧含量从而相对下降，当乙烯含量接近5.11% 时，反应温度最难控制，会升高迅速，造成

35、 “飞温 ”的结果。5. 原料纯度在乙烯直接氧化过程中，诸多杂质会对反应过程催及化剂性能带来不良影响，所以对原料的纯度要求较高，空气和乙烯必须进行十分仔细的净化处理。为了防止催化剂中毒而失去活性，乙烯和空气中不得含有硝化物、卤化物、硫化物等酸性气体；而乙炔是非常有毒的杂质，乙炔在反应过程中会发生燃烧反应，产生大量的热量，使反应的温度难以控制在反应条件下，乙炔还可能发生聚合而粘附在银催化剂的表面、产生积炭，影响催化剂活性。另外，乙炔还能与银生成有爆炸危险的物质：乙炔银；氢气和一氧化碳的存在，不仅对反应器的热过程和催化剂活性有影响，而且氢气的存在，显然增加了原料气的爆炸危险性；丙烯和其它高级烯烃的

36、存在，均会发生燃烧反应，放出大量热量（如1mol丙烯燃烧会放出2072.7KJ的热量，约为乙烯燃烧热的1.51倍），将使反应过程恶化，操作控制更加困难，另外，这些烯烃也容易在催化剂表面积炭而影响活性；含氧烃类的存在也能使催化剂表面积炭，使催化剂失活；因为甲烷有较大的热容，所以基本上是惰性的，有利于反应器的稳定操作。原料气中含有甲烷和乙烷可提高氧的爆炸极限浓度。所以在工业生产中，对原料乙烯纯度控制指标通常为：炔烃10.01ppm（体积），硫5.02ppm, C3以上烯烃0.12%（体积），氢、甲烷、乙烷均小于0.53%。 6. 致稳剂(稀释剂) 加入致稳剂，主要作用是缩小原料混合气的爆炸浓度范围

37、，而且具有较高的比热容，以移走部分反应热。在过去，大多数企业使用氮气作致稳剂，现在工业装置上一般都采用甲烷作致稳剂，这是因为甲烷致稳较氮气致稳，还可提高原料气中氧气的最高允许浓度，而且甲烷的比热容是氮气的1.36倍，因此提高了传热效率。7. 抑制剂乙烯直接氧化过程中，如何抑制深度氧化的产生，以便于提高环氧化物的选择性，一直是一个关键问题。生产中除了采用优良的催化剂，有效移走反应热以及控制适宜的转化率外，在反应系统中还使用了适量的抑制剂抑制副反应。工业上一般采用1,2-二氯乙烷为抑制剂，在原料气中，其浓度通常为 O.OO12l.01ppm（体积)。它随着原料气的操作条件和组成不同而有所差异。比如

38、，在催化剂预处理的阶段，抑制剂的用量会稍高一些；而在加压循环反应工段，由于反应系统中氧气浓度降低，乙烯氧化速度也降低，抑制剂用量则会稍低一些。环氧乙烷的工艺研究单位国内主要研究单位包括中石化和中石油下属企业。另外还有与生产单位有合作关系的高。序号单位备注1浙江省师范大学CN11012658242/一种乙烷一步法氧化直接制环氧乙烷的方法2山东省科技大学CN21013021294/一种带有急冷工段的列管式环氧乙烷反应器3中石油集团工程设计有限责任公司东北分公司CN10112601093/环氧乙烷/乙二醇生产装置的环氧乙烷洗涤技术的改进工艺4中国石油化工上海石化研究院 C一

39、种用于环氧乙烷开环与聚合的复合催化剂的制备方法5华东理工大学一种乙烯直接催化氧化合成环氧乙烷的方法（科技成果）环氧乙烷与氧气混合器的开发研究（科技成果）加压三相床环氧乙烷合成的研究（科技成果）加压三相系环氧乙烷的合成工艺（科技成果）环氧乙烷的生产工艺的改进环氧乙烷在早期采用氯醇法生产工艺, 20世纪20年代初,UCC公司进行了工业化生产,公司基于Lefort有关催化剂的研究成果,使用了银催化剂,推出空气法直接氧化乙烯生产环氧乙烷的工艺。在50年代末, Shell公司采用近乎纯氧代替了空气作为环氧乙烷生产的氧原料,推出氧气直接氧化法生产环氧乙烷的工艺,经过不断的改进,到目前为止，较先进的生产方法是利用银作催化剂,在列管式固定床反应器中,乙烯与纯氧气反应,采用乙烯直接氧化法生产环氧乙烷。日本的触媒公司计划于2009年5月在神奈川其工厂建造一套环氧乙烷装置，将试验一种新型的催化剂，设计用来得到比传统工艺高的产率，而且能够减少二氧化碳排放量，降低能耗。美国专利US220801812397A1“生产乙二醇和的环氧乙烷过程”，该专利涉及一种生产乙二醇和环氧乙