环氧丙烷的催化加氢制备及其性能研究

丙烷脱氢高效催化剂的设计及其催化反应机理研究丙烷脱氢高效催化剂的设计及其催化反应机理研究是一个涉及化学工程、催化科学和材料科学的交叉学科课题。

以下是此课题可能涵盖的一些研究内容和方向：1. 催化剂设计：活性组分选择：选择合适的金属或金属氧化物作为催化剂的活性组分。

例如，Pt、Pd、Ru、Co等金属常用于脱氢反应。

载体选择：选择合适的载体来支持活性组分，并提供良好的热稳定性和化学稳定性。

常用的载体有Al2O3、TiO2、ZrO2等。

助剂和修饰剂：通过添加助剂和修饰剂来优化催化剂的活性、选择性和稳定性。

例如，添加碱土金属、稀土元素或非金属元素。

2. 催化剂制备方法：物理混合法：将活性组分与载体直接混合，然后进行干燥和烧结。

化学沉积法：利用可溶性的盐与载体反应，生成相应的金属氧化物或氢氧化物。

浸渍法：将载体浸入金属盐的水溶液中，然后干燥和烧结。

溶胶-凝胶法：通过金属醇盐的水解和聚合反应制备前驱体，再经热处理得到催化剂。

3. 催化反应机理研究：吸附研究：研究丙烷在催化剂表面的吸附行为，包括吸附能、吸附态和吸附位点。

中间产物研究：通过在线红外、质谱等技术研究反应过程中产生的中间产物。

动力学研究：建立丙烷脱氢的动力学模型，了解反应路径和速率控制步骤。

4. 催化剂性能评价：活性测试：在固定床或流化床反应器中测试催化剂的丙烷脱氢活性。

选择性测试：测试催化剂在丙烷脱氢过程中的产物选择性。

稳定性测试：通过长时间运行测试催化剂的稳定性。

5. 工业应用前景与挑战：探讨丙烷脱氢高效催化剂在工业生产中的潜在应用，以及目前面临的挑战和技术瓶颈。

此课题的研究不仅有助于深入理解丙烷脱氢的催化反应机理，而且对于开发高效、稳定的催化剂具有重要的指导意义，为丙烷脱氢工业生产提供技术支持和理论依据。

丙烯氧化制环氧丙烷生产工艺研究现状1.催化剂的选择丙烯氧化制环氧丙烷的关键步骤是选择合适的催化剂。

传统的催化剂包括过渡金属复合物、碱金属盐类等。

然而，这些催化剂常常具有活性低、选择性差等缺点。

因此，近年来研究者开始开发新型催化剂，例如基于非贵金属的催化剂、离子液体等。

这些新型催化剂在提高丙烯氧化的活性和选择性上具有潜力。

2.丙烯氧化反应条件的优化丙烯氧化反应的条件对产率和选择性都有很大影响。

目前，研究者主要关注反应温度、氧气分压、溶剂种类等因素的优化。

例如，通过调整反应温度和氧气分压，可以提高环氧丙烷的产率和选择性。

此外，合适的溶剂选择也能够提高反应效果。

3.过程工艺的改进丙烯氧化制环氧丙烷的过程工艺包括丙烯的氧化反应、环氧丙烷的分离纯化等。

近年来，研究者主要关注分离纯化过程的改进，以提高环氧丙烷的纯度和产量。

例如，采用新型吸附剂、膜分离技术等可以提高分离效率和减少能耗。

4.催化剂的再生和废物处理丙烯氧化反应产生的催化剂活性逐渐降低，需要进行再生或更换。

目前，研究者主要研究催化剂的再生方法，例如通过还原、酸洗等方式可以恢复催化剂的活性。

同时，废物处理也是一个重要的问题，研究者致力于减少废物产生，提高资源利用率。

综上所述，丙烯氧化制环氧丙烷的生产工艺研究目前主要关注催化剂的选择、反应条件的优化、过程工艺的改进以及催化剂的再生和废物处理。

通过这些方面的努力，将能够提高环氧丙烷的产率和纯度，降低生产成本，推动丙烯氧化制环氧丙烷工艺的发展。

环氧丙烷直接氧化法调研报告【产品概况】环氧丙烷(PO)是重要的有机化工原料，在丙烯的衍生物中仅次于聚丙烯和丙烯腈，居第三位。

PO化学性质极其活泼，应用极为广泛。

以PO为原料生产聚醚多元醇进而生产聚氨酯是其最大用途；其次可用于生产聚氨酯弹性体及用途广泛的丙二醇、丙二醇醚等表面活性剂；还可用于生产油田破乳剂、农药乳化剂及润湿剂等。

全称为1，2-环氧丙烷，有氯醇法、共氧化法和直接氧化法（HPPO）三种工业生产工艺。

国内只有氯醇法和共氧化法，按产量计算，氯醇法占74%，共氧化法占26%，事实上，共氧化法只有惠州中海壳牌石油化工有限公司一套装置。

中石化在浙江镇海的共氧化法装置已基本建成，正在调式阶段。

国内目前无直接氧化法生产装置。

国内环氧丙烷的年产能与需求对照表单位：万吨年份2007 2008 2009 2010产能90.5 115 130 155需求75 101 110 130【行业动态】巴斯夫、陶氏化学等公司已经完成环氧丙烷直接氧化法工业化规模生产试验，于2009年在比利时安特卫普建成产能为300kt/a的第一套装置并运营；于2011年陶氏化学和泰国SCG集团将在泰国建成年产390kt/a规模的直接氧化法环氧丙烷第二套装置，两套装置均采用先进的HPPO工艺技术。

2007年，中海油壳牌合资公司在惠州建成年产250kt/a环氧丙烷和550kt/a苯乙烯联产装置；2010年3月中石化在浙江镇海炼化建成第一套具有世界级规模的环氧丙烷/苯乙烯（PO/SM）联产装置，28.5万吨/年环氧丙烷、62万吨/年苯乙烯装置由中石化与美国利安德公司合资兴建,以上两套装置采用的是共氧化工艺技术。

国内其他装置均为氯醇法。

【技术动态】大连化学物理研究所研发的双氧水直接氧化丙烯制环氧丙烷新技术，于2008年8月10日通过专家组鉴定。

该项新技术将改变传统环氧丙烷生产工艺污染严重等弊端，实现了业界一直追求的环境友好环氧丙烷工艺路线的目标。

用于制备环氧丙烷的催化剂及其制备方法一、引言环氧丙烷是一种重要的有机化工原料，广泛应用于涂料、塑料、胶粘剂等领域。

其制备通常采用催化剂促使丙烯气体与过氧化氢反应生成环氧丙烷。

本文将介绍一种常用的制备环氧丙烷的催化剂及其制备方法。

二、催化剂的选择制备环氧丙烷的催化剂通常选择金属离子或复合催化剂。

其中，过渡金属盐类催化剂具有较高的活性和选择性，如金属盐类，如银盐、钴盐、钛盐、铁盐等。

复合催化剂由金属盐类与助催化剂组成，如钒酸盐、钼酸盐、钨酸盐等。

这些催化剂具有较高的催化活性和稳定性。

三、制备方法（一）溶剂法制备催化剂1. 溶剂法制备金属盐类催化剂将金属盐溶解于有机溶剂中，如甲醇、乙醇、丙酮等。

待金属盐溶液均匀后，通过蒸发溶剂或加入抗溶剂，得到金属盐类催化剂的沉淀。

最后，将沉淀经过滤、洗涤、干燥等步骤得到催化剂。

2. 溶剂法制备复合催化剂将金属盐与助催化剂按一定比例混合溶解于有机溶剂中。

通过蒸发溶剂或加入抗溶剂，得到复合催化剂的沉淀。

最后，将沉淀经过滤、洗涤、干燥等步骤得到催化剂。

（二）沉淀法制备催化剂1. 沉淀法制备金属盐类催化剂将金属盐逐滴加入含有助溶剂的溶液中，通过反应生成金属盐类的沉淀。

最后，将沉淀经过滤、洗涤、干燥等步骤得到催化剂。

2. 沉淀法制备复合催化剂将金属盐与助催化剂按一定比例混合后逐滴加入含有助溶剂的溶液中，通过反应生成复合催化剂的沉淀。

最后，将沉淀经过滤、洗涤、干燥等步骤得到催化剂。

四、催化剂的表征催化剂的表征是确保催化剂质量和活性的重要步骤。

常用的表征方法包括X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）等。

这些表征方法可以分析催化剂的晶体结构、化学成分和形貌特征，进而评估催化剂的性能。

五、催化剂的应用制备环氧丙烷的催化剂通常采用气相或液相反应。

在实验条件下，将丙烯气体与过氧化氢在催化剂的存在下反应，生成环氧丙烷。

反应条件包括温度、压力、催化剂用量等。

一.环氧丙烷的简介:环氧丙烷，又名氧化丙烯、甲基环氧乙烷，是非常重要的有机化合物原料，是仅次于聚丙烯和丙烯腈的第三大丙烯类衍生物。

其结构式为：环氧丙烷在常温常压下为无色透明低沸易燃液体，具有类似醚类气味；环氧丙烷工业产品为两种旋光异构体的外消旋混合物。

凝固点-112.13℃，沸点34.24℃，相对密度(20／20℃)0.859，折射率(nD)1.3664，粘度(25℃)0.28 mPa?S。

与水部分混溶[20℃时水中溶解度40.5％(重量)；水在环氧丙烷中的溶解度12.8％(重量)]，与乙醇、乙醚混溶，并与二氯甲烷、戊烷、戊烯、环戊烷、环戊烯等形成二元共沸物。

有毒，对粘膜和皮肤有刺激性，可损伤眼角膜和结膜，引起呼吸系统疼痛，皮肤灼伤和肿胀，甚至组织坏死。

环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。

同时，环氧丙烷也是重要的基础化工原料。

我国环氧丙烷(PO)产业发展受技术水平、环保因素、原料供应等三方面影响，部分装置一直难以满负荷生产，2001年以后，国内PO产能、产量增幅均不是很大，而同期聚氨酯等下游消费领域需求则保持高速增长，国内供需缺口进一步拉大，见表1、表2。

表1 2005年我国PO消费结构%消费领域比例消费领域比例聚醚多元醇84.76醇醚1.87PG/DM C7.78表面活性剂等3.27碳酸丙烯酯2.33表2 2001-2005年我国PO市场供需状况统计万t/a年份产能/万t.a-1产量进口量出口量表观消费量自给率/%20 01 47.633.03.6忽略36.6 90.220 02 49.032.05.3忽略37.3 85.820 03 49.041.411.6 0.1 52.9 78.320 04 55.543.019.10.1 62.0 69.420 05 55.551.315.11.0 65.4 78.420 06E 95.569.012.1.0 80.0 85.0随着中海壳牌25万t/a装置、山东石大胜华4万t/a、天津大沽6万t/a扩建装置、山东东大3万t/a等装置的投产，截至2006年末我国PO产能已增长至95.5万t/a，同比增长72%。

西北大学硕士学位论文环氧丙烷催化异构化制备烯丙醇的研究姓名：张莉申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：樊君20071101环氧丙烷催化异构化制备烯丙醇的研究作者：张莉学位授予单位：西北大学相似文献(6条)1.期刊论文张昉.李和兴.ZHANG Fang.LI He-xing介孔Ru-PPh2-KIT-6催化剂应用于水相中烯丙醇异构化的研究-分子催化2008,22(1)以2-(二苯基膦)乙基三乙氧基硅烷和正硅酸乙酯为混合硅源,运用延时共缩聚法制备带有二苯基膦(PPh2-)修饰配体的KIT-6型介孔氧化硅材料,通过络合Ru(Ⅱ)获得固载化Ru(Ⅱ)有机金属催化剂(Ru-PPh2-KIT-6),该催化剂具有规整介孔结构.在水相烯丙醇异构化反应中显示高活性和高选择性,催化性能接近均相催化剂,活性相与载体结合牢固,能够重复使用5次以上.2.学位论文张昉介孔结构氧化硅固载钌有机金属催化剂及其在水介质中高烯丙醇异构化反应中催化性能的研究2006开发出能够在无毒无害的水介质中使用高效催化剂是实现绿色化学目标的重要组成部分。

介孔硅材料具有大比表面积、规整的孔道结构，能够保证负载催化剂活性位的高分散，维持均相催化剂原有的活性和选择性。

同时，介孔硅材料表面具有丰富的羟基，易于表面功能化，为固载化均相催化剂提供了良好的基础。

最重要的是非均相催化剂能够克服均相催化剂与产物分离难、无法重复使用的不足，因此更适合于工业化应用。

本论文采用表面活性剂自组装法合成了一系列具有不同结构的介孔硅材料和NH2-MCM-41、NH2-SBA-15、PPh2-SBA-15、PPh2-SBA-16、PPh2-KIT-6以及PPh2-FDU-12系列有机-无机杂化硅材料，以此为载体，采用共价键接枝方法固载过渡金属化合物RuCl2(PPh3)3，得到具有纳米介孔结构的有机金属催化剂。

选择高烯丙醇异构化反应为探针，尝试以水代替有机溶剂，开辟在环境友好介质中进行有机合成的新途经。

环氧丙烷生产方法与工艺环氧丙烷是一种重要的有机合成原料，广泛应用于涂料、塑料、胶粘剂等化工领域。

下面将介绍环氧丙烷的生产方法和工艺。

环氧丙烷的生产方法主要有环氧化法和氯氧化法两种。

其中，环氧化法是目前应用最广泛的一种方法。

环氧化法的工艺流程如下：1.原料准备：将丙烷加入反应器中，并加入过量的过氧化氢作为氧化剂。

同时，加入催化剂，常用的催化剂有过硫酸铵或过硫酸钠。

2.氧化反应：在适宜的温度和压力下，将反应器中的丙烷和氧化剂反应，生成环氧丙烷。

3.分离纯化：将反应混合物通过蒸馏或吸附等方法进行分离纯化，得到高纯度的环氧丙烷。

环氧化法的反应条件需要控制得当。

适宜的反应温度通常在40-60℃范围内，较高的温度会导致副反应的发生，影响环氧丙烷的产率和纯度。

反应压力一般在1-2MPa之间，过高的压力会使反应剧烈，过低则会影响反应速率。

在环氧化法中，催化剂的选择也十分重要。

催化剂可以提高反应速率和环氧丙烷的产率。

目前，过硫酸铵或过硫酸钠是最常用的催化剂，在反应中起到氧化剂活化的作用。

相比之下，氯氧化法工艺相对较少应用。

该方法通过将丙烷和氯气反应，生成1,2-二氯丙烷，再经过脱氯反应生成环氧丙烷。

虽然氯氧化法原料较为简单，但由于氯气具有较高的毒性和危险性，操作风险较大，且生成的1,2-二氯丙烷需要通过脱氯反应去除氯原子，工艺相对繁琐，因此应用较少。

环氧丙烷的生产过程中有一些关键点需要注意。

首先是原料的选择和储存，丙烷的纯度和质量对于反应效果和产物纯度有很大影响。

其次是反应器的设计和选择，反应器需要耐压、抗腐蚀和优良的热传导性能。

最后是分离纯化工艺，通常采用蒸馏或吸附等方法进行分离纯化，以获取高纯度的环氧丙烷。

综上所述，环氧丙烷的生产方法主要有环氧化法和氯氧化法。

其中，环氧化法是目前应用较广泛的一种方法，具有工艺简便、原料易得等优点。

随着化工技术的不断发展，环氧丙烷的生产工艺也在不断改进，以提高产率和纯度，并减少对环境的影响。

环氧化物的选择性催化加氢反应研究环氧化物作为一种重要的有机化合物，广泛应用于日用化学工业和医药化学领域。

由于它的独特结构和广泛用途，环氧化物的研究一直是化学和工业界关注的热点之一。

而选择性催化加氢反应则是环氧化物研究中的重要领域之一。

本文将介绍环氧化物的选择性催化加氢反应的研究进展。

1. 环氧化物的选择性催化加氢反应环氧化物的选择性催化加氢反应是指通过催化作用将环氧环上的氧原子加氢成为醇类或醚类物质的反应过程。

这个过程需要对不同的环氧化物进行精细控制，以达到高效、高选择性的加氢反应。

在这个过程中，催化剂的选择是非常重要的，催化剂的种类和性质会直接影响到反应的效果。

2. 催化剂的选择目前，常用的环氧化物选择性加氢反应催化剂主要有两种类型：一种是金属催化剂，例如贵金属催化剂Pt、Pd等，它们通常具有高效率和高选择性的特点；另一种是非金属催化剂，例如氮掺杂碳催化剂（NC），这种催化剂具有低毒性、低成本和环保等优点，并且特别适合快速催化加氢反应。

在金属催化剂中，钯(Pd)催化剂是一种较常用的催化剂。

研究表明，钯催化剂具有高催化活性、高介质适应性和高化学选择性等优点，适合在环氧化物催化加氢反应中使用。

此外，铂(Pt)也是一种有效的催化剂，它的选择性特别适合进行不对称加氢反应。

3. 催化反应机制环氧化物的选择性催化加氢反应的机制被认为是一个选择性的加氢还原反应。

其反应机制可以被简化为三个基本步骤：(1)环氧化物的吸附，包括氧原子的解离，赋予其较高的反应能储备；(2)加氢过程，包括H原子的吸附，反应内生成过渡态；(3)生成醇或醚类产物。

这个反应机制中，催化剂的吸附和解离过程是这个反应的关键，催化剂的特征决定了它对环氧化物加氢还原反应的影响。

4. 环氧化物的催化加氢反应应用环氧化物的催化加氢反应广泛应用于合成有机化学品的制造过程中。

例如，对环氧丙烷的选择性催化加氢还原反应使得生产1,2-丙二醇等高附加值有机化学品变得简单而容易。

HPPO环氧丙烷项目 工艺描述&反应原理一、流程概述HPPO工艺基于固定床反应系统制备环氧丙烷，该系统带有钛硅沸石挤出物粒子催化剂，粒子尺寸大约为3-5mm。

管束反应器（单段式反应器系统（R001A-C），用于移除反应过程中产生的相当大的反应热。

所有三个反应器系统通常都是平行操作的，但是也可以单独操作，例如，系统内其中一个反应器的再生操作。

反应器中以甲醇作为溶剂，质量百分比为50-70%的双氧水与丙烯反应生成环氧丙烷，并伴生少量的副产物。

在反应器入口，丙烯和过氧化氢的摩尔比，丙烷和丙烯的质量比以及甲醇和双氧水中水的质量比，明确了进入每个反应器内的进料组成。

为了达到反应目的，投用一个C3分离塔，精炼界区外来的丙烯，在此丙烷从原料丙烯中分离并送到界区外。

由于进入反应器的最初混合物和在每个反应器出口的产物混合物都是两相的，为了优化工艺条件，需要把丙烯和甲醇分开加料到每个反应器中，反应产物在反应器的底部也要相分离。

两个液体相的分布是通过位于每个反应器顶端的两相液体分布器完成的，从而实现反应系统的两相向下汇流至反应区。

通过闪蒸系统分离和回收过量的丙烯，此系统能回收90%未参与反应的丙烯。

C3汽提塔与回收C3压缩机成套单元,C3精馏塔和冷凝系统相连接回收剩余部分丙烯，经过冷凝后的残余气体送至净化气洗涤塔。

在净化气洗涤塔中用甲醇作为洗涤液，净化气洗涤塔作为废气的排放出口，可尽量避免任何丙烯损失。

环氧丙烷的分离通过由预分离塔、C3汽提塔和PO塔组成的系统完成。

预分离装置将环氧丙烷和丙烯中大部分的甲醇及水分离出去。

在C3汽提塔中，残余少量的丙烯会被去除，然后送入回收C3压缩机成套单元中。

最后，从PO塔顶产出提纯后的环氧丙烷产品，而带有一些水的甲醇会在塔底采出。

环氧丙烷精制是在PO塔萃取区内脱净甲醇，并在反应区内通过与精制剂反应去除乙醛。

两个部分整合在PO塔的中部，而水在塔上部精馏区内几乎全部被除去。

来自预分离塔底部和PO精馏塔底部甲醇和水的混合物中的乙醛及缩醛含量在加氢反应器中可以有效减少。

环氧丙烷生产技术进展目前环氧丙烷（PO）生产工艺主要有氯醇法和共氧化法（又称联产法、哈康法）二种。

传统的氯醇法工艺采用氯水与丙烯发生氯醇化反应，生成中间体氯丙醇，然后用石灰化皂化。

每产1吨PO需耗用氯气1.35~1.85吨，副产二氯丙烷50~150公斤，产生废渣CaCl2约2吨，含有机物废水40~80吨。

生产过程中氯水还会严重腐蚀设备，综合治理投资较大。

近年新建装置采用共氧化法（氢过氧化物氧化法）较多。

根据原料和联产品的不同，该法分为乙苯共氧化法和异丁烷共氧化法。

与先前的工艺相比，生成的联产品大大提高了PO的生产经济性。

乙苯氢过氧化物法以乙苯和丙烯为原料生产PO和苯乙烯（简称POSM法）。

在联产品苯乙烯有市场需求时，该工艺有较好的经济效益。

每生产1吨PO联产2.25~2.40吨苯乙烯单体。

最近，莱昂得尔化学公司和拜尔公司将在荷兰鹿特丹建设世界规模级POSM装置，拟生产28.5万吨/年环氧丙烷和64万吨/年苯乙烯，定于2003年投产。

陶氏化学公司也将在美国墨西哥湾建设POSM装置，拟生产25万吨/年环氧丙烷和57.5万吨/年苯乙烯。

为解决氯醇法的环境问题和共氧化法的联产副产品问题，近年来又开发了一些新工艺。

住友化学公司的新工艺采用钛基催化剂的固定床反应器，丙烯通过丙烯过氧化物中间体转化为PO，不产生副产物。

该工艺采用过氧化氢异丙苯（CHP）为氧化剂。

CHP使丙烯环氧化得到PO和二甲基苄醇，后者脱水为α-甲基苯乙烯，然后再加氢生成异丙苯，异丙苯氧化成CHP，循环使用。

该工艺具有技术和经济上的魅力，不产生副产物，因无需联产苯乙烯所需的辅加设备，装置投资费用比POSM联产法低1/3，也无需基于氯的氯醇法工艺所需的防腐设备。

住友化学公司己投资1亿多美元，在日本千叶建设20万吨/年环氧丙烷装置，可望于2002年投产。

德固萨公司和克虏伯-乌德公司以及我国大连化学物理研究所均在开发使用过氧化氢使丙烯催化环氧化生成环氧丙烷的新工艺。