1983-正丁烯氧化脱氢反应机理

1-丁烯氧化1,3-丁二烯动力学
丁烯氧化1,3-丁二烯是一种重要的化学反应，其产物可以用于制备
丁二酸、异戊二酸等化合物。

本文将介绍丁烯氧化1,3-丁二烯的动力学
过程。

丁烯是一种不饱和烃，其分子式为C4H8。

丁烯氧化1,3-丁二烯是通
过将丁烯和氧气在存在催化剂的条件下反应得到的。

此反应的催化剂通常
为过渡金属，如铑、铑钯合金、钯等。

反应机理如下：
首先，丁烯与氧气反应生成过渡态丁烯醇醛，随后发生异构化反应得
到1,3-丁二烯。

C4H8+O2→C4H7OOH*。

C4H7OOH*→C4H6CH=CH2+HO2*。

然后，1,3-丁二烯与氧气反应生成过渡态1,3-丁二烯醇醛，最终生
成戊二酸。

C4H6CH=CH2+O2→C4H5OOH*。

C4H5OOH*→HOOCCH2CH=CHCH2OO*。

HOOCCH2CH=CHCH2OO*→HOOC(CH2)3COOH+OH*。

上述反应中，*表示反应中间体或过渡态。

其中，反应速率决定于催
化剂种类、反应物浓度、温度等因素。

总之，丁烯氧化1,3-丁二烯是一种有用的化学反应，可以用于制备
多种化合物。

了解其动力学过程有助于优化反应条件，提高产率和选择性。

有机合成工艺学作业一、单选题（共10 道试题，共100 分。

）1. 催化加氢是指有机化合物中一个或几个不饱和的官能团在催化剂的作用下与氢气发生加成反应；而催化脱氢是在催化剂的作用下，烃类脱氢生成二种或两种以上新物资，通过加氢和脱氢过程，可以合成氨、（甲醇）、丁二烯、苯乙烯等非常重要的基本有机化工产品。

2. 合成甲醇的产物中，除目的产物外，还含有二甲醚、异丁醇、甲烷等副产物。

合成甲醇早期为高压法，由于它存在许多无法克服的缺点，被后来发展起来的低压法所取代，低压法的动力消耗为高压法的（60% ）左右。

3. 催化脱氢可以生成高分子材料的重要单体，产量最大、用途最广的两个产品是苯乙烯和（丁二烯）。

4. 合成甲醇的技术自20世纪80年代来主要取得了（三）个新成果。

5. 正丁烯氧化脱氢制丁二烯过程中，主要的副反应有（六）个。

6. 丁二烯的用途较大，目前它的主要来源是裂解副产品混合C4通过特殊精馏得到，西欧和日本的全部、美国（80%）的丁二烯是通过这一途径得到的。

7. 合成甲醇的反应机理有许多学者进行了研究，也有很多报道，归结起来有（三）种假定。

8. 甲醇作为化工原料的用途越来越广，它既可以直接合成汽油，也可以作为无铅汽油的优质添加剂，它的主要原料是合成气，据统计，世界上（80% ）的甲醇来源于天然气。

9. 乙苯脱氢制得苯乙烯的工艺进行不断改进，主要从（三）方面着手。

10. 苯乙烯是高分子材料的一种重要单体，由于市场需求旺盛，苯乙烯的产量不断增加，目前生产苯乙烯的主要方法是乙苯脱氢法，主要原料是（乙烯和苯）。

1. 催化自氧化反应的机理属于自由基机理，起决定作用的是（链引发）过程。

2. 氧化反应在化工领域中比较常见，它具有许多特征，综合起来有（四）大特征。

3. 烃类氧化过程中，氧化剂可以在空气、纯氧、过氧化氢和其他过氧化物中选择，目前最常用的是（空气和纯氧）。

4. 异丙苯法生产苯酚和丙酮的工艺流程中，从烷基化反应开始到反应混合物中产品的精制分离，一共需要经过（八）个单元。

1-丁烯氧化生成1,3丁二烯动力学
1,3丁二烯是一种十分重要的有机物质，它被大量用于制备聚酯
类高分子、聚酰胺类高分子、塑料衍生物等材料。

1,3丁二烯的生产一般由丁烯氧化进行，其成功的动力学受到了技术界的高度重视。

丁烯氧化反应以氧化态的C2丁烯为原料，氧化剂为水，其活性
和电子的传递，有助于形成1,3丁二烯和产氢气。

此外，提高温度也
有利于氧化反应进行，因此温度对1,3丁二烯生成具有重要作用。

在丁烯氧化过程中，C2丁烯向出氢或脱氢反应。

氢原子一个个逐步脱离，C2生成1,3丁二烯，这是1,3丁二烯形成的基本动力学过程。

1,3丁二烯氧化反应六个分子试剂参与，有C2、H2O、O2、1,3丁二烯、产氢气和再氧化丁烯，C2与H2O存在脱氢反应，产氢气和再氧
化的C2被氧化；另外，空气中的氧气、空气中离子及各种分子可以加
速氧化反应。

另外，在1,3丁二烯的氧化反应过程中，有些抑制剂会抑制反应
的发生，如有机物质、金属离子等，因此控制反应的抑制剂的添加有
助于保证反应的稳定性和质量。

因此，良好控制氧化剂、反应温度、反应压力是保证1,3丁二烯
生成过程可靠的关键技术。

只有对这些参数进行全面、合理地控制，
才能确保反应的稳定性和提高1,3丁二烯的合成率。

一种正丁烷两步法氧化脱氢制备丁二烯的工艺哎，说起化工，可能很多人会想到那些复杂的化学反应和让人头大的化学方程式。

但今天，咱们就聊聊一个听起来挺高大上，实际上挺有趣的工艺——正丁烷两步法氧化脱氢制备丁二烯。

这可是个技术活儿，但别担心，我会尽量用大白话给你讲清楚。

首先，咱们得知道正丁烷是个啥。

正丁烷，就是四个碳原子连成一串的烃，它在自然界中挺常见的，比如天然气里就有它。

而丁二烯，则是四个碳原子连成一串，但中间有两个双键的烃，这玩意儿在化工原料里可重要了，可以用来制造合成橡胶、塑料等等。

好了，现在咱们来聊聊这个两步法。

这个工艺的第一步，就是把正丁烷氧化成正丁醇。

这一步，你得用到氧气和催化剂。

想象一下，正丁烷和氧气在催化剂的帮助下，就像是在跳一支复杂的舞蹈，最后变成了正丁醇。

这个过程需要控制好温度和压力，不然舞步就乱了，产物也就不纯了。

接下来，第二步就是把正丁醇脱氢，变成丁二烯。

这一步，你得用到更多的催化剂，而且温度得更高。

正丁醇在高温下，就像是被加热的冰块，慢慢融化，最后变成了丁二烯。

这个过程也得控制好，不然产物里会有很多杂质，影响后续的使用。

说起来简单，但实际操作起来可不简单。

你得时刻盯着反应器，调整温度、压力，还得时刻检查催化剂的状态。

这就像是在厨房里炒菜，火候、调料都得恰到好处，不然菜就不好吃了。

我记得有一次，我们实验室里做这个实验。

一开始，一切都挺顺利的，正丁烷和氧气在反应器里跳着舞，变成了正丁醇。

然后，我们把正丁醇加热，准备脱氢。

但是，可能是因为温度控制得不好，反应器里突然冒出一股黑烟，吓得我们赶紧关掉了设备。

后来检查发现，原来是催化剂失效了，导致反应失控。

所以，这个工艺虽然听起来挺简单，但实际操作起来，需要很多技巧和经验。

你得像对待一个调皮的孩子一样，时刻关注它，调整它，才能得到你想要的产物。

最后，这个工艺虽然复杂，但它能从廉价的正丁烷中制备出高价值的丁二烯，这对于化工行业来说，可是个不小的突破。

丁二烯生产技术进展及国内市场分析摘要：丁二烯在石油化工领域的烯烃原料中的重要性甚至可以比拟乙烯和丙烯两大主要原料。

丁二烯被广泛用于合成橡胶、丁苯类聚合物胶乳、苯乙烯类材料以及ABS树脂等多样化的产品。

目前丁二烯生产中，仍以裂解馏分提纯丁二烯方式为主，具备相当强的价格竞争力，也是目前世界范围内丁二烯产品最为主要的来源之一。

本文概述了丁二烯的生产技术及其进展，分析了国内丁二烯的生产消费现状及发展前景，提出了我国今后的发展建议。

关键词：丁二烯；生产技术进展；国内市场分析丁二烯通常是指1，3-丁二烯，即乙烯基乙烯。

在石油化工领域中，这是一种相当重要的基础有机原料和合成橡胶单体，也是混合馏分中重要的组分之一。

主要用于生产丁苯橡胶（SBR）、顺丁橡胶（BR）、丁苯胶乳（SBL）、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS）树脂／丁腈橡胶（NBR）、苯乙烯热塑性弹性体（SBC）、己二腈、己二胺、尼龙66（PA66）以及１，４－丁二醇（BDO）等，具有很好的开发利用前景。

1.丁二烯生产技术进展1.1丁二烯生产技术目前，丁二烯的生产方法主要有两种。

其一是由乙烯裂解装置副产的混合馏分抽提获取，即抽提法。

该方法价格低廉，在经济上占很大优势。

其二是由炼油厂烷烃或烯烃馏分脱氢获取，即脱氢法。

该方法只能在烷烃或烯烃资源较丰富的少数几个国家采用。

其中，乙烯裂解副产丁二烯约占目前世界上丁二烯总生产能力的98%，为丁二烯的主要生产工艺。

从乙烯裂解装置副产的馏分抽提丁二烯工艺以萃取精馏为主，根据所使用的溶剂不同，生产方法主要有二甲基甲酰胺法(DMF法)、乙请腈法(ACN法)和N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)等。

1.2技术进展近几年来，随着页岩气行业的快速发展，促使了乙烯裂解装置原料轻质化，来自传统的乙烯裂解副产抽提法的丁二烯市场供应逐步呈现短缺的趋势。

为此，国内外一些企业开始重新关注生产丁二烯的其它工艺。

其中，利用正丁烯或正丁烷为原料脱氢生产丁二烯的技术成为研究热点。

第一章选择：1、合成气的主要成分是A．氢气、一氧化碳B．氢气、甲烷C．氢气、二氧化碳D．甲烷、一氧化碳2、催化剂是蒸汽转化制合成气的技术关键之一，对于烃类转化，最有效的催化剂是A．铜B．铁C．镍D．钴3、在Kellogg天然气蒸汽转化制取合成氨原料气工艺中，原料气的脱硫主要采用钴钼加氢反应和下列哪种脱氢法A．改性ADA法B、氧化锌C．栲胶法D．氨水液相催化法1、干法脱硫中，能把大部分有机硫转化为无机硫的方法是A. 钴-钼加氢法；B .氧化锌法 C 活性炭法；D 氧化铁法2、低温变换催化剂的主要活性成分是A 、CoO B、MgO C 、Fe2O3 D 、Cu3、二乙醇胺（DEA）可用于脱除合成气中H2S和A．NH3 B、CH4 C．CO2 D．Ar4、改良ADA法脱硫剂的主要成分是A．K2CO3 B、Na2CO3 C．NH4OH D．、Na2SO41、合成氨反应是：A.可逆放热反应B. 放热反应C. 可逆吸热反应D. 吸热反应2、氨合成的适宜的条件是A 高温、高压；B 低温、低压；C 高温、低压；D 低温、高压解释概念题1、空间速度1、一氧化碳变换判断题1、通过CO变换可产生更多氢气和降低CO含量。

（）2、合成气干法脱硫中最典型的方法是氧化锌脱硫。

（）3、用碳酸钾水溶液吸收合成气中的CO2是目前应用最广泛的工业脱碳方法。

（）1、用于氨合成的熔铁催化剂，使用前必须升温还原活化。

（）2、氨合成中，氢氮比应略高于3。

（）3、氨合成反应是在高温高压下进行，为了适应该条件，氨合成塔通常由内件和外筒两部分组成，其中内件只承受高温，外筒只承受高压。

（）简答题1、简述合成氨生产的主要工序及其作用2、简述甲烷蒸汽二段转化的目的P353、参考图1.9天然气一水蒸气转化工艺流程示意图，简要回答问题1）1#设备的作用是什么？2）2#设备的作用是什么？3）此工艺为何要设置二段转化？4）为何要向二段转化器中引入经预热至450℃左右的空气？1、简述变换反应为什么存在最适宜反应温度？实际工业生产中常采用什么方式使变换反应温度尽可能接近最适宜反应温度线进行？2、分别从热力学和动力学角度阐述工业生产中氨合成反应的特点。

丁烯脱氢制丁二烯反应热力学分析魏杰;李瑞江;张琪;朱子彬【摘要】对丁烯催化脱氢和氧化脱氢制丁二烯两种反应体系进行了热力学分析,得到反应的标准摩尔焓变△rHθm、标准摩尔吉布斯自由能变△rQθm和标准平衡常数Kθp等基础数据,考察了温度、压力和水烯比等对催化脱氢反应平衡转化率的影响,以及空气中氧气浓度、水烯比和副反应对氧化脱氢反应绝热温升的影响.结果表明:丁烯催化脱氢单程转化率低,高温、低压、高水烯比有利于提高平衡转化率;丁烯氧化脱氢为强放热反应,绝热温升较大,采用空气、高水烯比和高选择性可降低反应的绝热温升.【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2015(032)006【总页数】5页(P63-67)【关键词】催化脱氢;氧化脱氢;丁二烯;热力学分析【作者】魏杰;李瑞江;张琪;朱子彬【作者单位】华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海200237;华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海 200237;华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海 200237;华东理工大学大型工业反应器工程教育部工程研究中心,上海 200237【正文语种】中文【中图分类】TQ221.22+3丁二烯是一种重要的石油化工基础原料，主要用于合成聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁苯聚合物胶乳、苯乙烯热塑性弹体等多种产品［1］。

目前丁二烯的来源主要有两种：一种是从乙烯裂解装置副产的混合C4馏分中抽提得到，是目前世界上丁二烯的主要来源（超过95%）；另一种是从炼油厂C4馏分脱氢得到［2-3］。

但近年来随着美国页岩气中的丁烷资源生产丁二烯的技术应用，乙烯裂解原料从用石脑油转向用乙烷，导致C4馏分中丁二烯含量的降低，使得传统抽提法生产丁二烯的方法已经不能满足丁二烯市场需求的迅速增长［4］。

利用丁烯制备丁二烯，不但可以在一定程度上弥补国内丁二烯供应不足的问题，还可以提高丁烯的利用效率，具有良好的经济效益和社会效益［5］。

浅谈丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺中的余热利用发表时间：2019-02-13T16:26:37.110Z 来源：《建筑模拟》2018年第32期作者：豆林廷许纪生[导读] 简要叙述丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺中余热利用的情况及重要性，实例分析运用热泵技术回收余热产汽所产生的良好效益，并指明丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺技术的发展方向。

山东东明石化集团摘要：简要叙述丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺中余热利用的情况及重要性，实例分析运用热泵技术回收余热产汽所产生的良好效益，并指明丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺技术的发展方向。

关键词：氧化脱氢；余热利用；节能降耗引言受乙烯原料不断轻质化、国内合成橡胶产能快速增长等因素的影响，近年国内丁二烯供应短缺。

在这种情况下，丁二烯扩能迅速。

国内目前现有的生产装置大多采用乙烯裂解碳四馏分抽提工艺，但原料基本被中石化、中石油两大石油公司所垄断，造成丁二烯的供应短缺，价格也不断攀升。

面对主流工艺的原料供应短缺，不少合成橡胶民营及外资合资企业只能寻求其他生产工艺来获得丁二烯，从而刺激了丁烯氧化脱氢制丁二烯工艺的复苏。

1、工艺流程及余热利用简述丁烯氧化脱氢制丁二烯的工艺流程简述如下：（1）氧化脱氢及水冷洗酸单元：原料丁烯、空气、水蒸气按一定比例混合后去一段反应器反应，然后再配入丁烯、空气和急冷水去二段反应器反应。

反应后的生成气经前换热器、废热锅炉、后换热器回收热量，然后去水冷洗酸塔洗去酸、醛并进一步降温后去生成气压缩机。

（2）生成气压缩单元：将生成气由0.12MPa（绝）经螺杆压缩机提至1.0～1.5MPa（绝），加压后的生成气去油吸收解吸。

（3）油吸收解吸单元：加压后的生成气在吸收塔中被塔顶加入的贫油吸收，尾气经吸附达标排放。

塔底富油送往解吸塔解吸，解吸塔侧线采出粗丁二烯经冷凝后送罐区，塔顶全回流，塔底贫油部分循环使用，部分送往再生塔再生。

（4）丁二烯抽提单元：本单元主要包括萃取精馏、丁二烯精制得丁二烯产品、溶剂回收后循环使用。

脱氢技术的应用一：脱氢简介(一)脱氢是一种化工单元过程，是氢化的相反过程，是减少有机物分子中氢原子数目的过程，一般有两种方法：（1）催化脱氢——主要适用催化剂是有机物中的C-H键断裂，达到脱氢的目的，同时还要维持更易断裂的c-c链的结构，不使其断裂，因此需要选用合适的催化剂。

（2）氧化脱氢——氧非常容易与氢原子结合生成水分子，因此在脱氢过程中通入氧能使氢原子更容易的脱离与其结合的有机物分子，这种方法主要用于有机物及其产物不和水反应的情况下。

二：反应过程从有机化合物中脱除氢原子的反应过程。

脱氢是化合物中的C-H,O-H或N-H键断裂，氢被解离生成氢分子，如氢原子同时被氧化生成水，则称氧化脱氢。

脱氢结果是增大反应物的不饱和度，是产物具有较高的反应活性，是广泛应用于有机合成中的重要过程。

三：反应类型脱氢有热脱氢和催化脱氢两种,工业上主要以催化脱氢为主催化脱氢可分为：①碳－氢键催化脱氢，如烷烃、烯烃、芳烃和环烷烃等的脱氢：CH3CH2CH2CH3─→CH2＝CH-CH＝CH2+2H2CH3CH2CH＝CH2─→CH2＝CH-CH＝CH2+H2②氧-氢和氮-氢等键的催化脱氢，如醇（直链醇、环烷醇）和胺的脱氢：③有氧化反应参加的脱氢反应（氧化脱氢），例如丁烯转化成丁二烯：CH2＝CHCH2CH3+½O2─→CH2＝CH－CH＝CH2+H2O四：过程条件1)脱氢是可逆、吸热、分子数增加的反应，高温和低压有利于反应的进行。

脱氢一般在较高的温度（300～800°C）下才具有一定的反应速度，但相应地裂解副反应速度也会加快。

为此，必须采用选择性良好的催化剂，并用减压操作以尽量降低反应温度。

但低压操作有漏入空气引起爆炸的危险，工业上一般是向反应系统通入水蒸气，以降低反应物的分压，并能提供反应所需的热量,消除及减轻催化剂的结焦。

采取氧化脱氢,可使生成的氢被氧化成水而除去，促使反应移向脱氢方向，以提高转化率；同时氧化放出大量的热，可供给脱氢吸热的需要。