Окисление этилена воздухом
Окисление этилена воздухом – это первый вариант технологии синтеза этиленоксида, распространенный и до сих пор. Общий выход -оксида составляет 60 %, селективность – 65 %, степень конверсии – 90 %. Технологическая схема процесса представлена на рис.16.
Температура процесса составляет 2202800С. Смесь, входящая во второй реактор содержит 46 % этилена, 68 % кислорода и 810 % СО2, остальное количество составляют азот и инертные примеси из исходного этилена. Процесс в первом реакторе проводят при времени контакта =14 с и степени конверсии этилена 3040 %. Выходящий из реактора газ содержит 1,5 % этиленоксида. Так как газ после второй ступени сбрасывают в атмосферу, поэтому во втором реакторе подбирают такой режим, чтобы получился максимальный выход этиленоксида, то есть ведут процесс при значительной степени конверсии оставшегося этилена и при несколько пониженной селективности.
В более новых установках этого типа ввели циркуляцию газа и после второй ступени окисления, а при большой мощности цеха становится выгодно трехступенчатое окисление с циркуляцией газа после каждой ступени.
Окисление этилена кислородом
Окисление этилена кислородом является новым и наиболее перспективным процессом синтеза этиленоксида. Несмотря на применение более дорогостоящего кислорода, преимущества этого метода состоят в повышении селективности окисления до 7075 %, снижении потерь этилена с отходящим газом, разбавленным азотом воздуха, и уменьшении габаритов аппаратуры.
При окислении этилена кислородом также осуществляют рециркуляцию газа после абсорбции из него этиленоксида, реакцию проводят при избытке этилена по отношению к кислороду и при степени конверсии примерно равной 10 % за один проход через реактор. Содержание инертных примесей в этилене и кислороде незначительно, поэтому для поддержания постоянного состава смеси требуется отдувать только небольшую часть газа, что определяет возможность работы с одним реактором. Однако ввиду образования СО2 циркулирующий газ нужно очищать от СО2, чтобы сохранить его постоянную концентрацию в рециркуляте. Технологическая схема получения этиленоксида представлена на рис.17.
Производство этиленоксида этим методом имеет высокую экономичность и по показателям превосходит способ, основанный на применении воздуха. Осуществлена эффективная система утилизации тепла, отсутствуют вредные выбросы в окружающую среду. Это производство комбинируют с производством этиленгликоля, что еще больше повышает экономичность процесса. Углекислый газ, получаемый в виде побочного продукта, направляют на выработку карбамида или сухого льда.
Окисление олефинов в присутствии металлокомплексных катализаторов
Эти процессы являются самыми новыми в технологии окисления, их подразделяют на две группы:
Эпоксидирование ненасыщенных веществ с получением -оксидов или продуктов их дальнейших превращений.
Окисление и окислительное сочетание олефинов с получением карбонильных соединений, сложных эфиров или других веществ.
Получаемые продукты (пропиленоксид и другие -оксиды, ацетальдегид, винилацетат) являются ценными промежуточными веществами или мономерами. Окислительные способы их производства оказались наиболее эффективными экономически. Это обусловило быстрое развитие и внедрение в промышленность металлокомплексного каталлиза.