第七章催化氧化(烃类选择性氧化 第一节概述 氧化反应是一类重要的化学反应,其中烃类的氧化反应最具代表性 完全氧化:生成C02和H20反应 部分氧化(选择性氧化):烃类及其衍生物中的少量碳原子和/或氢与氧化剂反应 既可生产含氧化合物,如醇、醛、酮、酸、酸酐、环氧化物、过氧化物等,又可生产 不含氧化合物:如丁二烯、丙烯腈、二氯乙烷等(50%) 氧化过程的特点和氧化剂的选择 1反应特征 反应放热量大:强放热反应,随着氧化深度的加大,反应热变大,完全氧化的热效应是不完 全氧化热效应的8~10倍。氧化过程中移热以保持反应体系恒温对催化剂和 反应的选择性、反应器热稳定性关系重大。气一固相氧化反应温度较气一液 相氧化反应温度高。 反应不可逆:△G0<<100,为热力学不可逆反应,不受化学平衡限制,单程转化率可达到 100%,但选择性较低。为避免深度氧化而降低选择性,转化率一般为85% 90% 氧化途径多样:烃均可发生氧化反应,且氧化反应为串联、平行组成的复杂网络。反应条件 不同、途径不同、氧化产物不同。中间产物较原料更易发生深度氧化反应。 催化剂是关键 CHCCH CH,=CH-CHO CH3 CH-CH2 CH=CH-COOH HCHO+ CHiCHO 过程易燃易爆:烃与氧气/空气形成爆炸混合物,安全最重要。 2氧化剂的选择 空气、氧气、过氧化氢和其他过氧化物。 过氧化氢氧化条件缓和、操作简单、反应选择性高,不易发生深度氧化反应,对环境友 好,可实现清洁生产。 选择氧化反应分类 反应类型:CC键不断裂,CC键断裂,氧化缩合反应。 反应相态:均相催化氧化、非均相催化氧化 第二节均相催化氧化( homogeneous catalytic Oxidation)第七章 催化氧化(烃类选择性氧化) 第一节 概述 氧化反应是一类重要的化学反应,其中烃类的氧化反应最具代表性. 完全氧化：生成 CO2和 H2O 反应 部分氧化（选择性氧化）：烃类及其衍生物中的少量碳原子和／或氢与氧化剂反应。 既可生产含氧化合物，如醇、醛、酮、酸、酸酐、环氧化物、过氧化物等，又可生产 不含氧化合物：如丁二烯、丙烯腈、二氯乙烷等（50％）。 一、 氧化过程的特点和氧化剂的选择 1 反应特征 反应放热量大：强放热反应，随着氧化深度的加大，反应热变大，完全氧化的热效应是不完 全氧化热效应的 8～10 倍。氧化过程中移热以保持反应体系恒温对催化剂和 反应的选择性、反应器热稳定性关系重大。气－固相氧化反应温度较气－液 相氧化反应温度高。 反应不可逆：△G0 <<-100，为热力学不可逆反应，不受化学平衡限制，单程转化率可达到 100％，但选择性较低。为避免深度氧化而降低选择性，转化率一般为 85％～ 90％。 氧化途径多样：烃均可发生氧化反应，且氧化反应为串联、平行组成的复杂网络。反应条件 不同、途径不同、氧化产物不同。中间产物较原料更易发生深度氧化反应。 催化剂是关键 CH3CH=CH2 CH2=CH-CHO CH2=CH-COOH CH3CCH3 CO2 + H2O HCHO + CH3CHO CH3CH-CH2 O O 过程易燃易爆：烃与氧气／空气形成爆炸混合物，安全最重要。 2 氧化剂的选择 空气、氧气、过氧化氢和其他过氧化物。 过氧化氢氧化条件缓和、操作简单、反应选择性高，不易发生深度氧化反应，对环境友 好，可实现清洁生产。 二．选择氧化反应分类 反应类型：C-C 键不断裂，C-C 键断裂，氧化缩合反应。 反应相态：均相催化氧化、非均相催化氧化 第二节 均相催化氧化（homogeneous catalytic Oxidation）