Получение окиси этилена окислением этилена кислородом

Окись этилена получают прямым каталитическим окислением этилена. Среди реакций окисления следует различать полное и неполное окисление. Полным окислением наз-ют процесс сгорания орган-их в-в с образованием СО₂ и Н₂О. При неполном окислении получаются органические в-ва с разной степенью окисления, такие как гидроперекиси, спирты, кислоты. Процесс относится к гетерогенному катализу. Гетерогенные катализаторы окисления можно разделить на три группы: 1)Металлы(Pl, Pd,Au,Ag), 2)Полупроводники(СuO). Ag явл-ся кат-ром мягкого окисления этилена в окись этилена. Общим для всех кат-ов явл-ся наличие в них атомов или ионов переходного металла имеющего незаполненные электронные уровни, за счет чего электроны переходят в возбужденное состояние. О₂ быстро сорбируется на таком Ме и переходит в приповерхностный слой. Ме поставляет требуемые электроны и переводит О₂ в состояние ион радикала. Далее идет процесс: Ag+O₂ = Ag-O-O·;Ag-O-O· + CH₂=CH₂ -> AgO· + C₂H₄O (окись этилена). Селективно эта реакция проходит при умеренной t в интервале 200-300.

Введение небольшого кол-ва дезактивирующих веществ увеличивает селек-ть процесса.

CH₂=CH₂ -> C₂H₄O-> СО₂ + Н₂О Предложены многие добавки, но практич-ое значение приобрел лишь дихлорэтан, в кол-ве 0,01-0,02 % на этилен. При этом селективность достигает 60-70%. Давление не влияет на селективность, но она зависит от t и конверсии этилена. Чем выше t, тем ниже сел-ть. Состав смеси поступающее на окисление д/б вне пределах взрываемости как этилена, так и окиси этилена.

Свежий воздух и этилен перед подачей на первую ступень окисления смешивают с рециркулирующим газом этой ступени. Газ с верха абсорбера 3 (после дожимания до рабочего давления), предварительно подогревают в теплообменнике 1 газом из реактора 2. Смесь, поступающая в реактор 2, содержит4—6% (об.) этилена, 6—8% (об.) кислорода и 8—10% (об.) СО₂; остальное — азот и инертные примеси из исходного этилена. Процесс в первом реакторе проводят при времени контакта 1—4 с и степени конверсии этилена 30—40%, причем выходя-щий из реактора газ содержит 1,5 % (об.) этиленоксида. Тепло газа используют в теплообменнике 1 и после дополнительного охлаждения направляют газ в абсорбер 3 первой ступени, где этиленоксид поглощается водой. Газ на выходе из абсорбера разделяют на два потока: основную часть возвращают на первую ступень окисления, а остальное идет на доокисление — через теплообменник 4 в реактор 5.Поскольку газ после второй ступени сбрасывают в атмосферу, в реакторе 5 подбирают такой режим, чтобы получился максимальный выход этиленоксида, т. е. ведут процесс при зна-ой степени конверсии оставшегося этилена и при не-сколько пониженной селективности. Газ второй ступени, как и после первой, охлаждают в теплообменнике 4 и направляют в абсорбер 6 второй ступени, где поглощается этиленоксид. Газ после этого абсорбера сбрасывают в атмосферу, а растворы этиленоксида (и СО₂) из абсорберов 3 и 6 перерабатывают со-вместно, выделяя чистый продукт. Общий выход а-оксида 60 % по этилену при средней селективности «65 % и суммарной степени конверсии этилена около 90 %..После чего окись этилена и СО₂ вновь в адсор-ре поглащ-ся водой. Далее следует узел выделения СО₂, это происх-т за счет обработки реак-ной массы карбонатом калия кот-й связывает СО₂ и превр-ся в бикарбонат: К₂СО₃ + СО₂ + Н₂О->2КНСО₃