文档介绍：聊城大学 2013 级化工工艺学化工工艺学讲义一、催化氧化在基本有机化学工业中的重要地位一、催化氧化在基本有机化学工业中的重要地位一、催化氧化在基本有机化学工业中的重要地位化学工业中氧化反应是一大类重要化学反应,它是生产大宗化工原料和中间体的重要反应过程氧化产品主要化学品中 50% 以上和氧化反应有关?含氧化合物:醇、醛、***、酸、酸酐、酯、环氧化物、过氧化物等?不含氧化合物:丁烯氧化脱氢制丁二烯丙烯氨氧化制丙烯***乙烯氧***化制***乙烯 CH 2 =CH 2 + 1/2O 2 O H 2CCH 2 CH 3 CHO + 1/2O 2 CH 3 COOH CH 2 =CH-CH 3 + O 2 CH 2 =CH-CHO + H 2O CH 3 H 3C + 3O 2 COOH HOOC + H 2O 1)在分子中直接引入氧 2)脱氢加氧(氢被氧化成水) 二、氧化反应的类型二、氧化反应的类型二、氧化反应的类型 CH 2 =CH-CH 3 + NH 3 + 3/2O 2 CH 2 = + 3H 2O 3)氧化偶联(两个作用物共同失去氢) C O C O O + 3O 2 + CO 2 + H 2O CH 2 =CH-CH 3 + O 2 CH 3 CHO + HCHO 4)降解氧化(作用物分子脱氢和碳键的断裂同时发生) CO 2 + H 2O 完全氧化烃5)烃的完全氧化三、氧化反应的特点三、氧化反应的特点三、氧化反应的特点热量的转移与回收强放热反应目的产物为中间氧化物反应不可逆气态氧为氧化剂:考虑安全性氧化剂催化剂反应条件氧化途径复杂多样氧化剂氧化剂空气氧化剂容易获得动力消耗大排放废气量大空气氧化剂容易获得动力消耗大排放废气量大纯氧排放废气量小反应设备体积小需空分装置纯氧排放废气量小反应设备体积小需空分装置 CHCH 2 CH 3CH 2CHCHO CH 2CHCOOHCO 2 +H 2O CH 3CCH 3O HCHO +CH 3CHO CH 3CHCH 2O使反应朝着所要求的方向进行,关键是催化剂和反应条件四、氧化反应的分类四、氧化反应的分类四、氧化反应的分类反应物中的碳原子与氧化合生成 CO 2, 氢原子与氧结合生成水的反应过程。按反应程度按反应程度完全氧化完全氧化部分氧化部分氧化选择性氧化选择性氧化,是指烃类及其衍生物中少量氢(碳)原子与氧化剂发生反应的过程。催化自氧化:乙醛制醋酸配位催化氧化: Wacker 法烯烃的液相环氧化:丙烯环氧化制环氧丙烷按反应相态按反应相态均相催化氧化均相催化氧化非均相催化氧化非均相催化氧化乙烯环氧化制环氧乙烷均相非均相?如果催化剂和反应物同处于气态或液态, 即为均相催化。?若催化剂为固态物质,反应物是气态或液态时,即称为非均相催化。均相催化氧化大多是气-液相氧化反应,气相氧化因缺少合适的催化剂,且反应控制也较困难,故工业上很少采用。一、催化自氧化一、催化自氧化一、催化自氧化催化剂加速链的引发,促进反应物引发生成自由基,缩短或消除诱导期,因此可大大加速氧化反应,称为催化自氧化反应。液态乙醛通入空气或氧醋酸反应特点: 可无催化剂,反应需较长的诱导期,过了诱导期,氧化反应速率迅速增长而达到最大值。这类能自动加速的氧化反应具有自由基链反应特征称自氧化反应。工业上主要用来生产有机酸和过氧化物,如条件控制适宜,也可使反应停留在中间阶段而获得中间氧化产物—醇、醛和***,反应常用催化剂多为 Co 、 Mn 等过渡金属的盐类,一般溶解在液态介质中形成均相, 反应主要在液相中进行。