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非均相催化氧化 第一页，共十七页，2022年，8月28日 一、非均相催化氧化反應及產品 (一) 概述 非均相催化氧化 主要指氣態有機原料在固體催化劑存在下，以 氣態氧為氧化劑，氧化為有機化學產品的過程 非均相催化氧化的原料 烯烴、芳烴、醇 非均相催化氧化反應  G－S 多相反應：擴散-吸附-表面反應-脫附-擴散 催化劑的活性、孔結構、空速 等因素 影響極大 副反應的控制比較困難 平行、連串副反應易進行 傳熱複雜 易造成反應器內“飛溫”－反應器要求高 (二)非均相催化氧化的反應及產品 1 烷烴的催化氧化 正丁烷氣相催化氧化製備順丁烯二酸酐 副反應主要是 深度氧化生成CO2和CO的反應 第二页，共十七页，2022年，8月28日 2 烯烴直接環氧化 乙烯氧化制環氧乙烷 3 烯丙基氧化反應 烯丙基氧化反應  C3的單烯烴，α-C上的C-H鍵能比一般的C-H鍵能低，活性 高，在催化劑和氧存在下易發生α-C-H的斷裂，達到選擇性 氧化的目的。這類反應均經歷烯丙基(CH2=CH=CH2)的中間 物種，稱之為烯丙基氧化反應 氧化產物 α-β不飽和醛， α-β不飽和酮， α-β不飽和酸和酸酐 α-β不飽和腈化物，二烯烴 烯丙基氧化產物的特性 氧化產物含不飽和鍵，可均聚、共聚 合成高分子化合物的原料 第三页，共十七页，2022年，8月28日 第四页，共十七页，2022年，8月28日 4 烯烴的乙醯氧基化反應 在鈀催化劑存在下，烯烴或二烯烴與 醋酸和氧反應，直接在烯烴分子中引入乙 醯氧基，生成不飽和醋酸酯 5 芳烴的催化氧化 芳烴非均相催化氧化可製備酸酐 第五页，共十七页，2022年，8月28日 6 醇的氧化 醇氧化製備相應的醛和酮 第六页，共十七页，2022年，8月28日 二、烯烴環氧化－乙烯催化氧化製備環氧乙烷 1 環氧乙烷的性質、用途、製備 環氧乙烷 最簡單但最重要的環氧化合物 有毒、易爆 活性高 易自聚 用途 水解製備乙二醇－聚酯樹脂和聚酯纖維的單體，防凍劑 製備表面活性劑 乙醇胺、乙二醇醚 第七页，共十七页，2022年，8月28日 環氧乙烷的製備 氯醇法 首先將乙烯和氯通入水中，生成2-氯乙醇 然後把2-氯乙醇與Ca(OH)2反應生成環氧乙烷 評價：反應條件緩和，對原料乙烯純度的要求也不高 消耗氯氣、石灰，腐蝕性，廢物處理難度大 乙烯非均相催化氧化直接生成環氧乙烷 乙烯催化氧化環氧化的反應 在銀催化劑存在下，乙烯用空氣或氧氧化，生成環氧乙烷，並生成 副產物二氧化碳、水 第八页，共十七页，2022年，8月28日 示蹤原子研究結果：完全氧化產物二氧 化碳和水主要由乙烯直接氧化形成 反應的選擇性取決於平行副反應的競爭 此外 副反應的熱效應遠大於主反應 反應的選擇性非常重要 產品的組成和性質 生產的安全性 飛溫 第九页，共十七页，2022年，8月28日 3 乙烯催化氧化環氧化的機理 乙烯在銀催化劑上直接氧化成環氧乙烷 機理 A 氧在銀表面形成解離吸附，乙烯與解離吸附氧反應生 成二氧化碳和水