环氧乙烷工业制备中的催化剂分析

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前言

在国内石油化工整个产业当中，环氧乙烷属于乙烯工业当中列举第二位基础的化工原料。当前，环氧乙烷已经被广泛应用至印刷产业、制药产业、非离子的表面活性剂及乙二醇制备当中，还涉足汽车的防冻液主要原材料生产领域。因工业制备的环氧乙烷属于石油工业主要环节。对此，深入研究环氧乙烷的工业制备当中催化剂，有着一定现实意义。

1 环氧乙烷概述

环氧乙烷，有着良好杀菌作用，并无任何气体残留，对于金属并不会有腐蚀作用，能够将内抱子类的细菌与多数真菌杀灭。因环氧乙烷自身具备上述特性，致使环氧乙烷可用以消毒处理原本无法实施高温消毒处理的部分物品，比如日常生活中常见防雾霾SM口罩，它就是通过环氧乙烷实施消毒处理，还会用到熏蒸剂和其余乳化剂等。医院内部精密仪器与设备消毒处理方面，通常会选用环氧乙烷与二氧化碳，依据9：1比例实施离心混合；储存食物方面，由于细菌会分解掉大量蛋白质，故通常会通过环氧乙烷实施熏蒸处理。由于环氧乙烷爆炸范围相对较大，故而，环氧乙烷可用作气体炸弹核心成分[1]。

2 环氧乙烷生产状况

2.1 制备方法

①氧化方法。氧化方法，以空气氧化方法、氧气氧化方法为主。空气氧化方法，主要指把空气当成氧化剂，采用体积比处于90%以上氧气当成反应氧化剂，操作原理较为简单，在此不做细致阐述。现阶段，在世界范围内环氧乙烷生产制备，通常均选用催化剂，直接把乙烯氧化成为环氧乙烷该种制备方法，空气氧化方法生产制备技术主要被三家公司所垄断，即为美国的UCC和SD公司、英国与荷兰合资shell公司，而德国赫斯公司与日本触媒公司均涉足到其中。

②氯醇方法。氯醇方法，分为两个反应步骤，一是，将乙烯与氯气通入至去离子水内部，促使2一氯乙醇逐渐生成；二是，混合反应上步骤产物及碱，此碱一般为强氧化钙悬浊液，促使环氧乙烷逐渐生成。氯醇方法，属于我国对于环氧乙烷早期的制备方法。

2.2 市场供需状况 全国范围内环氧乙烷年产量超过4万吨企业只要9家，达到10万吨以上企业只有3家。有着突出贡献的主要包含着地处于我国南部中石化的杨子公司、中石油下属独山子的石化公司，还有北部中石油的辽阳石化和中石化的茂名石化两家公司。新型的聚醋产业快速发展，推动着环氧乙烷需求化发展，环氧乙烷生产量逐渐从10万吨增长至25万吨，而后又从45万吨逐渐增长至58万吨，且现阶段仍然处于持续增长的变化趋势当中。然而，仍然未能充分满足于国内市场需求，基本上也只能够满足于2/5，大部分还依赖于进口[2]。

3 对于催化剂选定分析

3.1 主要类别 可被应用至以乙烯氧化环氧乙烷制备催化剂有着较多种类，但是结合它的具体成分可了解到，它以高选择性的银催化剂、高活性的银催化剂这两种为主。高选择性的银催化剂，专门应用至低负荷的生产；高活性的银催化剂，现阶段尚未实现在生产当中的普遍应用。

3.2 高活性的催化剂 ①YS系列的催化剂。此系列的催化剂主要是由燕山石化的研究所早期所研制，已成功被应用在国内，我国大部分装置均使用此催化剂，占据较大的市场份额；②YS-7系列的催化剂。此系列的催化剂属于YS系列主力军。此种催化剂投放使用在我国三江与浙江环氧乙烷的生产制备当中。此催化剂的性能逐渐稳定之后，燕山石化的研究院对其实施了改进升级，主要从助剂、结构与载体等方面入手，将催化剂自身活性与稳定性提升；③YS-8510系列的催化剂。现阶段，燕山石化的研究院以中等负荷类产业的高选择性为研究背景之下的作品，对比YS-7系列的催化剂，主要优势详细如下：采用燕山石化所研制新载体，促使催化剂自身性能得到有效增强；因催化剂内部构造发生变化，可缩小其单位产量用量；活化条件改变后，能耗显著降低，催化活性得到有效增强，稳定性也得到保障；④YS-B系列的催化剂。该系列的催化剂属于燕山石化的研究院最新研究成果，此催化剂以高活性为基础，选择性可达88%，甚至是更高。类似与8510，此系列的催化剂以8510为基础实施改进优化，其中采用浸渍处理工艺，使用寿命得以延长[3]。

3.3 高选择性的催化剂 Shell催化剂，此种催化剂主要是由前文所提及到美国的Shell公司早期所开发银徕艳硫和银徕艳体系的催化剂，即为由Shell公司所生产制备高选择性的催化剂。而后，以含徕元素的催化剂为基础加以深入研究及探讨，开展大量实验研究工作，比如添加了第六副族金属元素含阳离子类促进剂、添加了铝族元素和氮族元素的协同剂、添加了镍元素的促进液等，促使催化剂自身催化效果得以有效增强。现阶段，Sell公司拥有的催化剂有两种，一种是高选择性，另外一种则是高活性。高活性的催化剂，该系列产品号即为S系列860-863这四种，此系统催化剂初始的反应温度相对较低，它最低的选择性限制为八成作用，不易受温度变化所影响，有着较强的持续性。现阶段，它主要被有效应用至我国辽宁省的北部地区。此公司高选择性的催化剂整个系列产品号即为S系列879-882三种，该类型催化剂主要特点包括：有着十分优越的性能，且工艺较为成熟。此系列催化剂最早出现在美国，现阶段已在我国环氧乙烷的生产工厂当中使用。

4 结语

综上所述，通过以上分析论述之后我们对于环氧乙烷的工业制备当中催化剂，均能够有了更加深入地认识及了解。从总体上来说，国内现阶段国产催化性能如果可以得到进一步提升，则可面向国外出口，有关文献研究资料表明，燕山石化的研究院所研制YS系列的催化剂，它的性能与美国Shell公司所研制2118和863较为相似。对此，笔者建议逐步代替进口的催化剂，以节省部分外汇，为国内环氧乙烷的催化剂来提供更多机遇，带动着国内催化剂的产业开发及利用，为实现催化剂的国产化奠定良好基础。