TÓM TẮT NỘI DUNG 1. CÁC QUÁ TRÌNH OXI HÓA 2. QUÁ TRÌNH OXI HÓA ANKEN a) Giới thiệu về anken b) Epoxy hóa anken c) Cơ chế tổng hợp quá trình epoxy hóa anken 3. CƠ CHẾ VÀ XÚC TÁC PHẢN ỨNG OXI HÓA ETYLEN a. Etylen b. Etylen oxit c. Cơ chế và xúc tác quá trình epoxy hóa etylen 4. ỨNG DỤNG CỦA ETYLEN OXIT KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. CÁC QUÁ TRÌNH OXI HÓA Phản ứng oxi hóa các hợp chất hữu cơ rất phong phú và đa dạng, bao gồm các quá trình đồng thể và dị thể với các cơ chế cũng rất khác nhau. Oxy hóa là quá trình chuyển hóa hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của oxy. Đây là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ lớn nhất trong công nghệ tổng hợp hữu cơ, hóa dầu. Sản phẩm của quá trình là rượu, aldehyt, xeton, axit cacboxylic, este, nitryl, oxit,…là các hợp chất trung gian, monome quan trọng cho các quá trình chuyển hóa khác. Oxy hóa là một quá trình đa dạng và phổ biến vì rất nhiều hợp chất hữu cơ có khả năng tham gia phản ứng này. Tác nhân oxy hóa rẻ và sẵn có nên hiệu quả kinh tế của quá trình này cao hơn so với các quá trình khác. Chính vì lý do này nên oxy hóa trở thành một quá trình quan trọng và có ý nghĩa lớn trong tổng hợp hữu cơ, hóa dầu. Các quá trình oxy hóa được phân loại thành hai nhóm chính: Oxy hóa hoàn toàn là quá trình cháy của các hợp chất hữu cơ tạo sản phẩm cuối là H2O và CO2 trình này chỉ có ý nghĩa về mặt cung cấp năng lượng, còn trong tổng hợp hữu cơ, hóa dầu nó là phản ứng phụ không mong muốn vì làm giảm hiệu suất của quá trình chính, tỏa nhiệt mạnh, gây khó khăn cho quá trình kiểm soát các thông số công nghệ của quá trình. Oxi hóa không hoàn toàn có ý nghĩa quan trọng trong tổng hợp hữu cơ, hóa dầu. Nó được chia làm ba nhóm: oxi hóa không đứt mạch cacbon, oxi hóa đứt mạch cacbon, oxi hóa ngưng tụkết hợp. Tác nhân oxy hóa bao gồm: oxy phân tử, axit nitric, oxit nitơ, các hợp chất peroxyt,… Oxi hóa đồng ly theo nguyên tử cacbon no: oxy hóa bằng oxy phân tử, chủ yếu tiến hành trong pha lỏng, theo cơ chế gốc, được xúc tiến bằng nhiệt hoặc xúc tác. Oxi hóa xúc tác dị thể Oxi hóa xúc tác phức kim loại Oxi hóa olefin là quá trình quan trọng nhất trong tổng hợp hữu cơ, hóa dầu. Các quá trình oxi hóa anken chủ yếu là: oxi hóa etylen sản xuất etylen oxit, axetaldehyt, oxi hóa propylen sản xuất axit acrylic, axeton, oxy hóa các olefin cao sản xuất rượu, oxi hóa butylen,… 2. QUÁ TRÌNH EPOXY HÓA ANKEN a) Giới thiệu về anken Anken trong hóa hữu cơ là một hydrocacbon không no chứa ít nhất một liên kết đôi giữa các nguyên tử cacbon cacbon. Những alken đơn giản nhất, chỉ với một liên kết đôi, tạo thành một dãy đồng đẳng, dãy anken với công thức tổng quát CnH2n. Anken đơn giản nhất là C2H4, có tên thường gọi là etylen và tên gọi của Tổ chức hóa học lý thuyết và ứng dụng quốc tế (IUPAC) là êten. Tiếp theo, êten trong dãy đồng đẳng anken là prôpen (hay prôpylen với ba nguyên tử cacbon), buten (hay butylen với bốn nguyên tử cacbon), penten (hay pentylen với năm nguyên tử cacbon)... Trong trường hợp từ buten và các anken lớn hơn, các đồng phân có thể tồn tại, phụ thuộc vào vị trí của liên kết đôi. Ví dụ buten có bốn đồng phân là: 1buten (αbutylen), cis2buten (cisβbutylen), trans2buten (transβbutylen) và mêtylprôpen (isobutylen). Các anken là nguồn nguyên liệu cho công nghiệp hóa dầu. Điểm sôi của các anken tăng lên khi mạch cacbon của chúng dài hơn.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC
TIỂU LUẬN
CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA HYDROCACBON NHẸ
“ Cơ chế và xúc tác cho quá trình epoxy hóa anken Quá trình epoxy hóa etylen”
Học viên: Lê Ba Khoán
Lớp: Cao học Kỹ thuật hoá học 2009
Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Minh Hiền
PGS.TS Lê Minh Thắng
Hà Nội T5-2010
Trang 2TÓM TẮT NỘI DUNG
1 CÁC QUÁ TRÌNH OXI HÓA
2 QUÁ TRÌNH OXI HÓA ANKEN
a) Giới thiệu về anken
b) Epoxy hóa anken
c) Cơ chế tổng hợp quá trình epoxy hóa anken
3 CƠ CHẾ VÀ XÚC TÁC PHẢN ỨNG OXI HÓA ETYLEN
a Etylen
b Etylen oxit
c Cơ chế và xúc tác quá trình epoxy hóa etylen
4 ỨNG DỤNG CỦA ETYLEN OXIT
KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 31 CÁC QUÁ TRÌNH OXI HÓA
Phản ứng oxi hóa các hợp chất hữu cơ rất phong phú và đa dạng, bao gồmcác quá trình đồng thể và dị thể với các cơ chế cũng rất khác nhau
Oxy hóa là quá trình chuyển hóa hợp chất hữu cơ dưới tác dụng của oxy.Đây là quá trình chuyển hóa các hợp chất hữu cơ lớn nhất trong côngnghệ tổng hợp hữu cơ, hóa dầu
Sản phẩm của quá trình là rượu, aldehyt, xeton, axit cacboxylic, este,nitryl, oxit,…là các hợp chất trung gian, monome quan trọng cho các quátrình chuyển hóa khác
Oxy hóa là một quá trình đa dạng và phổ biến vì rất nhiều hợp chất hữu
cơ có khả năng tham gia phản ứng này Tác nhân oxy hóa rẻ và sẵn có nênhiệu quả kinh tế của quá trình này cao hơn so với các quá trình khác
Chính vì lý do này nên oxy hóa trở thành một quá trình quan trọng và có
ý nghĩa lớn trong tổng hợp hữu cơ, hóa dầu.
Các quá trình oxy hóa được phân loại thành hai nhóm chính:
Oxy hóa hoàn toàn là quá trình cháy của các hợp chất hữu cơ tạo
sản phẩm cuối là H2O và CO2 trình này chỉ có ý nghĩa về mặt cungcấp năng lượng, còn trong tổng hợp hữu cơ, hóa dầu nó là phản ứngphụ không mong muốn vì làm giảm hiệu suất của quá trình chính,tỏa nhiệt mạnh, gây khó khăn cho quá trình kiểm soát các thông sốcông nghệ của quá trình
Oxi hóa không hoàn toàn có ý nghĩa quan trọng trong tổng hợp
hữu cơ, hóa dầu Nó được chia làm ba nhóm: oxi hóa không đứtmạch cacbon, oxi hóa đứt mạch cacbon, oxi hóa ngưng tụ/kết hợp.Tác nhân oxy hóa bao gồm: oxy phân tử, axit nitric, oxit nitơ, các hợpchất peroxyt,…
Trang 4 Oxi hóa đồng ly theo nguyên tử cacbon no: oxy hóa bằng oxy phân tử,chủ yếu tiến hành trong pha lỏng, theo cơ chế gốc, được xúc tiến bằngnhiệt hoặc xúc tác.
Oxi hóa xúc tác dị thể
Oxi hóa xúc tác phức kim loại
Oxi hóa olefin là quá trình quan trọng nhất trong tổng hợp hữu cơ, hóa dầu Các quá trình oxi hóa anken chủ yếu là: oxi hóa etylen sản xuất etylen oxit, axetaldehyt, oxi hóa propylen sản xuất axit acrylic, axeton, oxy hóa các olefin cao sản xuất rượu, oxi hóa butylen,…
2 QUÁ TRÌNH EPOXY HÓA ANKEN
a) Giới thiệu về anken
Anken trong hóa hữu cơ là một hydrocacbon không no chứa ít nhất một
liên kết đôi giữa các nguyên tử cacbon - cacbon Những alken đơn giản nhất, chỉ
với một liên kết đôi, tạo thành một dãy đồng đẳng, dãy anken với công thức tổng
quát C n H 2n
Anken đơn giản nhất là C2H4, có tên thường gọi là "etylen" và tên gọi của
Tổ chức hóa học lý thuyết và ứng dụng quốc tế (IUPAC) là êten Tiếp theo, êtentrong dãy đồng đẳng anken là prôpen (hay prôpylen với ba nguyên tử cacbon),buten (hay butylen với bốn nguyên tử cacbon), penten (hay pentylen với nămnguyên tử cacbon) Trong trường hợp từ buten và các anken lớn hơn, các đồngphân có thể tồn tại, phụ thuộc vào vị trí của liên kết đôi Ví dụ buten có bốnđồng phân là: 1-buten (α-butylen), cis-2-buten (cis-β-butylen), trans-2-buten(trans-β-butylen) và mêtylprôpen (isobutylen) Các anken là nguồn nguyên liệucho công nghiệp hóa dầu Điểm sôi của các anken tăng lên khi mạch cacbon củachúng dài hơn
Trang 5Anken còn được gọi là ôlêfin hay olefin (từ cổ, nhưng được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa dầu) hoặc các hợp chất vinyl.
b) Epoxy hóa anken
Phản ứng oxi hóa anken với xúc tác đặc biệt tạo ra một sản phẩm chứanhóm epoxy gọi là epoxit Epoxit có cấu tạo là một ête vòng với ba nguyên tửvòng Vòng này có hình một hình tam giác đều với các cạnh liên kết C-O-C rất
“căng” Do đó vòng epoxit hoạt hóa hơn so với ete khác Epoxit đơn giản đượcđặt tên từ cha mẹ các hợp chất oxit ethylene hoặc oxirane, chẳng hạn như trong
như trong hợp chất 1,2-epoxycycloheptane mà cũng có thể được gọi là
cycloheptene epoxit, hoặc cycloheptene oxit đơn giản
Vòng epoxy
c) Cơ chế tổng hợp quá trình epoxy hóa anken
Quá trình epoxi hóa olefin được tìm ra bởi nhà hóa học người NgaN.Prileschajew năm 1909 sử dụng peraxit RCO3H và phản ứng này được sửdụng trong một thời gian rất dài Peraxit thường rất nguy hiểm bởi dễ cháy nổ.Xúc tác kim loại chuyển tiếp ngày nay được sử dụng cùng với hydroperoxit
Trang 6ROOH, ví dụ đầu tiên được Hawkin thực hiện năm 1950 sử dụng chất xúc tác[V2O5]
Hầu hết các epoxit được tạo ra bằng cách xử lý anken với peroxide cóchứa thuốc thử, mà tặng một oxy duy nhất điển hình bao gồm thuốc thửperoxide hydrogen peroxide, axit peroxycarboxylic (phát sinh tại chỗ hoặcpreformed), và hydroperoxides alkyl Trong các ứng dụng chuyên ngành, cácperoxide có chứa thuốc thử được tuyển dụng, chẳng hạn như dimethyldioxirane
Việc áp dụng quy mô lớn nhất của phương pháp này là việc sản xuấtoxide propylene từ propylene bằng cách sử dụng một trong hai -butylhydroperoxide t hay hydroperoxide Êtylbenzen Khác thường cho các hoạt độngphòng thí nghiệm Cách tiếp cận này liên quan đến quá trình oxy hóa của ankenvới một peroxyacid như m-CPBA
Trang 7Minh họa là êpôxit hóa các styrene với acid perbenzoic để oxit styrene :
Hoạt tính của anken đối với các oxy phân tử phụ thuộc rất lớn vào mật độelectron của liên kết π
Vì cơ chế và xúc tác oxi hóa đối với anken rất đa dạng và phức tạp, mỗiquá trình lại có một cơ chế riêng trên một chất xúc tác nhất định nên đề tài tậptrung vào một số quá trình quan trọng trong công nghiệp
Cơ chế phản ứng với peraxit RCO3H sử dụng xúc tác kim loại chuyển tiếp
và hydroperoxit được đưa ra bởi Sharpless:
Các peroxide được xem như là một electrophile, và anken trong một
nucleophile
Trang 8Cơ chế đơn giản khác được đưa ra bởi Bartlett, Lynch, Pausacker (trạng thái chuyển tiếp vòng không cực):
Oxi hóa trực tiếp anken với oxi phân tử tạo ra các gốc tự do tạo ra cácepoxit theo cơ chế:
Hydroperoxit có khả năng chuyển hóa anken thành các epoxit trong sự cómặt của các chất xúc tác kim loại như: MoO3, WO3, SeO2, V2O5,…Nhữngchất xúc tác này tạo ra các peraxit vô cơ ổn định và thực hiện quá trình epoxyhóa tương tự các peraxit hữu cơ
Trang 9Sử dụng các dị polyme như:
cùng với H2O2 loãng làm tăng sự chọn lọc với việc tổng hợp epoxit
* Một số phản ứng Epoxi hóa:
Trang 113 QUÁ TRÌNH EPOXY HÓA ETYLEN
Các epoxit chi phối công nghiệp là ethylene oxide (EO) và propylene oxide
(PO) , được sản xuất trên quy mô tương ứng khoảng 3.000.000 tấn/năm
Etylen được coi là vua của những chất hóa dầu vì sản phẩm được tạo ra từetylen nhiều hơn rất nhiều các hợp chất trung gian khác
Vị trí độc tôn của nó trong số các hợp chất hydrocacbon trung gian là vìcác tính chất thích hợp trong phân tử etylen cũng như các yếu tố kinh tế và kỹthuật
Có thể kể ra một vài ưu điểm của etylen như sau: Cấu trúc đơn giản vớihoạt tính cao, tương đối rẻ tiền, dễ dàng được tạo ra từ các quá trình crackinghơi với hiệu suất cao, tạo ra ít sản phẩm phụ so với các olefin khác
Etylen có thể được oxi hóa để tạo ra rất nhiều sản phẩm có giá trị Sảnphẩm của quá trình oxi hóa phụ thuộc chủ yếu vào loại xúc tác được sử dụng vàđiều kiện phản ứng EO là một trong những sản phẩm quan trọng nhất củaetylen Axetaldehyt và vinyl axetat là những sản phẩm oxi hóa thu được từetylen dưới những điều kiện xúc tác đặc biệt
a) Etylen oxit
Ethylene oxide, còn gọi là oxirane , là hợp chất hữu cơ với công thức
C2H4O Điều này dễ cháy khí không màu với mùi ngọt mờ là đơn giản nhấtepoxit , một-membered vòng ba gồm hai cacbon và một nguyên tử ôxi Nóthường được xử lý và vận chuyển như là một chất lỏng làm lạnh Nó được sảnxuất chủ yếu là tiền thân của ethylene glycol và hóa chất lượng cao khác, nhưngcũng được dùng để khử trùng y tế Ethylene oxide là đồng phân vớiacetaldehyde
Trang 12Phân tử gam 44,05 g mol -1
Bề ngoài Chất khí không màu
Độ hòa tan trong nước có thể trộn lẫn
Nhiệt hóa học
Entanpy hình thành Δ f H o
298 -52,6 KJ mol -1
Standard mol entropy S o
298 243 J mol -1 K -1
Mối nguy hiểm
M ối nguy hiểm Chất có thể gây bệnh ung thư
Ethylene oxide (EO) lần đầu tiên được báo cáo trong năm 1859 do ngườiPháp nhà hóa học Charles-Adolphe Wurtz, người chuẩn bị nó bằng cách xử lý 2-chloroethanol với một cơ sở Nó đạt được tầm quan trọng công nghiệp trongthời gian Thế chiến thứ nhất như một tiền thân của cả hai chất làm mát etylenglycol và các vũ khí hóa học khí mù tạt
Trang 13Năm 1931, Theodore Lefort, một nhà hóa học người Pháp, phát hiện mộtphương tiện để chuẩn bị oxit ethylene trực tiếp từ ethylene và oxy , sử dụng bạcnhư là một chất xúc tác
EO được sản xuất công nghiệp theo phương pháp oxi hóa trực tiếp etylennăm 1938 do Union Carbide thực hiện Hai năm sau, lượng EO sản xuất theocông nghệ này đã chiếm đến 10% tổng sản lượng EO của Mỹ, Kể từ năm 1940,gần như tất cả các oxit ethylene được sản xuất công nghiệp sử dụng phươngpháp này Ethylene oxide khử trùng cho bảo quản gia vị đã được cấp bằng sángchế vào năm 1938 do nhà hóa học người Mỹ Lloyd Hall
Từ năm 1973 quá trình này được áp dụng tại hầu hết các nhà máy trên thếgiới Các phản ứng của quá trình bao gồm:
* Tính chất và ứng dụng:
• -TS = 10,80C, tồn trữ và vận chuyển ở dạng lỏng dưới áp suất nitơ
• -Hoà tan tốt vào nước và khi có xúc tác axit và nhiệt độ sẽ phảnứng tạo etylen glycol:
• -Giới hạn nổ với không khí: 2,6 ÷ 80% thể tích OE
• -Khả năng phản ứng cao, là hợp chất trung gian quan trọng
** Công nghệ sản xuất:
Trước 1960 dùng phương pháp Clo qua Etylen Clohydrin:
Cl2 + H2O ↔ HOCl + HCl
CH2=CH2 + HOCl → CH2OH-CH2Cl2CH2OH-CH2Cl + Ca(OH)2 → 2OE + CaCl2 + H2O
Phương pháp này gây ăn mòn cao, tiêu tốn clo và sữa vôi, thải dung dịch CaCl2 loãng gây ô nhiễm môi trường
Trang 14Ngoài ra,ethylene oxide có thể được sản xuất trong phòng thí nghiệm với tác dụng của hydroxit kiềm trên chlorohydrin ethylene.
HOCH2-CH2Cl + NaOH → C2H4O + NaCl + H2O
*** Cơ chế và xúc tác phản ứng oxi hóa etylen
EO (tsôi=10,7oC) lần đầu tiên được sản xuất công nghiệp theo phươngpháp oxi hóa trực tiếp etylen năm 1938 do Union Carbide thực hiện Hai nămsau, lượng EO sản xuất theo công nghệ này đã chiếm đến 10% tổng sản lượng
EO của Mỹ, từ năm 1973 quá trình này được áp dụng tại hầu hết các nhà máytrên thế giới
Ethylene oxide là sản phẩm của quá trình oxy hóa của ethylene với oxy ở
mức khoảng 250° C trong một chất xúc tác bao gồm kim loại bạc được hỗ trợ trên alumina Áp lực được sử dụng là trong khu vực 1-2 MPa Các tổng thể
phương trình hóa học là:
7 H 2 C = CH 2 + 6 O 2 → 6 C 2 H 4 O + 2CO 2 + 2H 2 O + Q
Các hệ xúc tác cho quá trình này chủ yếu dựa trên cơ sở bạc kim loại 15% KL) mang trên chất mang rắn có cấu trúc xốp Chất mang được sử dụngphổ biến nhất là α-Al2O3, ngoài ra còn có SiO2-Al2O3
(10-Xúc tác được bổ sung các kim loại kiềm thổ như: Ca, Ba làm tác nhân khơimào, xúc tiến quá trình và chống lại sự thiêu kết
Một số phụ gia khác như: dẫn xuất halogen hữu cơ cũng có thể được bổsung để làm tăng độ chọn lọc quá trình và giảm các phản ứng cháy Tuy nhiên,
độ chọn lọc của quá trình vẫn thấp hơn 70% và tốc độ giải phóng nhiệt là500KJ/mol etylen chuyển hóa
Mức độ tinh khiết của etylen nguyên liệu không gây ảnh hưởng lớn tới quá
Trang 15quá 2ppm mỗi loại Hiện nay, etylen được sản xuất từ quá trình reforming hơihoàn toàn thỏa mãn điều kiện này.
Tác nhân oxy hóa sử dụng cho quá trình có thể là oxy hoặc không khí Tuynhiên, dường như sử dụng oxy tinh khiết mang lại hiệu qủa kinh tế cao hơn dotránh được sự mất mát các vật liệu trong thành phần khí thải nên tại hầu hết cácnhà máy hiện đại đều sử dụng oxy tinh khiết
Để đạt được hiệu suất tối ưu, nhiệt độ của qúa trình phải được duy trì ở260-2900C Nếu nhiệt độ quá lớn so với các giá trị này thì các phản ứng cháy sẽxảy ra và khi đó tỏa nhiệt rất mạnh, hiệu suất sản phẩm sẽ giảm và có khả nănglàm hỏng xúc tác Mặc dù các tính toán về nhiệt động học đều chỉ ra rằng, ápsuất không ảnh hưởng đến độ chuyển hóa và nhiệt độ phản ứng Tuy nhiên, ápsuất vận hành nên duy trì ở 1-3MPa để làm cho quá trình hấp thụ tiếp theo củaoxyt etylen vào nước được dễ dàng
Độ chuyển hóa tăng khi thời gian phản ứng tăng, nhưng để đạt độ chọn lọccao, các nhà máy công nghiệp đều giới hạn thời gian lưu từ 1-4 giây Tốc độ oxyhóa etylen tỷ lệ với nồng độ oxy, tỷ lệ không khí/etylen ảnh hưởng rất lớn tới độchuyển hóa và hiệu suất quá trình Tuy nhiên, trên thực tế, nồng độ etylen tối ưuđược xác định bởi giới hạn cháy của hỗn hợp với oxy hoặc không khí và bởilượng olefin mất mát trong dòng khí thải
Tỷ lệ hỗn hợp không khí/etylen nằm trong khoảng tự kích nổ từ 2-28,6%TTetylen (không khí-EO=2,5-100%TT) nên để duy trì nồng độ etylen dưới 3% TTtrong cả hai trường hợp cầ phải sử dụng dòng khí trơ
Sự có mặt của CO2 có thể tạo ra từ phản ứng cháy trong quá trình oxy hóa
có thể làm giảm vùng bắt cháy của hỗn hợp Ngày nay, metan ngày càng được
sử dụng cho mục đích này vì nó có nhiệt dung cao và độ dẫn nhiệt lớn hơn nitơ
Trang 16Có thể giải thích cơ chế quá trình oxy hóa ethylene theo các quan điểmkhác nhau như sau:
Cơ chế 1:
Các phản ứng của quá trình bao gồm:
Cơ chế này bao gồm việc ràng buộc của ethylene và oxy (O2) để chất xúctác Mỗi phân tử oxy, một nguyên tử được đưa vào ethylene affording oxitethylene Các nguyên tử ôxy khác vẫn còn mạnh mẽ về chất xúc tác hấp thụ vàphải được tắt trước khi bị cháy sau chu kỳ sản xuất xúc tác có thể xảy ra Điềunày tiêu thụ thêm một phân tử ethylene cho mỗi sáu phân tử của oxit ethyleneđược sản xuất Các phân tử trải qua thêm ethylene đốt để dioxide carbon vànước , có lẽ thông qua acetaldehyde :
6 H2C = CH2 + 6 O2 → 6 C2H4O + 6 [O] (ràng buộc với chất xúc tác)[O] (ràng buộc với chất xúc tác) + H2C=CH2 → CH3CHO (ràng buộc với chất xúc tác)
CH3CHO(ràng buộc với chất xúc tác)+5 [O](ràng buộc với chất xúc tác)→2CO2+2H2O
Trang 17trình là 80% mol Với quá trình oxi hóa etylen, cơ chế tạo α-oxyt với sự định hướng của xúc tác kim loại như sau:
Phân tử O2 hấp phụ trên Ag thành ion-gốc:
Ag + O=O → Ag+ O-O* (+Ag → 2 Ag+ O* )
Ag+ O-O* + CH2=CH2 → OE + Ag+ O*
6Ag+ O* + CH2=CH2 → 2CO2 + 2H2O
Như vậy có 6 phân tử Etylen thành OE mới được
6 tâm Ag+ O* và từ đó một phân tử Etylen bị oxi hoá thành CO2 và nước.Theo cơ chế này S cực đại= 6/7 = 85,7%
• Theo cơ chế này:
• Chuyển hoá E= thành CO2 và H2O cần không gian bề mặt xúc tác lớn với
6 tâm Ag Các dẫn suất chứa Clo tạo AgCl làm ngộ độc bớt một số tâm
Ag, giảm phản ứng:
Ag+ O-O* + Ag → 2 Ag+- -O*
do đó chia cắt không gian bề mặt, làm giảm quá trình oxi hoá hoàn toàn và tăng
độ chọn lọc của phản ứng
Độ chọn lọc thực tế thường 70%
Trang 18Do đó, sản lượng của quá trình này được giới hạn trong 6/7 (85,7%) Năng suất trong điều kiện công nghiệp đứng ở 83-84% Năng suất cao là donghiên cứu sâu rộng của nhà sản xuất lớn, do tiết kiệm chi phí tiềm năng rất lớn:Với khoảng 15 triệu tấn oxit ethylene được sản xuất hàng năm mỗi phần trămtăng năng suất tiết kiệm 95.500 tấn ethylene trị giá 67.000.000 $
Đề án của nhà máy sản xuất ethylene một oxit