Утворення речовин з різними функціональними групами (спиртів, кетонів, кислот і т.д.) можна регулювати підбираючи відповідні параметри процесу. Кожний процес має оптимальну температуру, яка визначається досягненням прийнятних швидкості окислення і селективності.
Побічні продукти глибокого окислення (до CO2) протікають при більш високих температурах (енергія їх активності вища).
Процеси радикально-ланцюжного окислення поділяють на 2 групи:
а) Цільове добування речовин, стійких до подальшого окислення (нижчі аліфатичні і ароматичні кислоти) з високою конверсією (до 95 – 99%).
Б) Цільовий синтез речовин, схильних до подальшого распаду (гідропероксиди, кетони, спирти, вищі кислоти) зі зі степенем конверсії 5 – 30% і рециркуляцією неперетвореного реагента.
2.Гетерогенно-каталітичне окислення.
Найважливіші процеси:
1.Окислення олефінів із збереженням подвійного зв’язку (добування акролеїна):
СН2=СН-СН3 + О2 --> СН2=СН-СНO + H2O
2.Окисний амоноліз вуглеводнів з добуванням нітрилів:
RCH3 + NH3 + 1,5O2 --> RCN + H2O
3.Окислення аренів з утворенням ангідриадів:
C6H6 + 4,5O2--> +2CO2 + H2O
4.Прямий синтез етиленоксида:
СН2=СН2 + 0,5O2 --> СН2-СН2
\ /
O
Каталізатори:
1.Метали (Cu,Ag)
2.Оксиди перехідних металів (CuO +Cu2O,V2O5)
3.Суміші оксидів і перехідних металів (ZnO.V2O5,COO.WO3,Bi2O3.MoO3)
Використовують у вигляді сіток (Cu),зерен (V2O5)або нанесеними на пористі носії (Ag,CuO,солі Me).
Залежність селективності окислення етилену від температури (а) і степені конверсії (б)наведена на мал 34.2.
Енергія активації(кДж/моль)окислення: олефіни = 63-84 кДж/моль; арени 105 кДж/моль.
5. Реакційні вузли процесів окислення.
1.Ріднофазне окислення киснем
Процес проводиться в рідкій фазі при барботуванні повітря в колоні (висота 10-15мм,діаметр 2-3мм)полого типу або з ситчатими і ковпачковими тарілками.
Важливим являється спосіб відведення тепла реакції (мал. 35 а-г)
а) з винесеним охолодженням;
б) з внутрішнім охолодженням;
в) з охолодженням за рахунок випаровування;
г) з внутрішнім охолодженням на тарілках;
Неперервне проведення процесу в одній колоні можливе при отриманні продуктів, стійких до подальшого окислення (кислоти). Якщо селективність процесу залежить від конверсії застосовують каскад колон з відведенням тепла за рахунок випаровування вуглеводню або розчинника.
Виключення утворення вибухонебезпечних сумішей у верхній частині барботажних колон забезпечується високим степенем конверсії О2 в поєднанні з вибором тиску в залежності від леткості вуглеводню.
Інколи передбачена подача азоту.