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烯烃环氧化是在工业生产领域大量使用的氧化工艺，其目的就是在烯烃化合物双键的两端碳原子间加上一原子氧形成三元环，得到环氧化合物，由于其重要的实用价值，环氧化工艺的很早就实现了工业化，并且一直在改进。以过氧化氢为氧源的环氧化工艺，环境友好，极具工业化应用前景。但双氧水同时是一种高含能物质，极不稳定，遇热、光、重金属等杂质会引起分解，同时放出氧气和大量的热，环氧化反应本身的放热量也较高，如果发生热量累积也容易造成反应事故。因此，对过氧化氢为氧源烯烃催化环氧化反应过程进行安全性研究，有助于避免工业化过程发生重大安全事故，具有重要的现实意义。 本研究以丙烯环氧化和氯丙烯环氧化反应为样本，研究了反应体系涉及物料的稳定性和热动力学特征;研究了烯烃环氧化过程中多种条件对反应安全性的影响，并模拟了工艺放大条件下的危险性;评估了多种浓度的双氧水在工业存储应用条件下的安全条件，设计了合理的安全泄放条件。主要研究内容和概述如下: 通过对反应中涉及主要物料的热稳定性考察，确定了双氧水在常温下使用、储存的安全控制温度上限;双氧水储存的失控风险随浓度升高而迅速升高，在储存量相同的条件下，安全泄放面积要求随双氧水浓度增长而增长，但增长倍数高于双氧水浓度的增长倍数。高pH值条件下，双氧水储存的失控风险剧增，针对此条件下的反应热失控安全泄放措施在工程上无法实现，因此必须严格避免出现相关场景。 丙烯环氧化在高压下进行，丙烯的爆炸极限与体系温度、压力有密切关系，在设定的反应条件，即50℃、0.4 MPa条件下，丙烯的LOC为11.0％，在温度、压力上升时丙烯爆炸范围会变宽;纯环氧丙烷的热稳定性较好，但掺入杂质后，热稳定性明显降低，尤其是碱液和金属离子对其自反应有明显的催化作用。 常压条件下，氯丙烯的LOC值为10.9％，但溶剂甲醇的LOC值更低，为9.8％，为给体系留出足够的安全空间，设定本体系的安全控制值应为4.9％。氯丙烯和环氧氯丙烷的热稳定性相对较好，纯物质的起始放热温度较高，但反应比较复杂，环氧氯丙烷的放热危险性高于氯丙烯，少量的氯丙烯可能会促进环氧氯丙烷的分解。 丙烯环氧化反应中，双氧水的转化率和气相中的氧含量随温度上升而升高;高浓度双氧水有利于目标产物的生成，但体系中的气相氧含量也会快速增加，危险性升高;较高溶剂比有利用目标反应的进行，同时溶剂量的增加降低了体系中气相氧含量;双氧水的转化率随催化剂含量的增加而增加，在初始阶段，催化剂含量的增加会造成气相氧含量的上升;得到实验条件下的最优反应条件是保持温度低于50℃，双氧水∶甲醇不低于7∶1（质量比），催化剂含量为1.5％。使用计算机程序模拟了间歇和连续反应条件下的失控场景，密闭绝热、冷却失效和冷却阀门故障都会给反应带来严重安全问题。 氯丙烯环氧化反应实验在敞开体系中进行，且含有大量溶剂，发生超温超压的危险性较低，其主要风险为气相燃爆风险。催化剂含量过高、ALC/H2O2摩尔比过低、溶剂用量过少、进料速度过快等条件都会造成气相氧含量过高。由实验得到的最优反应条件为:ALC/H2O2摩尔比≥2∶1，甲醇溶剂质量浓度≥40％，催化剂含量为1.5％(w/w)，双氧水缓慢液下进料。为控制气相空间的氧含量，可采取措施包括:在达到工艺要求的情况下，尽量减少催化剂用量，避免室温下双氧水直接进料，保证溶剂和氯丙烯达到反应温度后再加入双氧水，确保液下进料，控制双氧水用量和加入速度，保证液相体系均匀混合。