有机化工生产工艺 乙醛氧化生产醋酸技术.pptVIP

第二节 乙醛氧化生产醋酸技术 （二）反应原理： 1、主、副反应： 以重金属醋酸盐为催化剂，乙醛氧化生成醋酸的反应体系有以下反应： 反应原理 2、反应机理和催化剂： 1、氧的扩散与吸收（气液传质）的影响因素： A、氧的通入速度： 通氧速度↑，气液相接触面积↑，氧的吸收率↑，设备的生产能力↑，但过大则氧的吸收率↓，损耗↑，尾气中氧浓度↑，造成不安全因素。因此通氧速度受到经济性和安全性的制约，存在一适宜值。 B、氧气分布板的孔径： 它与氧的吸收率成反比，孔径小则气体表面积大，有利于氧气吸收；但过小则造成流体流动阻力增加，使氧的压力升高。 C、氧气通过的液柱高度： 它与氧的吸收率成正比。液柱高，气液两相接触时间长，吸收效果好，吸收率增加。一般液柱超过4m时，氧的吸收率可达97%～98%以上。再增加则无明显变化。 工艺条件： 2、乙醛氧化速率的影响因素： A、反应温度：一般控制在328～358K之间 它是一个非常重要的因素，温度的升高对主反应有利，但使副反应也随之增加，同时为使乙醛保持液相须提高压力，否则氧化塔顶部乙醛与氧的浓度会增加，增加爆炸危险性。 B、反应压力：0.15MPa左右 P↑,有利于反应向生成目的产物方向进行,同时对氧扩散吸收有利,减少乙醛的挥发。但会增加设备投资费用和操作费用。 工艺条件： 2、乙醛氧化速率的影响因素： C、原料纯度： 水的存在将作为阻化剂抑制自由基反应的进行，要求其含量0.03%。三聚乙醛可使反应的诱导期增长并影响产品质量，其含量0.01%。 D、氧化液的组成： 氧化液中醋酸浓度和乙醛浓度的改变对氧的吸收能力有较大影响。醋酸含量高，则水、乙醛含量相对低，使气相中乙醛浓度降低，减少爆炸危险性和乙醛损失，也使氧的吸收率高，一般控制醋酸浓度在95%左右，在流出的氧化液中，乙醛含量不应超过2%～3%。 （四）反应器和工艺流程： 氧化反应器 作业：Ｐ140 6 * * 醋酸是乙醛最主要的衍生物，是一种无色透明液体，具有一定的刺激性气味，它可与许多溶剂互溶。在有机酸中产量最大。醋酸的最大用途是生产醋酸乙烯，其次是用于生产醋酸纤维素、醋酸酐、醋酸酯等，同时用于医药、染料和食品等行业。 （一）工业生产方法： 1、乙醛氧化法： 工业化时间最早，技术比较成熟，原料路线多样化，但生产过程中生成中间物——过氧醋酸使生产安全性不易得到保证。 2、轻油氧化法： 原料来源丰富，价格低廉，可直接一步合成，但产物组成较多，醋酸收率低，后处理工序长，分离较复杂，产品纯度低。 3、甲醇羰基化法： 反应条件缓和，选择性高，所得醋酸质量高，原料单耗低，提纯过程简单，但以贵重金属铑为主催化剂，并使用碘化物作为助催化剂，使催化剂价格高，装置的投资费用高。 这三种生产方法中以乙醛氧化法为目前我国生产醋酸主要方法。 乙醛氧化生产醋酸的反应机理，一般都用自由基链反应的理论予以描述。乙醛氧化生产醋酸的反应初期存在着诱导期，常温下乙醛就可以自动地吸收空气中的氧气而氧化生成过氧化醋酸，并缓慢地经过一系列连锁反应生成目的产物醋酸，但由于后者反应速度较慢，会导致过扣醋酸积累而发生爆炸。 一般工业上采用催化剂改变上述状况，既加速过氧醋酸的生成，又促使其迅速分解，使反应系统中过氧醋酸的浓度维持在最低限度。可用催化剂有钴盐、铁盐、锰盐等，工业上常采用醋酸锰作催化剂。 （三）工艺条件： 工艺流程 *