乙烯液相氧化法生产乙醛..pdfVIP

第六章 乙烯系列产品生产-5.2 编号：No.23课题：乙烯液相氧化法生产乙醛 授课内容： ● 乙烯氧化法生产乙醛反应原理 ● 乙烯氧化法生产乙醛工艺流程 知识目标： ● 了解乙醛物理及化学性质、用途、生产方法 ● 掌握乙烯氧化法生产乙醛反应原理 ● 掌握乙烯氧化法生产乙醛工艺流程 能力目标： ● 分析影响反应过程的主要因素 ● 分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响 思考与练习： ● 乙烯氧化法生产乙醛反应催化剂组成和特点 ● 影响乙烯氧化法生产乙醛反应过程的主要因素 ● 乙烯氧化法生产乙醛工艺流程的构成 授课班级： 授课时间： 年 月 日 第二节 乙烯液相氧化法生产乙醛 第六章 乙烯系列产品生产-5.2 一、概述 1．乙醛性质和用途 乙醛是无色透明、易挥发的液体，具有辛辣的刺激性气味。沸点20.8℃，冰点-124℃， 着火点43℃，自燃温度185℃。乙醛蒸汽与空气形成爆炸性混合物，爆炸范围3.8～57％， 乙醛与水、乙醇、乙醚及其它多种有机液体能以任何比例混和。乙醛蒸汽对人的眼鼻、呼吸 器官有刺激作用，对中枢神经系统有麻醉作用，形成慢中毒，表现为体重减轻、贫血、神志 恍惚、听觉错乱等症状。 乙醛分子内具有醛官能团，能够发生醛类所能进行的全部化学反应。由于醛官能团本身 的化学活性，再加上与醛基相邻甲基上的氢原子受到羰基的影响而活化，导致乙醛分子具有 很强的化学活性。 乙醛没有单独的用途，在工业上大量用于合成多种有机产品，如图6-4 所示。 从图中可见，乙醛在有机化工生产中显然是很重要的一种产品。 2．工业生产方法 目前工业上生产乙醛的方法主要有四种：乙炔水合法、乙醇氧化或脱氢法、烷烃氧化法 及乙烯直接氧化法。 （1）乙炔水合法 乙炔在硫酸汞催化剂的作用下，液相水合生产乙醛的方法早在 1916 年就实现了工业化，它的反应方程式为： H SO C H + H O 2 4 CH CHO + 141.5KJ/mol 2 2 2 3 此法技术成熟，并可得到纯度高、产率高的乙醛，但是当所用乙炔来自电石时，则需消 耗大量的电力，同时它所使用的催化剂中含有硫酸，催化剂再生时需用硝酸，设备的腐蚀严 重。催化剂中还含有汞，在生产过程中易挥发，严重影响工人的身体健康。所以此法逐步被 淘汰。 第六章 乙烯系列产品生产-5.2 图6-4 以乙醛为基础的合成 由于石油和天然气制乙炔技术得到了很大的发展，目前乙炔水合法仍是重要的一种工业 生产路线。为了避免汞催化剂的毒害和设备的腐蚀，已经对非汞催化剂进行了许多研究，出 现了乙炔气相水合工艺，即乙炔气在非汞型的固体催化剂上用水蒸汽进行直接水合。研究用 过的催化剂很多，主要是磷酸盐，如：磷酸镉钙和磷酸铜钙，并已实现了工业化。 （2）乙醇氧化或脱氢法 乙醇氧化法是用银或铜作催化剂，在 550℃左右的温度下 进行反应，反应式为： 1 CH CH 0H + 0 → CH CHO + H O + 173KJ/mol 3 2 2 2 3 2 此法生产乙醛的转化率为35％左右，产率达90～95％，在此反应中易生成一些深度的 氧化产物而消耗一部分乙醇。 乙醇脱氢法是以铜或以铬活化的铜作催化剂，在 260～290℃的温度下进行反应，反应 式为： CH CH OH → CH CHO + H - 69KJ/mol 3 2 3 2 由于反应温度较低，不