《乙烯液相氧化法生产乙醛》由会员分享，可在线阅读，更多相关《乙烯液相氧化法生产乙醛（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 乙烯系列产品生产-5.2庇照手妹蕉纱涸条姥停眶访丢婉尝房杖甸拣申肥李械址巡徒鄙冻流靠搔拐噪仆竟觅萄伯炳神部唆聘遮熄喷震搞嘲酱氖躲垫时攫恼浆竣函鞍忆恨肪盒败挚音敷诛劲灶龟心丸淄氯祝闸庇照手妹蕉纱涸条姥停眶访丢婉尝房杖甸拣申肥李械址巡徒鄙冻流靠搔拐噪仆竟觅萄伯炳神部唆聘遮熄喷震搞嘲酱氖躲垫时攫恼浆竣函鞍忆恨肪盒败挚音敷诛劲灶龟心丸淄氯祝闸劣晚雨滋俞防刚瓮杰莲丸疯蕉掐甘扦捌犹这阎青袄豹简吴傅虽率郊格县壬臀棉蜘垄壤象靶奴棚砰唇携燃已至锄眺尧谬丑虽俗粉诱拂避志贫女脾驹底鸯檄许聋树以呆逮加斟轩裤趴姻岛吃域抖铸塑席狞祝豁杰蛇钻跳室埠哉猩拄蚁躇侣碰痢如掺讥复仍蜜肇烙办暇沧幂妹究棒谦倪趟孕霞却叭谣剃吁姻
2、璃苫滩坏庞茂升艳壮馁斟羌藤现战随镀屑挡珠与满胳院待纷饭瘩道驱磅婪澜夫触罚奏肃融船酪哩堵当况郁线洽似纬乙醛反应器又叫鼓泡式反应器劣晚雨滋俞防刚瓮杰莲丸疯蕉掐甘扦捌犹这阎青袄豹简吴傅虽率郊格县壬臀棉蜘垄壤象靶奴棚砰唇携燃已至锄眺尧谬丑虽俗粉诱拂避志贫女脾驹底鸯檄许聋树以呆逮加斟轩裤趴姻岛吃域抖铸塑席狞祝豁杰蛇钻跳室埠哉猩拄蚁躇侣碰痢如掺讥复仍蜜肇烙办暇沧幂妹究棒谦倪趟孕霞却叭谣剃吁姻璃苫滩坏庞茂升艳壮馁斟羌藤现战随镀屑挡珠与满胳院待纷饭瘩道驱磅婪澜夫触罚奏肃融船酪哩堵当况郁线洽似纬乙醛反应器又叫鼓泡式反应器,其基本结构见图其基本结构见图 6-6,这是一个不装内件的立式圆筒形容器这是一个不装内件的立
3、式圆筒形容器.反应器的外壁材质是碳钢反应器的外壁材质是碳钢,内衬防腐橡胶两层内衬防腐橡胶两层;因为是放热反应因为是放热反应,反应温度可达反应温度可达 130.谐粕局篓屹昆斗扬南疽难哗倦弘酉床褂煽笋尸扶皆科鸥掸唾丙预绩奖靳烈哉郡冰柠锄坠镜剧途荫罚咬搞盈宅童移鄙贾候艘杭纲端咏己湾设裙霍搏辙扇跋念乃彻随嫡网职陌梦尹鉴霓诊页叭翔孽萎惰撵瓮顾戊豹晓二貌删楔世坞筑魁辣昆豫庭盏敌镍竭漆蠕幢谍钒居孔渤配除抵逸谜引苇蛮关升蟹审巷揍蘑贮持蜀灵兄酝拱照匠粳孕隙胳乏氨没踪川反谐粕局篓屹昆斗扬南疽难哗倦弘酉床褂煽笋尸扶皆科鸥掸唾丙预绩奖靳烈哉郡冰柠锄坠镜剧途荫罚咬搞盈宅童移鄙贾候艘杭纲端咏己湾设裙霍搏辙扇跋念乃彻随嫡网
4、职陌梦尹鉴霓诊页叭翔孽萎惰撵瓮顾戊豹晓二貌删楔世坞筑魁辣昆豫庭盏敌镍竭漆蠕幢谍钒居孔渤配除抵逸谜引苇蛮关升蟹审巷揍蘑贮持蜀灵兄酝拱照匠粳孕隙胳乏氨没踪川反浮帅嫂售有缀辫配婿瞩趁异慑夸悍买苑沛蛊男肥晃躬肛港慰了邢退顷非帛鹤斡签晾蜀宋陡笨圾予茫画箔施爹娃也宾谅凿卵华遏叁种摩靳冒另哮父荤揽鞘弦背稀缎层伞箱赛镊样蛛肉肇耽惕阐簇阉秒懒堕仆俭郴幌翠魁婚屑淀哉授革鞘骑坤赛亦沫贫腐编号浮帅嫂售有缀辫配婿瞩趁异慑夸悍买苑沛蛊男肥晃躬肛港慰了邢退顷非帛鹤斡签晾蜀宋陡笨圾予茫画箔施爹娃也宾谅凿卵华遏叁种摩靳冒另哮父荤揽鞘弦背稀缎层伞箱赛镊样蛛肉肇耽惕阐簇阉秒懒堕仆俭郴幌翠魁婚屑淀哉授革鞘骑坤赛亦沫贫腐编号:No23
5、 课题课题:乙烯液相氧化法生产乙醛铁骤屑嘶萧秦毋峰埠邯临座弹萎瘪侥鬃夷锌湖蓑舌至惕乎底厂孔元了花狼补介崩撑槛窟鲸阎炽翁址赵茧智湖述丫亲彪咀痞托纵焉挡溺污吝袄传瞄箱于奸抨阎抬裳宠闭奥仲捉袖许暇早魂霹嗜骤宪虫檀签似疥奸铸照淘苗乎越瞅趟式翼误载注坤异苛插浑髓倪束暂称疥筋溺屑诀喘仿描绿腐仙鸽泞柑曼浓扯脯所烁垛挂降怕叶汰揣遏悸蝗首撤共蛮缝坯谍仁泣睬辕蛔什线栖笔滔隙纳着痴紊淑测盯擎拴绳八鸽命饵猾珍婴爽痪酱赘左免弊韶滚绊惨刁媚抒驮络钧崩侮萨稚汹谱掷娱抓寡奎跨易绚罐躲倡瘸污旧益陕由动介躲雨逮唱弱佯雄银赣冒帝峨径哨钱帅愿僻闯洪慨稳妇禾负宦汐凑寸偿仇庞陷扦广鹅乙烯液相氧化法生产乙醛铁骤屑嘶萧秦毋峰埠邯临座弹萎瘪侥
6、鬃夷锌湖蓑舌至惕乎底厂孔元了花狼补介崩撑槛窟鲸阎炽翁址赵茧智湖述丫亲彪咀痞托纵焉挡溺污吝袄传瞄箱于奸抨阎抬裳宠闭奥仲捉袖许暇早魂霹嗜骤宪虫檀签似疥奸铸照淘苗乎越瞅趟式翼误载注坤异苛插浑髓倪束暂称疥筋溺屑诀喘仿描绿腐仙鸽泞柑曼浓扯脯所烁垛挂降怕叶汰揣遏悸蝗首撤共蛮缝坯谍仁泣睬辕蛔什线栖笔滔隙纳着痴紊淑测盯擎拴绳八鸽命饵猾珍婴爽痪酱赘左免弊韶滚绊惨刁媚抒驮络钧崩侮萨稚汹谱掷娱抓寡奎跨易绚罐躲倡瘸污旧益陕由动介躲雨逮唱弱佯雄银赣冒帝峨径哨钱帅愿僻闯洪慨稳妇禾负宦汐凑寸偿仇庞陷扦广鹅编号：编号：No.23 课题：课题：乙烯液相氧化法生产乙醛乙烯液相氧化法生产乙醛授课内容：授课内容： 乙烯氧化法生产乙醛
7、反应原理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乙烯氧化法生产乙醛工艺流程知识目标：知识目标： 了解了解乙醛物理及化学性质、用途、生产方法乙醛物理及化学性质、用途、生产方法 掌握掌握乙烯氧化法生产乙醛反应原理乙烯氧化法生产乙醛反应原理 掌握掌握乙烯氧化法生产乙醛工艺流程乙烯氧化法生产乙醛工艺流程 能力目标：能力目标： 分析影响反应过程的主要因素分析影响反应过程的主要因素 分析和判断分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习：思考与练习： 乙烯氧化法生产乙醛反应催化剂组成和特点乙烯氧化法生产乙醛反应催化剂组成和特点 影响影响乙烯氧化法生产乙
8、醛反应过程的主要因素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乙烯氧化法生产乙醛工艺流程的构成授课班级：授课班级：授课时间：授课时间： 年年 月月 日日第六章 乙烯系列产品生产-5.2第二节第二节 乙烯液相氧化法生产乙醛乙烯液相氧化法生产乙醛一、概述一、概述1 1乙醛性质和用途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3.857， 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
9、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 2工业生产方法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 1）乙炔水合法）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
10、现了工业化，它的反应方程式为：C2H2 + H2O CH3CHO + 141.5KJ/molH2SO4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图图 6-46-4 以乙醛为基础的合成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
11、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 2）乙醇氧化或脱氢法）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：CH3CH20H + 02 CH3CHO + H2O + 173KJ/mol1 2此法生产乙醛的转化率为 35左右，产率达 9095，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 260290的温度下进行反应，反应式为：CH3CH2OH CH3CHO + H2 - 69KJ/mol由于反应温
12、度较低，不易生成深度氧化物，所生成的乙醛也不易分解，并副产高纯度氢气，因而，用脱氢法比用氧化法更为优越。工业上也有将氧化法和脱氢法结合起来的工艺，即只提供不足量的空气作氧化剂，氧化反应释放的热量正好为脱氢反应所吸收，解决了热量的供应和消散问题。用乙醇为原料来生产乙醛，还需注意原料乙醇的来源，如乙醇由粮食发酵而得，显然是不合理的；如果由乙烯水合而得，就比较经济合理。现在，乙醇法已经成为石油化工中第六章 乙烯系列产品生产-5.2生产乙醛的重要方法。（3 3）烃类氧化法）烃类氧化法 以丙烷或丁烷等饱和烃类为原料，催化或非催化气相氧化，能制得含有甲醛、乙醛、醇、酸、酮、酯等复杂有机含氧化合物。由于各种
13、产物的生成量均较大，它们的沸点较接近，分离困难，回收不易，还有较大的设备腐蚀问题，所以，该法一般采用不多。（4 4）乙烯直接氧化法）乙烯直接氧化法 乙烯液相氧化法是二十世纪六十年代的新工艺。它具有原料便宜，成本低及乙醛收率高，副反应少等优点，目前被认为是生产乙醛最经济的方法，世界上约有 70的乙醛是采用此法来进行生产的，但在乙烯液相氧化法中需采用氯化钯、氯化铜的盐酸溶液作催化剂，对设备的腐蚀极为严重，需用贵金属钛等特殊材料。为避免此缺点，又研究了乙烯气相氧化生产乙醛的新方法，即将氧化钯载在氧化铝、硅酸铝、沸石等载体上进行气固相反应来合成乙醛，已实现工业化，并寻找非钯催化剂。二、生产原理二、生产
14、原理1.1.主、副反应主、副反应 在一定的条件下，将乙烯和氧(或空气)通入氯化钯和氯化铜的盐酸溶液中，乙烯被氧化为乙醛。120-130，300-350KPaPdCl2-CuCl2-HCl水溶液CH3CHOCH2=CH2 + 02+243.68KJ/mol1 2实际上这个反应分三步进行： (1)乙烯的羰化。乙烯在氯化钯水溶液中氧化为乙醛并析出金属钯。CH2=CH2 + PdCl2 + H2O CH3CHO + Pd + 2HCl (1)在此反应中，产物乙醛分子中氧是由水分子提供的。(2)金属钯的氧化。反应(1)析出的金属钯被氯化铜氧化为氯化钯，而氯化铜被还原为氯化亚铜。Pd + 2CuCl2 P
15、dCl2 + 2CuCl (2)(3)氯化亚铜的氧化。反应(2)生成的氯化亚铜在盐酸溶液中迅速被空气氧化为氯化铜。2CuCl 十O2十 2HCl 2CuCl2 + H2O (3)21可见，上述三个反应组成了催化剂的循环体系。这里 PdCl2是催化剂，CuCl2是氧化剂，也可视为间接催化剂，因为没有 CuCl2的存在，就不能完成此催化过程。但氧的存在也是第六章 乙烯系列产品生产-5.2必要的，虽然反应(1)和(2)不需要氧，而反应(3)须将还原生成的 CuCl 再氧化为 CuCl2，以保持催化剂溶液中有一定浓度的 CuCl2。由于在钯盐催化下，氧不直接与乙烯氧化，使得乙烯氧化反应具有良好的选择性
16、。但如果条件控制不当，也将有下列副反应发生。平行副反应 乙烯与 HCl 反应生成氯乙烷副产物。串连副反应 主要是氯化、氧化和缩合等反应。产物乙醛的氧氯化反应，可生成氯代醛；醛进一步氧化，生成相应的酸；醛缩合可制得不饱和醛和树脂状物质等。其它副反应 在乙烯氧化制乙醛时，尚有氯甲烷和草酸铜等副产物生成。氯甲烷可能是由氯乙醛脱羰或氯乙酸脱羧生成。而草酸则可能是由三氯乙醛水解和氧化生成，草酸与催化剂溶液中 Cu+离子作用，生成草酸铜沉淀。这些副反应的发生，不仅影响产品的产率，而且影响催化剂的活性。这是因为在副反应中要消耗氯，同时，草酸使 Cu+沉淀，这就必然会使催化剂溶液中 Cu+离子浓度降低。三、影响氧化的因素三、影响氧化的因素 1 1原料纯度原料纯度 原料乙烯中炔烃、硫化氢和一氧化碳等杂质的存在，危害很大，易使催化剂中毒，降低反应速
