乙醛生產(chǎn)制備工藝流程

乙醛生產(chǎn)制備工藝流程第1頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乙醛乙醛，又稱醋醛，屬醛類，是一種具有分子式CH3CHO或MeCHO的有機(jī)化合物。由于在大自然當(dāng)中存在廣泛以及工業(yè)上的大規(guī)模生產(chǎn)，乙醛被認(rèn)為是醛類當(dāng)中最重要的化合物之一。乙醛可存在于咖啡，面包，成熟的水果中，它還可以通過植物作為代謝產(chǎn)物而生成。乙醛還可通過乙醇的氧化獲得并被認(rèn)為是宿醉的成因。乙醛常溫下為液態(tài)，無色、可燃，有刺鼻的氣味。其熔點(diǎn)為-123.5°C，沸點(diǎn)為20.2°C?？梢员贿€原為乙醇，也可以被氧化成乙酸。第2頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月碳二系列典型產(chǎn)品碳二通常是指含有兩個(gè)碳原子的化合物，如乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙醛、乙酸等。這些化合物都可作為化工原料，其中以乙烯的產(chǎn)量居首位。乙烯具有不飽和的雙鍵，反應(yīng)活性高，且成本低，純度高，易于加工利用，是有機(jī)化工中最重要的基本原料，消耗乙烯量最大的是聚乙烯生產(chǎn)，其次為環(huán)氧乙烷、乙苯、乙醛等。第3頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月理化特性主要成分：純品外觀與性狀：無色液體，有強(qiáng)烈的刺激臭味，易揮發(fā)。所含官能團(tuán)：醛基（－CHO）熔點(diǎn)(℃)：-121沸點(diǎn)(℃)：20.8相對(duì)密度(水=1)：0.78相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)：1.52飽和蒸氣壓(kPa)：98.64(20℃)燃燒熱(kJ/mol)：279.0kcal/mol臨界溫度(℃)：188溶解性：能跟水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。第4頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乙烯絡(luò)合催化氧化生產(chǎn)乙醛乙醛是易揮發(fā)、易燃、有辛辣味的液體，有毒。乙醛分子中具有羰基，反應(yīng)能力很強(qiáng)，容易發(fā)生氧化、縮合、環(huán)化、聚合及許多類型的加成反應(yīng)。它主要用于生產(chǎn)醋酸及其衍生物，廣泛應(yīng)用于紡織、醫(yī)藥、化纖、染料和食品等工業(yè)。歷史上乙醛生產(chǎn)主要通過乙炔水合法，乙醇催化氧化或催化脫氫方法制得。1959年乙烯直接氧化法生產(chǎn)乙醛和工業(yè)化，使其成為主要生產(chǎn)方法，原因是乙烯來源豐富而價(jià)廉，具有反應(yīng)條件溫和，選擇性好、收率高、工藝流程簡(jiǎn)單及三廢處理容易等優(yōu)點(diǎn)。第5頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、基本反應(yīng)過程及主、副反應(yīng)一、反應(yīng)原理：第6頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基本反應(yīng)過程第7頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基本反應(yīng)過程第8頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)分析：

一、反應(yīng)原理：乙烯液相氧化制乙醛的三步反應(yīng)中，乙烯的羰基化反應(yīng)速度最慢，是反應(yīng)的控制步驟。目前一致公認(rèn)烯烴羰基化反應(yīng)機(jī)理是通過形成中間絡(luò)合物進(jìn)行的。第9頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、催化劑溶液組成及其對(duì)反應(yīng)的影響：

一、反應(yīng)原理：

要使乙烯液相催化氧化生產(chǎn)乙醛的反應(yīng)能以一定速度穩(wěn)定地進(jìn)行，催化劑溶液的組成是關(guān)鍵。①鈀含量：一般是0.2～0.4㎏鈀/m3溶液氯化鈀是具有催化能力的組分，[Pd2+]↑，則催化劑更為有效，生產(chǎn)能力↑；但超過其平衡濃度時(shí)，則使過量的鈀以金屬鈀沉淀析出而失去其催化作用。同時(shí)，[Pd2+]高需要靠高的Cu2+離子濃度維持，也必然帶來游離氯離子濃度相應(yīng)增高。工業(yè)生產(chǎn)中常在催化劑溶液中加入適量的氯化銅，使金屬鈀不至于從溶液中析出；同時(shí)在維持必要的反應(yīng)速度前提下，宜采用較低的鈀含量。第10頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、催化劑溶液組成及其對(duì)反應(yīng)的影響：

一、反應(yīng)原理：

②銅含量：一般總銅含量控制為65～70㎏/m3溶液由于氯化銅是金屬鈀的氧化劑，因此銅的含量主要是為充分發(fā)揮氯化鈀的催化作用，從而維持鈀氧化反應(yīng)有效地進(jìn)行。③氯銅比、氧化度和pH值：三者之間是互相關(guān)聯(lián)又互相制約的。氯離子既可作為中心金屬鈀（或銅）離子的配位體，保證[PdCl2－]的平衡及Pd被氧化；又可以游離形式出現(xiàn)，雖有利于鈀的氧化，但卻使乙烯的羰基化反應(yīng)速度下降。因此，在滿足Pd氧化平衡的前提下，通常采用低濃度氯離子，通常氯銅比為1.4～1.6。氧化度是Cu2+與總銅離子濃度之比，對(duì)于一定的氯銅比，對(duì)應(yīng)有一最佳的氧化度范圍。氧化度增加或降低，都將使羰基化反應(yīng)速度降低，在工業(yè)生產(chǎn)中，氧化度一般大于0.7。pH值低，反應(yīng)阻力大，一般控制其在0.8～1.3范圍內(nèi)為宜。第11頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、反應(yīng)溫度和壓力：溫度因素主要影響反應(yīng)速度和選擇性。從動(dòng)力學(xué)方程可知，升高溫度，k值增大，有利于加快反應(yīng)速度；但乙烯和氧的溶解度卻隨之減少，對(duì)反應(yīng)速度產(chǎn)生不利影響。因此溫度對(duì)反應(yīng)速度產(chǎn)生的影響需視兩個(gè)相反效應(yīng)何者占優(yōu)勢(shì)而定。一般控制在393～403K。該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，其熱量是利用產(chǎn)物乙醛和催化劑中水的蒸發(fā)來移除的，所以催化劑溶液是處于沸騰狀態(tài)操作的，當(dāng)反應(yīng)溫度為393～403K時(shí)，反應(yīng)壓力為0.3～0.4MPa。二、工藝條件：第12頁(yè)，課件共15頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工藝條件：2、原料氣的配比和純度：在一段法中，人們常采用乙烯大大過量的操作方式，為減少原料的損失，要求乙烯和氧氣的純度在99%以上。工業(yè)