Waker乙烯制乙醛工艺
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萃取精馏一般用于芳香族和烷烃的分 离，因为它们有相似的挥发度。例如： 通过加入苯酚可以实现甲苯和异辛烷的 分离，异辛烷可以在塔顶获得，而且甲 苯和苯酚的分离相对来说较为容易。
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7
空气和乙烯二步法生产乙醛的工艺
二步法瓦克氧化工艺流程图
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8
在二步法生产工艺中的乙烯和氧在不同的反应器中发生反应。 在第一个反应器中，乙烯被转化，而这种转化是几乎完全的，没 有可回收的乙烯产生。在第二反应器中，催化剂发生再氧化 （Cu+→Cu2+）。空气可以用来代替纯氧，由于从反应器出来的气 相仅含有可被排放的惰性组分（N2），在一步法工艺中这些惰性 组分将会在循环物料流中积累。
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10
瓦克尔工艺的缺点
尽管瓦克尔氧化工艺是一种选择性氧化烃类简 单的方法，但是其不足限制了它的实用性
1、生成副产物 两种工艺均生成氯代烃、氯 乙醛、和乙酸
2、建设材料费用昂贵 酸性的催化剂具有强 烈的腐蚀性，合适的建设材料包括钛、耐酸 陶瓷、钽
3、废水排放 废水含有很难生物降解的有毒 的氯代烃，虽然无氯催化剂已经被研究但未 商业化
乙烯和氧气在一定比例情况下会发生爆炸。因此，乙烯的进 料会超过这个限度，而这造成了乙烯的转化率仅仅只有30%。
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6
萃取精馏
因为双重混合物中两组分的相对挥发度较低，一般的 精馏方法很难分离该混合物，而萃取精馏可以。第三种 组分（萃取剂)加入到混合物中，它改变了两组分的相 对挥发度；且萃取剂本身挥发度较低，不易蒸发。
催化剂溶液离开闪蒸器作为底部产品，并进入催化剂氧化反 应器中，使Cu+被空气氧化。氧气的转化几乎是完全的，催化剂溶 液在分离器底部离开并循环进入第一反应器中，一小部分的催化 剂被送入再生器中。
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9
两种工艺方法的比较
一步法工艺中用的是纯氧，而二步法通常用空气。两 种工艺方法中，乙醛的产量均为95%左右，而且成本几乎相 同。两种工艺的建设材料费用是昂贵的，由于催化剂溶液 具有很强的腐蚀性。在一步法中具有优势，因为仅有反应 器要求耐腐蚀，而在二步法中的两个反应器以及管路和泵 均需要耐腐蚀，还有就是空气的使用要求有更大的独立设 备，这就导致了两步法需要更多的投入。二步法的优势是 以廉价的空气代替纯氧、对未转化的乙烯进行循环再利用， 这就减少了操作和投资费用，另一个优点是二步法比较安 全，因为乙烯和氧在两个反应器中反应，避免了混合爆炸 的形成。因此，在很多反面都制约这工艺的选择，比如原 料、能源、速率以及安全性的考虑，还有氧气的价格和实 用性等等。
乙醛生产工艺
小组成员： 李启明 王向阳 张广宁
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1
简介
乙醛（acetaldehyde）一种醛，又名醋醛，无色易流动液 体，有刺激性气味。熔点－121℃，沸点20.8℃，相对密 度0.7834（18／4℃），相对分子质量44.05，分子结构为 甲基C原子以sp3杂化轨道成键、醛基C原子以sp2杂化轨道 成键、分子为极性分子。可溶于水、乙醇、乙醚、氯仿、 丙酮和苯。易燃，易挥发。蒸气与空气能形成爆炸性混合 物，爆炸极限4.0％～57.0％（体积）。易氧化而成醋酸。 在少量酸存在下很易聚合成三聚乙醛（液体，熔点124℃）， 低温时生成多聚乙醛。以上两种聚合体能在少量硫酸作用 下分解为乙醛。在工业上主要由乙炔在高汞盐的催化下水 合而生成；新的生产方法是将乙烯在氯化铜-氯化钯的催化 下用空气直接氧化。主要用于生产乙酸、乙酸乙酯和乙酸 酐，也用于制备季戊四醇、巴豆醛、巴豆酸和水合三氯乙 醛。
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2
制备方法
最早是用乙醇氧化法制乙醛此法要消耗大量粮食, 已不再采用;
通过控制乙烯的氧化可以获得乙醛。目前最重要 的乙醛合成法是Wacker法。利用PdCl2、CuCl2作催 化剂，使空气和乙烯与水反应生成乙醛;
还有一种方法，就是在汞盐（如HgSO4）的催化 下，乙炔和水化合，生成乙醛。这种方法生产的
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11
乙醛纯度高，但操作人员容易发生汞中毒。现在
科学家们正在研究用非汞催化剂，并已取得初步
成效。
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3
Wacker法反应历程
工业上将烯烃氧化和Pd、Cu的氧化合在一起为一 步法 将烯烃氧化和Pd 、Cu的氧化分开在二个反应器 中分别进行为二步法
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4
一步法瓦克氧化工艺
一步法瓦克氧化工艺流程图
乙醛的净化和浓缩通过两个阶段完成。第一阶段，比乙醛沸 点更低的轻副产物通过萃取精馏的方法被移出，例如：氯代甲烷 、氯代乙烷；在第二阶段，重组分（醋酸、有机组分和水等）被 移除。同时，少量的HCl溶剂被加到反应塔中以补偿Cl损失。
在反应过程中，一部分的催化剂溶剂会发生一定程度的恶化 ，因此，要将一部分从分离塔中出来的液相输送到再生塔中。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
乙烯和空气从反应塔的底部给料，然后反应物以气泡的形式
向上移动。反应组分是一个两相系统。由于催化剂溶剂是酸性的 ，部分的乙烯和氧气气体被溶解。该反应是在混合反应物的沸点 温度下进行的，因此，反应所产生的热量可以通过乙烯和水的蒸 发移除。
从反应器顶部离开的气体被冷却然后输送到气液分离器，在 气液分离器中，催化剂被分离收回到反应塔中。而富含未被转化 的乙烯的气相组分被冷却然后通过水刷洗以此来收集乙醛，其原 因是乙醛易溶于水。剩余的气相给料到反应塔中，但是要移除其 中的一部分为了防止惰性组分的积累，例如：N2、CO2。
在工艺流程图中，乙烯的反应和催化剂氧化在两个独立的泡 罩塔反应器中进行，乙烯和催化剂进入乙烯氧化反应器中。在上 方的闪蒸器中有乙醛和水的蒸汽，乙醛在粗醛塔中被浓缩，而轻 化合物和重化合物通过精馏被除去。
从粗醛塔底部被放出来的水一部分循环到闪蒸器中，用来维 持催化剂浓度的恒定，另一部分水用来洗涤从催化剂氧化反应器 和乙烯氧化反应器放出尾气中的乙醛。
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空气和乙烯二步法生产乙醛的工艺
二步法瓦克氧化工艺流程图
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在二步法生产工艺中的乙烯和氧在不同的反应器中发生反应。 在第一个反应器中，乙烯被转化，而这种转化是几乎完全的，没 有可回收的乙烯产生。在第二反应器中，催化剂发生再氧化 （Cu+→Cu2+）。空气可以用来代替纯氧，由于从反应器出来的气 相仅含有可被排放的惰性组分（N2），在一步法工艺中这些惰性 组分将会在循环物料流中积累。
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10
瓦克尔工艺的缺点
尽管瓦克尔氧化工艺是一种选择性氧化烃类简 单的方法，但是其不足限制了它的实用性
1、生成副产物 两种工艺均生成氯代烃、氯 乙醛、和乙酸
2、建设材料费用昂贵 酸性的催化剂具有强 烈的腐蚀性，合适的建设材料包括钛、耐酸 陶瓷、钽
3、废水排放 废水含有很难生物降解的有毒 的氯代烃，虽然无氯催化剂已经被研究但未 商业化
乙烯和氧气在一定比例情况下会发生爆炸。因此，乙烯的进 料会超过这个限度，而这造成了乙烯的转化率仅仅只有30%。
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萃取精馏
因为双重混合物中两组分的相对挥发度较低，一般的 精馏方法很难分离该混合物，而萃取精馏可以。第三种 组分（萃取剂)加入到混合物中，它改变了两组分的相 对挥发度；且萃取剂本身挥发度较低，不易蒸发。
催化剂溶液离开闪蒸器作为底部产品，并进入催化剂氧化反 应器中，使Cu+被空气氧化。氧气的转化几乎是完全的，催化剂溶 液在分离器底部离开并循环进入第一反应器中，一小部分的催化 剂被送入再生器中。
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两种工艺方法的比较
一步法工艺中用的是纯氧，而二步法通常用空气。两 种工艺方法中，乙醛的产量均为95%左右，而且成本几乎相 同。两种工艺的建设材料费用是昂贵的，由于催化剂溶液 具有很强的腐蚀性。在一步法中具有优势，因为仅有反应 器要求耐腐蚀，而在二步法中的两个反应器以及管路和泵 均需要耐腐蚀，还有就是空气的使用要求有更大的独立设 备，这就导致了两步法需要更多的投入。二步法的优势是 以廉价的空气代替纯氧、对未转化的乙烯进行循环再利用， 这就减少了操作和投资费用，另一个优点是二步法比较安 全，因为乙烯和氧在两个反应器中反应，避免了混合爆炸 的形成。因此，在很多反面都制约这工艺的选择，比如原 料、能源、速率以及安全性的考虑，还有氧气的价格和实 用性等等。
乙醛生产工艺
小组成员： 李启明 王向阳 张广宁
编辑课件ppt
1
简介
乙醛（acetaldehyde）一种醛，又名醋醛，无色易流动液 体，有刺激性气味。熔点－121℃，沸点20.8℃，相对密 度0.7834（18／4℃），相对分子质量44.05，分子结构为 甲基C原子以sp3杂化轨道成键、醛基C原子以sp2杂化轨道 成键、分子为极性分子。可溶于水、乙醇、乙醚、氯仿、 丙酮和苯。易燃，易挥发。蒸气与空气能形成爆炸性混合 物，爆炸极限4.0％～57.0％（体积）。易氧化而成醋酸。 在少量酸存在下很易聚合成三聚乙醛（液体，熔点124℃）， 低温时生成多聚乙醛。以上两种聚合体能在少量硫酸作用 下分解为乙醛。在工业上主要由乙炔在高汞盐的催化下水 合而生成；新的生产方法是将乙烯在氯化铜-氯化钯的催化 下用空气直接氧化。主要用于生产乙酸、乙酸乙酯和乙酸 酐，也用于制备季戊四醇、巴豆醛、巴豆酸和水合三氯乙 醛。
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2
制备方法
最早是用乙醇氧化法制乙醛此法要消耗大量粮食, 已不再采用;
通过控制乙烯的氧化可以获得乙醛。目前最重要 的乙醛合成法是Wacker法。利用PdCl2、CuCl2作催 化剂，使空气和乙烯与水反应生成乙醛;
还有一种方法，就是在汞盐（如HgSO4）的催化 下，乙炔和水化合，生成乙醛。这种方法生产的
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11
乙醛纯度高，但操作人员容易发生汞中毒。现在
科学家们正在研究用非汞催化剂，并已取得初步
成效。
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3
Wacker法反应历程
工业上将烯烃氧化和Pd、Cu的氧化合在一起为一 步法 将烯烃氧化和Pd 、Cu的氧化分开在二个反应器 中分别进行为二步法
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一步法瓦克氧化工艺
一步法瓦克氧化工艺流程图
乙醛的净化和浓缩通过两个阶段完成。第一阶段，比乙醛沸 点更低的轻副产物通过萃取精馏的方法被移出，例如：氯代甲烷 、氯代乙烷；在第二阶段，重组分（醋酸、有机组分和水等）被 移除。同时，少量的HCl溶剂被加到反应塔中以补偿Cl损失。
在反应过程中，一部分的催化剂溶剂会发生一定程度的恶化 ，因此，要将一部分从分离塔中出来的液相输送到再生塔中。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
5
乙烯和空气从反应塔的底部给料，然后反应物以气泡的形式
向上移动。反应组分是一个两相系统。由于催化剂溶剂是酸性的 ，部分的乙烯和氧气气体被溶解。该反应是在混合反应物的沸点 温度下进行的，因此，反应所产生的热量可以通过乙烯和水的蒸 发移除。
从反应器顶部离开的气体被冷却然后输送到气液分离器，在 气液分离器中，催化剂被分离收回到反应塔中。而富含未被转化 的乙烯的气相组分被冷却然后通过水刷洗以此来收集乙醛，其原 因是乙醛易溶于水。剩余的气相给料到反应塔中，但是要移除其 中的一部分为了防止惰性组分的积累，例如：N2、CO2。
在工艺流程图中，乙烯的反应和催化剂氧化在两个独立的泡 罩塔反应器中进行，乙烯和催化剂进入乙烯氧化反应器中。在上 方的闪蒸器中有乙醛和水的蒸汽，乙醛在粗醛塔中被浓缩，而轻 化合物和重化合物通过精馏被除去。
从粗醛塔底部被放出来的水一部分循环到闪蒸器中，用来维 持催化剂浓度的恒定，另一部分水用来洗涤从催化剂氧化反应器 和乙烯氧化反应器放出尾气中的乙醛。