乙醛制醋酸化工生产技术(30页)

催化自氧化
(1). 反应原 理
(2).工艺条 件
(3).反应器 及工艺流程
1.生产原理
催化自氧化
主反应
自由基反应机理
乙醛氧化生产乙酸是一个放热反应，其主反应为：
副反应主要有：
主要副产物有甲酸、醋酸甲酯、甲醇、二氧化碳等
催化自氧化
链的引发：CH3CHO﹢Mn3﹢
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．
CH3CO﹢H﹢ ﹢Mn2 ﹢
．
链的传递：CH3CO﹢O2
• 主要用途： 用于 • 低浓度引起眼、 制造醋酸、醋酐、 鼻及上呼吸道
合成树脂、橡胶、 塑料、香料，也 用于制革、制药、 造纸、医药，用 作防腐剂、防毒
刺激症状及支 气管炎。高浓 度吸入尚有麻 醉作用。
剂、显像剂、溶
剂、还原剂等。
乙酸的性质及用途
催化自氧化
乙酸又名醋酸，是具有刺激气味的无色透明液体，
流程：氧化反应，产物分离，产品精制 操作：开工，生产，异常情况处理，停工等控制操作
催化自氧化
液态乙醛 空气或氧通入
醋酸
反应特点: 无催化剂,反应需较长的诱导期,过了诱导 期。氧化反应速度即迅速增长而达到最大值。
这类能自动加速的氧化反应具有自由基链反应
特征称自氧化反应。
乙醛氧化法生产醋酸工艺
乙醛氧化法 生产醋酸
G
G L
催化自氧化
催化自氧化
工业生产中采用的是全混型鼓泡塔式反应器。简 称氧化塔。
氧化塔有内冷却和外冷却两种形式
催化自氧化
分段控制冷却 水和通氧量， 传热面积太小
大规模生产中采用
催化自氧化
其他制乙酸方法
谢谢欣 赏
．
CH3COOO
．
CH3COOO ﹢ CH3CHO
．
CH3COOOH ﹢CH3CO
链终止：CH3COOOH ﹢ CH3CHO 醋酸锰 中间复合物
醋酸锰
2CH3COOH
2.工艺条件
3.反应器及工艺流程 液相自氧化具有以下特点：
催化自氧化
☆气液相反应，氧的传递过程对氧化反应速度起着 重要的作用；
☆强放热反应； ☆介质往往具有强腐蚀性； ☆原料中间产物或产物与空气或氧能形成爆炸
乙醛制醋酸化工生产技 术
乙醛物理性质
外观：无色液体，有强烈的刺激臭味，易挥发。 所含官能团：醛基（－CHO） 熔点(℃)： -121 沸点(℃)： 20.8 相对密度(水=1)： 0.78引燃温度(℃)： 140 爆炸上限%(V/V)： 57.0 爆炸下限%(V/V)： 4.0 溶解性：能跟水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶
乙醛化学性质
• 工业制乙醛方程式： 2CH3CH2OH+O2——→ 2CH3CHO+2H2O（加热，催化剂Ｃu/Ag)
• 乙炔水化法：C2H2+H2O－→CH3CHO（催化剂，加热） 是加成反应，也是还原反应。
• 乙烯氧化法：2CH2=CH2+O2－→2CH3CHO（催化剂， 加热，加压）
• 乙醛催化氧化：2CH3CHO+O2 －→2CH3COOH（催化 剂，加热）
• 乙醛燃烧：2CH3CHO+5O2—→4H2O+4CO2 • 银镜反应：CH3CHO+2Ag(NH3)2OH —
→CH3COONH4+2Ag +3NH3+H2O • 乙醛与新制的氢氧化铜：CH3CHO+2Cu(OH)2—→
CH3COOH+Cu2O+2H2O(加热，红色Cu2O沉淀）
主要用途
危险性
反应器
搅拌鼓泡釜式反应器 连续鼓泡床塔式反应器
移热方式
内冷却管 外循环冷却器 循环导流筒
催化自氧化
搅拌鼓泡釜式反应器
借搅动作用使 气体高度分散
催化自氧化
连续鼓泡床塔式反应器
L
特点:结构简单，具有极高的储液 量，所以特别适宜于慢反应和放 热量大的场合。鼓泡反应器液相 轴向返混很严重.
催化自氧化
混合物，而具有爆炸危险等。
氧的吸收率98% 醋酸选择性98%
氧化产物
催化自氧化
乙醛、醋酸甲酯 甲酸、水、醋酸（50%）
反应温度：70-75 反应时间：3h X乙醛：97%
故采用的反应器必须是： ◆能提供充分的氧接触表面； ◆能有效地移走反应热； ◆设备材料必须耐腐蚀； ◆有安全装置； ◆返混程度满足具体反应的要求。
另外，由乙酸制得聚酯类，可作为油漆
的溶剂和增塑剂；
概述
催化自氧化
物理性质：液体，Tb=391.3K，溶于水、苯、醇类有机溶剂 化学性质：可进行酯化等反应
用途：生产醋酸乙烯酯、醋酸纤维素、酸酐、醋酸酯等
生产方法：丁烷或轻油氧化；乙醛氧化；甲醇羰化
反应：①主反应：乙醛+氧气→乙酸 ②副反应：氧化、酯化生成甲酸、醋酸甲酯、甲醇等
乙 催化剂：可变价金属（Mn，Ni，Co，Cu等）的醋酸盐
酸
反应原理
热动力学：①热力学：放热反应 ②动力学：初期速度慢，后期速度快
生
影响因素：①原料配比及纯度：对反应过程和产品质量影响
产
②催化剂组成：影响原料转化率及产品收率
③工艺条件：温度，压力，反应时间
④设备结构及性能：主要从传质和传热进行考虑
工艺流程
无水乙酸在低温时凝固成冰状，(凝固点为
16.8℃)俗称冰醋酸。其沸点118.1℃。爆炸限４
乙 酸
性质
-17.0%, 乙酸是重要的有机酸之一，是许多有机物的良
好溶剂，能与水、醇、酯和氯仿等有机溶剂以任
的
何比例相混合。
性
质
及 用
途 用途
乙酸除用作溶剂外，还有广泛用途，乙酸 在食品工业作防腐剂；在有机化工生产中， 乙酸裂解可制得乙酸酐，而乙酸酐是制取 乙酸纤维的原料；