年产3万吨乙烯催化氧化生成乙醛工艺设计
*****课程设计
课程名称化工工艺课设
专业班级
学生姓名
班级序号
指导教师
实验时间
目录
1.综述 (1)
1.1产品性能介绍 (1)
1.2产品需求 (1)
1.3生产方法 (2)
1.3.1乙炔水化法 (2)
1.3.2乙醇氧化法 (4)
1.3.3烷烃直接氧化法 (5)
1.4流程叙述 (7)
1.4.1反应岗位 (7)
1.4.2精馏岗位 (8)
1.4.3再生岗位 (9)
2设计工艺计算 (10)
2.1原材料和成品的技术规格 (10)
2.1.1原材料 (10)
2.1.2成品 (11)
2.1.3生产指标 (11)
2.1.4生产规模 (11)
2.1.5原料来源 (11)
2.1.6生产制度 (11)
2.2物料衡算 (12)
2.2.1基础计算 (12)
2.1.2冷凝器的物料衡算 (14)
2.2热量衡算 (17)
2.2.1.反应热 (17)
2.2.2凝器热量衡算 (18)
2.3 设备计算 (20)
2.3.1基础数据 (20)
2.3.2纯醛冷凝器设备计算 (20)
4.冷凝器设备CAD (21)
4.1装配图 (22)
4.2附件及剖面图 (23)
4.3工艺流程图 (24)
参考文献 (25)
附录 (26)
乙烯催化氧化生成乙醛工艺设计
1.综述
1.1产品性能介绍
乙醛（acetaldehyde）是一种醛，又名醋醛，无色易流动液体，有刺激性气味。熔点－121℃，沸点20.8℃，相对密度小于1。可与水和乙醇等一些有机物质互溶。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）。天然存在于圆柚、梨子、苹果、覆盆子、草莓、菠萝、干酪、咖啡、橙汁、朗姆酒中。具有辛辣、醚样气味，稀释后具有果香、咖啡香、酒香、青香。
乙醛也是一种重要的烃类衍生物，在合成工业上也是一种重要的中间体，其本身几乎没有直接的用途，完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择,主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品。但是随着科技的发展,原来完全以乙醛为原料的化工产品(如醋酸)可能会改变原料路线和生产方法,乙醛下游产品的市场也会发生变化,乙醛下游产品的开发会出现一些全新的产品。1.2产品需求
国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化，法烷烃直接氧化四种技术路线。生产的乙醛绝大多数都用于生产醋酸的原料，只有少量用于生产季戊四醇、醋酐、丁醇、丁酸、过氧醋酸等产品。可以说国内乙醛的下游产品在某种意义上说就是乙醛经醋酸而生产的下游产品。据1994年出版的《中国化学工业统计信息》报道，1993年吉化公司等12家的乙醛产量为26.7万吨，估计国内总生产能力可达到30多万吨。然而总体来说我国醋酸生产装置数量多，装置能力小，据1993年统计，我国醋酸的总生产能力为47.26万吨，1992年产量为44.37万吨，其中乙烯法约占64％，酒精法约占33％，乙炔法约占3.2％。但由于醋酸下游产品的需求量巨大，有人预计今后几十年内我国醋酸市场将日趋紧俏，因而改进装置提高乙醛生产能力，从而增大醋酸产量以成当务之急。另外，以乙醛为原料生产其它产品的工艺在我国仍为得到较大发展，如国内已生产的乙醛下游产品，除了醋酸系列产品外，还有季戊四醇、丁烯醛、丁酸、三氧乙醛等产品，但相对来看产量很少。在我国，季戊四醇的乙醛消耗量
占第二位，但产量和装置能力都较低。1992年季戊四醇的实际产量为13243吨，耗乙醛约为5300吨，只占乙醛总产量的1.7%。但是可以预计随着该类产品的走俏，作为原料的乙醛需求量越来越大[1]。
1.3生产方法
乙醛的生产有三种，分别是乙炔水化法、乙醇氧化法、乙烯络合氧化法。
1.3.1乙炔水化法
在高汞离子或磷酸钙存在下,乙炔与水进行加成反应即生成乙醛。反应式为：
CHO(l)CH O(l)H CH(g)CH 32→+= (1)
乙炔水合法生产乙醛是一种古老的方法，我国目前基本没有用此法生产乙醛。该法分为汞法和非汞法两种，汞法生产一吨乙醛要消耗0.8公斤金属汞，汞蒸汽会逸出会严重危害身体健康，污染环境。因此以前一般都用非汞法，是以可、磷酸钙为催化剂，并且以天然气乙炔为原料，采用多层塔式固定床反应器，但方法的催化剂中的镉剧毒，且强度差，消耗高，生产成本高。乙炔水合法不需要贵金属把催化剂和制氧设备及种耐酸材料,生产规模可大可小,在有天然气或煤炭和水电资源的地区因地制宜地采用乙炔水合法生产乙醛在技术经济上仍然站得住。
1.德国方法是被广泛采用的方法，其反应基本上是在常压及90~100℃的温度下进行。在此过程中,除乙炔水合生成乙醛外,不可避免地还有一些副产物伴生。其中特别需要加以控制,否则将会影响乙醛产率的是乙醛氧化成乙酸及乙醛精合(继而脱水)成丁烯醛(及树脂状物)。这一方法存在一些缺点,主要有：
(1)在反应过程中使用大量的乙炔进行循环，一方面易使催化剂中毒,另方面有可能增加乙炔及乙醛的揖失；
(2)反应放出的热量为乙醛、乙炔及水蒸汽等移出反应系杭而散失,在提汉晨乙醛时又再施以大量热能进行精韶；
(3)如果乙醛的精馏于常压下进行,Rlj 还需要冷冻冷凝； (4)流程相当复杂。
2.窒素方法为克服德国方法存在的缺点，才研究成功井发展了窒素方概这一方法乃基于下列事实：
(1)乙炔水合是一剧烈的放热反应,生成每克分子乙醛其反应热为3.37千卡。
(2)由于乙醛一水的二元混合物的汽液祖成分布很竟，因此用蛟小的迥流此郎可借精貂而分离之。这就表明,用蛟少的热量良p能达到乙醛提浪的目的。
窒素方法的工艺流程如图所示。
图一窒素方法的工艺流程图
1-反应塔；2-洗涤塔；3-闪蒸器；4-分凝塔；
5-精馏塔；6-冷凝器；7-受器。
将适量乙炔通入盛有催化溶液的反应塔中进行反应,反应温度为68~73℃，反应压力为1.4~1.5公斤/厘米。在此条件下,乙炔基本上完全转化。乙炔中含有的少许惰性气体通过洗涤塔进行洗涤后，散逸于大气中。反应所用的催化溶液耀洗滁塔而于反应塔的上部加入。含有1.5~2%乙醛的催化溶液,即所谓母液进入闪蒸器，在此借真空及母液的显热而急闪蒸发，逸出的蒸气中含有70%(以重量舒)的乙醛。已被分离掉60%乙醛而温度低于反应温度5℃的母液，重新返回反应塔,以便循环利用。从闪蒸器出来的蒸气进入分凝塔中,部份水被冷凝,同时蒸气的温度降至35℃。这时蒸气中乙醛的含量提高到86%。
离开分凝塔的蒸气经加压至2.5公斤/厘米2，后进入精馏塔。借蒸气本身的潜热及压缩产生的热量作为精馏操作的热源。由于乙醛与水易于分离，精馏时所需回流比不大，故并不再需要外界供热。此外,由于精馏系统在2.5公斤/厘米2的压力下进行，这时，乙醛的液化温度为45℃,故其冷凝用普通冷却永即能实现之。
总括起来,窒素方法具有下列优点：
(1)不使用过量乙炔，故取消了乙炔的循环操作； (2)反应温度低，故副反应少，产率高；
(3)借真空急闪蒸发及加压精馏，使反应热先移出而后再利用； (4)操作中不用冷冻冷凝；
(5)流程筒单，设备少，乙炔不循环，故乙炔的机械及操作损失小。
当然亦存在一些问题：由于温度低，又不用过量乙炔，故反应速度较慢，为弥补这一缺点，就必须设计较大的反应装置。
1.3.2乙醇氧化法
该反应是在铜—锌—铬为催化剂，温度为310℃下氧化制得。反应式如下
O 2H CHO 2CH O OH CH 2CH 23加热
Cu,223+??→?+ (2)
乙醇氧化或脱氢制乙醛工艺都是传统的乙醛生产方法。经典的乙醇氧化法占多数，它是采用银催化剂，反应温度为550~580℃，单程收率70~75%，选择性95%左右，乙醇单耗为1.1~1.28吨/乙醛。乙醇氧化是强放热反应，避免乙醛在高温下发生分解和能量回收是目前乙醛生产的重要关键之一。
从化学反应可看出，铜—锌—铬催化体系的乙醇脱氢制乙醛工艺，反应温度低(310℃以下)，乙醛不易发生热分解，乙醛收率比氧化法高，同时付产有经济价值的氢。
A.M.Eopucom 等推荐用含78~86(重量%)氧化铜和21~14(重量%)氧化铬组成的铬酸铜为催化剂。反应温度在260~320℃，压力在1.1~1.5大气压，原料体积连率3~9/时条件下脱氢。采用Φ32毫米的脱氢反应管，装有120毫升铬酸铜催化剂，生产能力为1800~2000克/升催化剂·时。Φ57x2.5毫米的脱氢反应管总共有250根，装有880升催化剂，生产能力为465~520克/升催化剂·时。在稳定操作条件下,催化剂使用了7797~9049时。
R.M.Moorijanl 共试制了15种负载型催化剂，并测定了它们的活性、选择性和寿命。所用载体分别为磁器粘士、硅胶、硅藻土、泡砂石、合成滤石、玻璃沙、原砂等。催化剂有效成份为铜，助催化剂为镍或铬。
1.3.3烷烃直接氧化法
本设计采用第三种方法即乙烯络合氧化法，本工段选用一段法直接氧化成乙醛，其反应原理如下为：
总反应式为：
CHO
CH O 21H C 3CuCl ,PdCl 2422
2?????→?+
(3) 事实上,该反应是通过几个反应步骤进行的： 毅化反应：
2HCl Pd CHO CH O H PdCl H C 32242++?→?++ (4)
金属氧化反应：
CuCl 2PdCl 2CuCl Pd 2O
H 22+??→?+ (5)
H2O 2CuCl 22
1
HCl 22CuCl 2+?→?++O (6)
在这个反应中,按照生成乙醛数量,氯化铜按化学当量被还原为氯化亚铜。在较低浓度时,
氯化亚铜以二氯络合物形式存在于溶液中,在强烈还原时,能使氯化亚铜沉淀,溶液氯离子
浓度低时,氯化亚铜也易沉淀。生成的氯化亚铜在酸性溶液中用空气或氧气容易重新氧化为氯化铜。由于CuCl2，CuCl 和PdCl2等均参与反应，且反应前后基本没有变化，所以共形成催化剂。选择适当的操作条件，温度与压力，催化剂组成和乙烯——氧气混合组成等，使金属氧化反应速度和碳化反应速度趋于一致，即可保证总反应(1)得以连续进行，达到稳产高产的目的。
本反应副产物很少,选择性二般为95%左右，主要副产品是醋酸、草酸、巴豆醛、二氧化碳和微量的气态氯代烃以及不溶性褐色残渣〔高聚物)等[2]。
工业上乙烯氧化是在液相催化剂水溶液中进行的。液相反应有下列二种方式： 1. 一段法
特点是：羰基反应与催化剂再生反应在同一反应器内同时进行，保持催化剂的一定氧化度。(见下图)
图二一段法工艺流程图
循环气体与乙烯被引入充满催化剂溶液的垂直反应器，纯氧亦同时引入反应器的底部。反应在微压下进行(约3大气压)，反应温度为120℃。反应热由部分水的蒸发热移去。被蒸发的水必须予以补充，以保持恒量的催化剂溶液。
气体反应混合物(蒸汽、未反应的乙烯和反应产物)引入洗涤分离塔，利用水淋洒以吸收乙醛。脱尽乙醛的气体循环返回反应塔。其中一部分气体放空，以保持其惰性气体含量恒定在一定范困之内。
总收率为95%。副产品为CO2，CH3C，,C2H5CI，CHCI3，CH2CI2，CH2CICH2CI，CH2OHCH2CI和氯代乙醛等。副产品中简有少量的草酸，成为难溶的草酸铜而存在于溶液中的。
2.二段法
羰基反应与催化剂再生反应在相串联的各自的反应器内进行(如下图)。
图三二段法流程图
乙烯与催化剂溶液在反应塔进行反应，反应温度韵为100℃，反应压力为8~10大气压。反应后催化剂在分离塔放压，利用反应热蒸出乙醛。催化剂用循环泵打至再生塔，在这里用空气进行氧化。具有一定氧化度的催化剂再进入反应塔进行羰基反应。
这一流程的特点在于：可使用富乙烯气体作为原料，采用空气作为氧化剂。分二
段反应可以避免构成爆炸气体混合物的生成，且成本较一段法便宜 3.3%，因此目前世界各国均趋向于二段法的工艺流程。
当然，一段法流程亦有其优点，例如：基本投资较二段法便宜20%；由于反应在同一反应塔内进行，可以避免使用耐腐蚀循环泵，简化工艺流程。因此决定二法的优劣，尚需根据当时当地具体情况而定[3]。
3.直接氧化法的主要技术问题及发展前途
就操作条件而言，直接氧化是在较低温蛟低压的缓和条件下进行的。操作简单，容易掌握。收率一般在95%以上，副产品几乎可以略而不计，有利于工业生产。当然在工业实践中，亦将会遇到不少困难。首先是作为催化剂粗组成之一的氯化钯贵金属盐类需要大量供应。虽然这些钯盐在以后的正常运转中，如果没有任何机械损耗，可以无需添补，或补充甚微。但为建厂所需的钯盐的数量亦是相当惊人。特别对钯资源缺乏的国家会造成一定的困难。其次是反应设备的桔构材料问题(包括为循环催化剂溶液用的循环泵)，这也是这一流程的关键所在。在90~130℃时含水分的盐酸气体要求设备材料有良好的耐腐蚀性能。同时由于有铜盐和钯盐的存在，为了防止这两种盐的还原，对设备材料的要求就更形严格。在工业上西德是采用衬钛的反应设备，同时亦提出在循环泵内衬钛是目前的一项迫不及待的研究裸题，需要迅速解决。另外在没备材料方面亦有考虑使用非金属如橡胶、聚乙烯等作为衬里的。
直接氧化法可以推广为其他校高碳数的酮醛的直接制法。最引人注目的为丙烯直接氧化制丙酮。反应条件和流程与上述乙醛生产大同小异，估计目前国外已经完成了小型试验而即将投入大型生产。无疑地在丙酮的生产中它将是最经济合理的方法之一。
与其他方法相比较，直接氧化法在原料经济合理性方面具有巨大的优越性。如果以乙烯直接氧化法(二段法)的乙醛成本为1，则乙炔液相水合为1.30，乙醇脱氢则为1.66。随着石油加工数量的急剧增长以及石油二级加工范围的扩大，大大地提供了获得巨量廉价的乙烯以及其他烯烃的可能性。可以预期：随着石油工业的突飞猛进，乙烯道接氧化制取乙醛将获得巨大的发展[4]。
1.4流程叙述
1.4.1反应岗位
由吸收塔来的循环气经水环压缩机，然后经气水分离，气体由分离器顶部出来，
由与厂来的新鲜乙烯在管道中混合，然后进入反应器底部。
新鲜氧气单独送入反应器下部。
乙烯和氧气在反应器内，在温度125℃至130℃，压力3－3.5bar，经氯化钯－氯化铜的盐酸水溶液作用，进行反应生成气体乙醛，含有气体乙醛和未反应的乙烯，氧气，水蒸汽等夹带着催化剂的合成气经反应器和除沫器之间的两根导管进入除沫器，在此进行气液分离，液相催化剂经除沫器底部的催化剂循环管返回反应器。
为保持催化剂的活性稳定，从催化剂循环管每小时引出5至6立方米催化剂送往再生工序进行氧化再生，经氧化再生后的催化剂，从反应器底部送回反应系统。
夹带微量催化剂的合成气进入第一冷凝器被冷却至105℃－115℃，在此合成气中的水蒸气部分被冷凝下来，经一冷受液槽催化剂再生工序尾气洗涤塔送来的吸收液混合，经凝液输送泵，从除沫器上部喷淋加入除沫器，为补充在反应过程中催化剂损失掉的水分，在凝液输送泵补加脱盐水，未凝气体进第二冷凝器，进一步冷凝冷却至75℃以下，凝液经凝液槽进入吸收塔塔釜，未凝气体进第三冷凝器，冷凝下来的凝液进入吸收塔塔釜，未凝气体在此冷却至45℃以下进入吸收塔下部，在吸收塔上部加入每小时2.5至60立方米的工艺水吸收。吸收液，第二冷凝器的冷凝液，第三冷凝器的冷凝液一并经过粗醛过滤器，冷却器的饱和蒸汽经减压至2.5bar，供厂房采暖和管线设备伴线使用。
1.4.2精馏岗位
用泵将粗乙醛从抽出送至螺旋换热器，与塔底排出的废水换热，温度升到95℃后，进入脱轻组分塔，塔在3bar的压力操作下，直接蒸汽加热，控制塔顶温度60℃，塔釜为106℃，从塔顶蒸出氯甲烷，氯乙烷等低沸物，进入塔顶冷凝器冷凝，凝液回流（回流比为68）未凝气体去火炬燃烧，为减少随低沸物带走的乙醛量，在塔顶加萃取水，脱去低沸物的粗乙醛，从塔釜流入纯醛塔，该塔的操作压力1.2bar直接水蒸气加热，控制塔底温度为125℃，通过调节回流量控制塔顶温度约43℃，从塔顶蒸出的纯醛进入纯醛冷凝器送至成品罐区，塔釜排出含醛量<0.1％的废水经热交换器，冷却器冷却至40℃以下流到废水中和工序。冷凝器排出的未凝气体经压力调节阀调节进入吸收塔，用冷却至45℃以下，流入粗醛贮罐。
吸收塔顶部排出的循环气，绝大部分返回循环压缩机经压缩后重新参加反应，为
避免惰性气体在反应系统的积聚，将少量循环气连续经阻火器排至火炬烧掉。
为防止火炬在燃烧时产生大量的黑烟，必需向火炬适当通入消烟蒸气，为了补充在反应过程中由于生成副产物消耗掉的盐酸，由盐酸计量泵每小时加入盐酸50立升左右，经催化剂循环管补加盐酸，当反应器，除沫器出现故障时，可将其内催化剂放入触媒收集坑。
本岗位设有脱盐水贮罐和工艺水贮罐，做为缓冲罐使用，脱盐水经送往用户，工艺水经送往用户，进入车间的过热蒸汽经减压饱和处理，将31bar的过热蒸汽经减压调节并用泵补入脱盐水后，以14bar饱和蒸汽的形式送往再生火炬，并将9bar的过热蒸汽经减压调节，并用泵补加脱盐水后，以5.5bar饱和蒸汽形势送往反应，精馏，将5.5bar水吸收气体中的乙醛，吸收液流入粗醛贮槽，塔顶废气送火炬。为保持塔和的塔压力稳定，可适当调节塔内的保压氮气的流量。
生产过程中产生的不合格乙醛，则送至不合格乙醛贮槽贮存，定期用泵打入粗醛槽，为保持纯醛质量，从塔精馏段的第四块塔板连续采出75.4kg/h的巴豆醛馏分，经冷却器冷却，进混合罐与100kg/h的工艺水混合后，流入萃取塔，在顶部加100kg/h 工艺水，萃取巴豆醛中的乙醛，含醛水溶液从底部经U型管流至粗醛贮罐，从塔上部流出含60％巴豆醛的有机相进入巴豆醛贮槽，定期用泵打入槽车，送往焙烧炉烧掉。
粗醛槽和巴豆醛贮槽用氮气保压在0.3bar，纯醛贮槽用氮气保压在0.8－1.6bar，各贮槽的放空气体进吸收塔回收乙醛。
1.4.3再生岗位
来自除沫器循环管连续采出的5－6 /h触媒，经加入盐酸和氧气，把Cu(Ⅰ)氧化为Cu（Ⅱ）进入旋风分离器，在此保持液面，通入氮气搅拌，将溶解在触媒中的乙醛，醋酸等吹出脱气后的触媒经压滤机过滤后，用触媒输送泵打进再生器，用直接蒸汽加热到120℃，压力控制在9－11bar，通入50－100 /h的氧气，分解草酸铜和不溶解性残渣，使触媒中的残渣含量保持在100克/升左右，再生的触媒进入闪蒸槽，并控制压力5bar左右，保持一定的液面，把溶解在触媒中的气体分离出来，合格的触媒从底部返回反应器。
为了回收尾气中的乙醛，从旋风分离器和闪蒸罐顶部出来的气体进入冷凝器冷凝，
未凝气进入尾气洗涤塔吸收后去火炬燃烧。
尾气洗涤塔的吸收液，冷凝器的冷凝液和泵的轴密封水，用乙醛回收泵打到凝液输送泵的进口进入反应系统。
盐酸由管道送到盐酸贮槽贮存，当需要时压入盐酸计量槽，这两槽的放空盐酸气体进入盐酸气吸收塔，用工艺水吸收后气体放空，吸收液流入下水道。
盐酸计量槽的盐酸经盐酸计量泵送到触媒氧化道或除沫器触媒循环管。
2设计工艺计算
随着世界工业的不断发展，生产过程变得越来越复杂，对于衡量生产过程的经济性，合理性等问题，便成为组织生产中的重要问题，化工产品的生产也是如此，生产过程的各项技术指标，例如产品产量，原料消耗量，公用工程的水，电，汽的消耗量，联产品和副产品的数量等都是十分重要的工艺指标，为了衡量其先进性，经济性，合理性，就要进行化工生产过程中的局部或全过程的物料衡算和热量衡算。
物料衡算是三算中最基本的，因此进行工艺设计时，首先要进行物料衡算。
现在，化工生产基本采用连续化生产，其特点是不断、稳定的向反应系统或设备投入物料，同时取出相同数量的物料，设备中某一区域的反应参数（如温度，压力，浓度，流量）不随时间而变，局部反应条件可不一致，但总条件不随时间变化。计算基准：以单位时间（小时）为佳，物料衡算式：（质量守恒定律）。
进入系统的物料量＝流出系统的物料量＋系统内累计的物料量，对于连续生产过程∑累计＝0，此时∑进＝∑出。衡算一般以进，出物料的总重量为准进行，分子数在反应过程中有变化，不可以做基准[5]。
2.1原材料和成品的技术规格
2.1.1原材料
表1 原材料中各组分摩尔分数
名称氧气氮气乙烯乙烷摩尔分数（％）≥99.0≤1.00≥99.7≤0.3
2.1.2成品
表2 成品中各组分摩尔分数
名称乙醛水丁醛醋酸摩尔分数（％）≥99.0≤0.06≤0.02≤0.02 2.1.3生产指标
乙烯单程转化率是38.03％，乙醛的单程收率是37.24％，选择性是97.92％。
表3 副产物中各组分摩尔分数
组分二氧化碳氯甲烷氯乙烷丁醛醋酸高沸物摩尔分数（％）48.02 3.53 1.54 3.74 40.09 3.08
表4 循环气中各组分摩尔分数
组分水氮气氧气乙烯乙烷二氧化碳氯甲烷氯乙烷摩尔分数(%) 0.82 7.14 8.01 65.01 4.27 13.7 0.94 0.11 2.1.4生产规模
年产量3万吨（即4.17吨/小时）。
2.1.5原料来源
乙烯来自乙烯厂，氧气和氮气来自乙二醇厂空分车间，低压蒸汽来自动力厂或热电厂。
2.1.6生产制度
本车间的年工作时间是7200h，并采用连续操作，工人则采用四班倒制，连续三班操作。
流程中存在的问题：在生产过程中产生的副产品无法利用，且采用的催化剂腐蚀性较大，为此对材质要求高。
2.2物料衡算
2.2.1基础计算
(1)生产能力：3万吨/年 (2)生产时间：全年7200小时
(3)产品要求：乙醛≥99.9%（mol%）水≤0.1（mol%）
(4)原料规格：乙烯99.7%（含乙烷0.3%），氧气99.00%（含氮1.00%） (5)乙烯的单位转化率：39.5% (6)乙烯生成乙醛的单程吸收率37.00% (7)乙烯的选择性：37.00%/39.5% (8)补加盐酸的浓度31.00%(质量) (9)催化剂增水量225.30kg/h (10)吸收塔底含乙醛4.46%（mol%） (11)反应部分乙醛损失0.99%（mol%） (12)精馏部分乙醛损失1.00%（mol%） 乙烯，乙醛等相关物性数据如下表：
表5 物性数据
分子量(g/mol)
熔点/℃ 沸点/℃ 乙烯 28.054 -169.15 -103.74 乙醛
44.053
-123
20.85
1. 反应器实际生产乙醛量的计算
平均生产时间为7200h,且及实际生产量W(kmol/h)为： W=(30000×1000)/7200/44=94.697(kmol/h)
实际生产的乙醛量＝理论生产的乙醛量－损失的乙醛量 94.697 X X ×10％ 所以94.697＝X －10％×X 解方程得：X ＝105.219（kmol/h ）
2. 乙烯消耗量的计算（生成目标产物的乙烯消耗量）
2
4
2
3
1
2
C H
O
CH CHO
+
→
1 1
X 105.219 X ＝105.219（kmol/h ） 3. 加入反应器的乙烯量的计算
收率＝转化为目的产物的乙烯量/加入反应器的乙烯量×100％ 37.24％＝105.219/X X ＝282.543（kmol/h ） 4. 副产物消耗的乙烯量
选择性＝转化为目的产物的乙烯消耗量/反应掉的原料量×100％ 97.92％＝105.219/X X=107.454（kmol/h ） 副产物消耗的乙烯量＝107.454-105.219=2.235（kmol/h ） 5. 生成目的产物的耗氧量
2
4
2
3
12
C H
O
CH CHO +
→
1 1/2
105.219X X=52.609（kmol/h ） 6. 副产物的量及组成
利用碳原子守恒计算副产物的生成量，反应物碳原子数目＝生成物碳原子数目。 计算结果见表6[6]。
表6 副产物含量
序号 名称 分子式 组成（％） 含量（kmol/h ）
1 二氧化碳 CO
2 48.02 1.350 2 氯甲烷 CH 3Cl 3.5
3 0.099 3 氯乙烷 C 2H 5Cl 1.5
4 0.043 4 巴豆醛 C 3H 5CHO 3.74 0.10
5 5 高沸物 含三个C 3.08 0.08
6 6 醋酸 CH 3COOH
40.09 1.127 7
总量
－
1.00
2.810
7. 总耗氧量＝生成目的产物的耗氧量＋副产物的耗氧量
副产物的耗氧量＝1.350×1＋0＋0＋0.105×0.5＋0＋1.127＝2.530（kmol/h 总耗氧量＝52.609+2.530＝55.139（kmol/h ）
图四物料衡算图
表7 循环气组分
组分H2O N2O2C2H4C2H6CO2CH3Cl C2H5Cl 含量0.82 7.14 8.01 65.01 4.27 13.70 0.94 0.11 设放空量为D，循环气量为C，新鲜氧气量为A，新鲜乙烯量为B，则根据以上物料衡算图，则得方程组：
对N2：A×1％＝D×7.14％
对C2H6：B×0.3％＝D×4.27％
对C2H4：B×99.7％+C×65.01％＝282.543
对O2：A×99.0％+C×8.01％＝55.139+C×8.01％+D×8.01％
对以上四式联立解得：
A＝56.334kmol/h）；B＝112.298（kmol/h）；
C＝262.395（kmol/h）；D＝7.890（kmol/h）。
2.1.2冷凝器的物料衡算
采用闪蒸计算
基本公式:
a)、ΣXi=1 b)、λi=Zi/[Ki+e（1-Ki）]
b)、e：液化率Xi：液相组成Zi：进料组成
设：汽相是理想气体，液相是理想溶液。
1.第一冷凝器的物料衡算
已知条件：
P=4bar T=110℃KCH3CHO=21.05 K
高聚物=0.160 KC3H5CHO=0.430
K= Ps/P总
利用H-B方程计算H2O、CH3COOH的Ps值
Ln Ps=A+B/T+C LnT+D Ps/T2[7]
试差计算
PsH2O=1000mmHg KH2O=1000/760/4=0.329
PsCH3COOH=600mmHg KCH3COOH=600/760/4=0.20
设：液化率=0.282
Xi(H2O)=0.5090/[0.329+0.282×(1-0.329)]=0.9822
Xi(CH3COOH)=0.00349/[0.2+0.282×(1-0.2)]=0.0082
Xi(CH3CHO)=0.1381/[21.05+0.282×(1-21.05)]=0.0089
Xi(高聚物)=0.00035/[0.16+0.282×(1-0.16)]=0.0009
Xi(C3H5CHO)=0.00031/[0.430+0.282×(1-0.43)]=0.0005
ΣXi=1.0007
一冷凝液量：Z×E=724.270×0.282=204.224kmol/h
未凝气体量：Z- Z×E=724.270－204.224=520.046mol/h
2.第二冷凝器的物料衡算
已知条件：P=3.5bar T=75℃KCH3CHO=8.02 K
高聚物=0.04 KC3H5CHO=0.2
根据H-B方程：Ln Ps=A+B/T+C LnT+D Ps/T2
试差计算[8]
PsH2O=289mmHg K(H2O)＝289/（760×3.5）＝0.1086
PsCH3COOH=170mmHg K(CH3COOH)=170/（760×3.5）=0.0639 设：液化率=0.258
Xi(H2O)=0.3256/[0.1086+0.258×(1-0.1086)]=0.9642
Xi(CH3COOH)=0.0017/[0.0639+0.258×(1-0.0639)]=0.0056
Xi(高聚物)=0.0001/[0.04+0.258×(1-0.04)]=0.0003
Xi(CH3CHO)=0.1885/[8.02+0.258×(1-8.02)]=0.0303
Xi(C3H5CHO)=0.0002/[0.2+0.258×(1-0.2)]=0.0005
∑Xi=1.0009
二冷凝液量为：Z×E=520.046×0.258=134.172kmol/h
未凝气体量为：Z-Z×E=520.046-134.172=385.874kmol/h
3.第三冷凝器的物料衡算
已知条件：P=3bar T=45℃KCH3CHO=0.56K
高聚物=0.45 KC3H5CHO=0.05K
根据H-B方程：ln Ps=A+B/T+C lnT+D Ps/T2
试差计算
PsCO2 =75000mmHg
PsCH3Cl=153400mmHg
PsC2H4=15900mmHg
PsH2O=70.6mmHg
PsC2H5OH=2250mmHg
PsCH3COOH=35.9mmHg
KCO2=75000/(760×3)=32.859
KC2H5Cl=2250/(760×3)=0.987
KCH3Cl=153400/(760×3)=67.281
KC2H4=15900/(760×3)=6.974
KH2O=70.6/(760×3)=0.031
KCH3COOH=35.9/(760×3)=0.016
设：液化率=0.166
Xi(H2O)=0.1032/[0.031+0.166×(1-0.031)]= 0.5379
Xi(CO 2)=0.0905/[32.859+0.166×(1-32.859)]= 0.0033 Xi(C 2H 5Cl)=0.0008/[0.987+0.166×(1-0.987)]=0.0008 Xi(CH 3Cl)=0.0062/[67.281+0.166×(1-67.281)]=0.0001 Xi(C 2H 4)= 0.4299/[6.974+0.166×(1-6.974)]=0.0718 Xi(CH 3COOH)=0.0004/[0.016+X ×(1-0.016)]=0.0022 Xi(高聚物)=0.00007/[0.45+X ×(1-0.45)]=0.0001 Xi(CH 3CHO)=0.2432/[0.56+X ×(1-0.56)]=0.3842 Xi(C 3H 5CHO)=0.0001/[0.05+X ×(1-0.05)]=0.0005 ∑Xi=1.0009
三冷凝液量为：Z ×E=385.874×0.166=64.055kmol/h 未凝气体量为：Z-Z ×E=385.874-64.055=321.819kmol/h
2.2热量衡算
热量衡算的理论依据是质量和能量守恒定律。
2.2.1.反应热
选基准温度125℃，即398.15K ，在此温度下反应物及主要生成物的生成热及热容如下[9]：
C 2H 4(g) O 2(g) CH 3CHO(l) CH 3COOH(l) CO 2(g) H 2O(l) △Hf θ(kJ/mol) 52.26 0 -192.3 -484.5 -393.51 -285.82 Cp （kcal/kmol/K ） 43.56 29.35 0 124 37.1 75.291
2
4
2
31
2C H
O CH CHO +
→
θθθθ?=?-?-
?=---=-=-3
24
2
1298f CH CHO f C H f O
1
H H H H 2
19252.260244.56kJ /mol 58507.18(kcal /kmol)
2423C H O CH COOH +=
θθθθ?=?-?-?=---=-=-3
24
2
2298f CH COOH f C H f O
H H H H 484.552.260
536.76kJ /mol 128411.48(kcal /kmol)
24222C H 3O 2H O 2CO +=+
θθθθθ?=?+?-?-?=?-+?--?-=-=-2
2
2
24
3298f H O f CO f O f C H
H 2H 2H 3H H 2(285.82)2(393.51)3052.261410.92kJ /mol 337540.67(kcal /kmol)
2.2.2凝器热量衡算
一冷的气体的进口温度是125℃，出口温度是110℃，冷凝温度是110℃，在此温度下几种主要产物的冷凝热见表8[10]。
表8 冷凝热表格
CH 3CHO H 2O C 3H 5CHO CH 3COOH H （kcal/kmol ）
4865
9445.2
8129
5742
平均温度为117.5℃，冷凝器内气体的各组分的含量百分比及在此温度下的比热容见表9[11]。
则混合气体平均比热容为：
∑Ii i Cp=X Cp ＝(12.72+6.855+6.895+11.4+18.26+15.5+9.779+19.24+15.51
+8.289+0+25.65)/12=10.132kcal/（kmol ·K ） 气体由125℃降到110℃放出热量：
Q=MCp Δt ＝724.270×10.132×（125-110）＝110074.555(kcal/h)， 气体冷凝放出热量由Q=MH 计算，乙醛冷凝放出热量：
1Q ＝2.427×4865＝11807.355(kcal/h)， 水冷凝放出热量：
2Q ＝285.36×9445.2＝2692230.603(kcal/h)， 丁醛冷凝放出热量：
乙醇催化氧化
乙醇的催化氧化 一、选题来源 高一第二学期（上海教育出版社）p43.酒精的催化氧化。教材上是这样做的这个实验： “把铜丝烧成螺旋状，在火焰上加热后，铜丝表面发黑生成黑色的氧化铜，把它迅速插入酒精中，待黑色退去后，取出铜丝再加热，再插入酒精中，反复数次后嗅闻气味。” 反应的方程式为2Cu + O2→2CuO CuO + CH3CH2OH→CH3CHO + Cu + H2O 总方程式为：CH3CH2OH+ O2→CH3CHO +H2O 反应中起催化作用的是Cu,表面的氧化铜是中间产物。乙醇直接和氧化铜粉末反应生成的是什么？反应条件是什么？ 二．实验步骤：实验.1加热乙醇使乙醇蒸汽通入氧化铜粉末中，检验收集到的液体并不是乙醛。 2.先加热氧化铜一段时间，再加热乙醇使乙醇蒸汽通入氧化铜粉末中，很快黑色的氧化铜变为红色。最后用希夫试剂检验生成的液体，显紫色。说明生成了乙醛。 三、实验中的问题： 在做上述实验的前两次试验中检验生成的物质是否为乙醛时，分别用了新制的氢氧化铜和银氨溶液来检验。但均未出现砖红色沉淀和银镜现象。最后用希夫试剂来检验，立即显现出浅紫色。证明生成了乙醛。
用新制的氢氧化铜和银氨溶液检验没现象的原因是乙醛中混有大量的乙醇。以下分别是希夫试剂与醛、所制生成物、乙醇反应的颜色对比图 出现这种不理想现象的可能原因是：乙醇过量，反应后没有立即撤去加热乙醇的酒精灯，致使乙醇蒸汽进入生成物中。 注意：1、该反应较快，氧化铜粉末很快都变成了红色的铜，在操作中必须先加热氧化铜，然后再加热乙醇，而且乙醇加热过程必须一直持续。反应结束后，必须先停止加热乙醇然后再停止加热氧化铜。 2、为减少生成物混入乙醇，应使氧化铜过量。 总结：乙醇和热的氧化铜粉末发生反应。反应的条件是氧化铜粉末必须先加热。该反应氧化铜被还原成铜，做的是氧化剂。 而铜作催化剂时，氧气做的是氧化剂,氧化铜是中间产物。
乙醇氧化制乙醛探究实验设计题
[题目]某校课外活动小组的同学在完成课本乙醇氧化制乙醛的实验中,设计了如下三个实验方案:方案1 取5 mL无水乙醇&乙醇氧化制乙醛探究实验设计题...趁热于试管中,将螺旋状铜丝在酒精灯外焰上灼烧,一、试题的由来 人教社大纲版高中化学第三册P81实验习题如下： 在加热和有催化剂（Cu或Ag）存在的条件下，工业上利用乙醇被空气氧化生成乙醛的原理，由乙醇制备乙醛。请设计一个实验装置，既能进行上述反应，又能利用反应后得到的乙醛作银镜反应。 在设计上述实验时，学生只是根据自己的经验和想象设计了多种多样的实验方案，使学生创新思维得到了较好的训练和提高，综合学生设计实验方案的过程，并参考了相关的论文，设计了如下探究实验题。 二、原创试题 ［题目］某校课外活动小组的同学在完成课本乙醇氧化制乙醛的实验中，设计了如下三个实验方案： 方案1 取5 mL无水乙醇于试管中，将螺旋状铜丝在酒精灯外焰上灼烧，趁热伸入无水乙醇溶液中，重复10次。观察到铜丝的变化为：紫红→黑色→紫红；在试管口闻到一股刺激性气味；做银镜反应实验几乎看不到现象。 方案2 按如图1所示装置（加持仪器已略去）进行如下实验操作（顺序已打乱）： 图1 ①点燃B装置中的酒精灯加热无水乙醇至沸腾，持续加热；②向锥形瓶中滴加10％过氧化氢溶液；③连接好仪器，检验装置的气密性；④正确填加试剂；⑤点燃C装置中的酒精灯。 实验进行约7 min～8 min，发现硬质玻璃管中有液体存在，在试管D中收集到3 mL～无色有刺激性气味液体，用该液体与银氨溶液反应，得到光亮的银镜。4 mL． 有明显不足之处，存在安全隐患，基该小组的同学在实验中发现，方案2方案3于这一不足，他们开动脑筋，查阅了某化学科技期刊，又到互联网上查找相关资料，通的不足，2的实验装置。通过实验，该实验设计克服了方案2过缜密思考，设计了如图收到了好的效果，同学们体验到
乙醇催化氧化
乙醇的催化氧化进阶练习4 1.下列物质不能从溴水中萃取溴的是( ) A ．乙醇 B ．苯 C ．四氯化碳 D ．戊烷 2.酒精灯的火焰分为三层，由外到内依次为外焰、内焰、焰心，若把一根洁净的铜丝，由外焰逐渐深入到内焰，能观察到的现象是( ) A. 始终是红色 B. 由红色变为黑色 C. 在外焰变为黑色，到内焰变为红色 D. 在外焰是红色，到内焰变为黑色 3.苯中混有乙醇杂质，除去乙醇的方法是( ) A ．加热蒸发 B ．过滤 C ．加水、萃取、分液 D ．加CCl4、萃取、分液 4.以下四种有机物的分子式皆为 C 4H 10O ： 其中能被氧化为含相同碳原子数醛的 是( ) A. ①和② B. 只有② C. ②和③ D. ③和④ 5.乙醇的下列实验现象或性质，可以证明乙醇分子中有1个氢原子与另外的氢原子不同的是( ) A ．1 mol 乙醇完全燃烧可以生成3 mol 的水 B ．乙醇可以按任意比例与水混溶 C ．1 mol 乙醇可以在一定条件下氧化成l mol 的乙醛 D ．1 mol 乙醇跟足量的金属钠反应可得0.5 mol 的氢气 乙醇的催化氧化进阶练习1 【答案和解析】 1. B 解析：无水CuSO 4 是白色粉末，当遇到水，就会与水结合生成 CuSO 4·5H 2O 为蓝色晶体 2. D 解析：铜片灼烧后生成CuO ，硝酸可以与铜反应，使铜片质量减少；盐酸使生成的CuO 溶解，铜片质量不变。石灰水不与CuO 反应，铜片的质量增加；乙醇可以实现CuO Cu 的转变：CH 3CH 2OH ＋CuO CH 3CHO ＋Cu ＋H 2O ，铜片质量不变； 3. B 4. C 解析：乙醇与钠反应生成乙醇钠，是羟基中的O —H 键断裂，A 正确；乙
乙醛生产工艺技术
乙醛生产工艺技术 制备原理: 通过控制乙醇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。 生产方法: 瓦克法（Wacker process），又称Hoechst-Wacker法，最早是指乙烯在含有四氯钯酸盐催化剂的水中，被空气中的氧气氧化为乙醛的反应。[1][2][3][4][5][6] 这是第一个工业化的有机金属（有机钯）反应，亦是均相催化和配位催化中很重要的一个反应，在1960年代后发展很快，在石油化工发达的国家已大幅取代了乙炔水合法，用于从烯烃制取醛、酮类。反应中的钯配合物与烯烃配合物蔡氏盐类似，不过后者是一个异相催化剂。 此反应形式上与氢甲酰化反应类似，都是工业上用于醛类的反应。但两者不同的是，氢甲酰化所用的是铑基催化剂，而且氢甲酰化是一个增碳过程。 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。 2003年的全球乙醛产量约106吨/年，[6]而主要的生产方法为Wacker过程，即通过氧化乙烯制备： 2CH2=CH2+O2→2CH3CHO 除此法之外，还可以通过在汞盐的催化下水解乙炔形成烯醇异构化得到乙醛。在Wacker 过程发明之前，该合成方法也作为主要的生产工艺[7]乙醛还可小规模的通过乙醇的脱氢反应和氧化反应进行制备。有些乙醛还可通过一氧化碳的氢化加成得到，但是该法无法用于商用生产。
这一反应很容易发生，将乙烯和空气通入含有铜盐的氯化钯(Ⅱ)-盐酸水中，乙烯几乎全部转化为乙醛。而氯化钯则被还原为钯，在氯化铜的作用下得到再生。氯化铜被还原生成的氯化亚铜又可被空气、纯氧或其他氧化剂再氧化为二价铜。这一过程形式上可以表示为： 工艺流程： 乙烯均相络合催化氧化制乙醛 以PdCl2-CuCl2为催化剂在水溶液中对烯烃进行氧化,生成相应的醛或酮的方法称为瓦克(Wacker)法。这是一种液相氧化法,由于反应在液相中进行,使用的又是络合催化剂,故又称作均相络合催化氧化法。氧化最容易在最缺氢的碳上进行,对乙烯而言, 两个碳原子都具有两个氢,氧化时双键打开同时加氧,得到乙醛:
关于乙醇氧化产物的分析
关于乙醇氧化产物的分析 乙醇电催化机理 乙醇在电催化剂的作用下发生电化学氧化反应过程较复杂，涉及到多种化学吸附态、碳-碳键的断裂以及多种中间产物。在酸性溶液中，乙醇在Pt电极上的电催化氧化反应可能按图1所示机理进行. 由图1可以看出乙醇在Pt上既能完全氧化成CO2,也能氧化成乙醛或乙酸。其产物的分布符合乙醇的浓度效应；即当乙醇浓度较高时，主要产物为乙醛；当乙醇浓度较低时，主要产物为乙酸和CO2。其原因可能在于，由于乙醇的羟基中仅含有一个氧原子，要氧化为乙酸和CO2时，还需要一个额外的氧原子，即在Pt上发生水的解离吸附： Pt+H2O→PtOH+H++ e- 由图1也可以看出，PtOH对于乙酸和CO2的形成是必不可少的，而乙醇氧化为乙醛不需要额外的氧原子，所以乙醇浓度较高时，Pt电极上覆盖的有机物种也较多，阻止了Pt的活性位上PtOH的形成，对乙酸和CO2的形成不利，使乙醛成为主要产物；反之，乙醇浓度较低时，即水含量较高时，有利于PtOH的形成，乙酸和CO2成为主要产物，从而产生所谓的浓度效应。 在研究人员利用在线质谱仪测试时发现，水与乙醇的摩尔比在5～2之间时，乙醇氧化的产物主要是乙醛，摩尔比越大，产物CO2越多。亦即乙醇浓度越低，产物CO2越多，氧化越彻底，但乙醇浓度的降低势必会引起反应物传质困难，从而造成电池性能的下降。 对于乙醇氧化动力学结果表明，乙醇浓度不同时，以下反应的速度是不相等
的： C2H5OH→CH3CHO+2H++2e- (1) C2H5OH+H2O→CH3COOH+4H++4e- (2) 当乙醇浓度大于0.05mol/L时，(1)式的反应速度大于(2)式，使得乙醛成为主要产物；反之，乙酸成为主要产物。 乙醇在Pt电极上发生氧化反应得到不同的氧化产物也与其所处的电极电位 有关，如表2所示。 事实上，乙醇在纯Pt上完全氧化成CO2时很困难的。乙醇氧化过程中涉及到、碳-碳键的断裂[Pt+（CH3CO）Pt→PtCO+ PtCH3],反应中间产物CO在Pt上的吸附PtCO会引起Pt的中毒，所以氧化为CO2的量是极少的。 DEFC阳极催化剂 乙醇在Pt电极上的电催化氧化反应，由于一些强吸附中间物质如CO使得Pt很快中毒，包括线式吸附和桥式吸附的CO以及中间产物乙醛、乙酸和其他一些副产物都被电化学调制红外反射谱（EMIRS）所检测到。然而研究结果表明，CO 中毒问题在负载型Pt催化剂表面上与其在光滑Pt电极上相比显得不太明显。
乙二醛的生产工艺及技术进展分析
乙二醛的生产工艺及技术进展分析 目前，乙二醛的生产方法较多，有乙炔氧化法、乙烯氧化法、草酸还原水解法、乙二醇气相氧化法及乙醛硝酸氧化法等。其中工业生产方法主要有乙二醇气相氧化法和乙醛硝酸氧化法两种。 2.1. 乙二醇气相氧化法 乙二醇气相氧化法是生产乙二醛的传统方法，目前我国的乙二醛生产厂家均采用该方法进行生产。乙二醇预热气化后，与循环气混合进入催化反应器，在650-670℃下反应，产物以水激冷，形成乙二醛水溶液，再经过脱色、真空吸滤等后处理过程得到乙二醛产品。乙二醇的单程转化率为80%-85%。以尾气循环量来调节含氧量，产品含乙二醛的浓度一般为30%-40%。该法原料乙二醇易得、工艺流程短、过程简单，不足之处是产品质量较差，含有一定量的甲醛、醇和酸等杂质，需要经过进一步的纯化处理，才能满足医药等行业的质量要求。 目前，乙二醇气相氧化法制备乙二醛的技术进展，主要表现在新型催化剂的研制以及后处理两个方面。 2.1.1催化剂的研究 对乙二醇法氧化部分的研究主要是对催化剂的研究，提高乙二醇的转化率和生成乙二醛的选择性，降低甲醛的生成。所用催化剂主要有磷-铜催化剂和电解银催化剂。磷-铜催化剂具有来源广、价格低、收率高等优点（收率在50%以上），最初国内生产厂家大多采用该催化剂，但该催化剂副反应多、质量差、乙二醇消耗高。电解银催化剂是一种较理想的催化剂，国内湖南衡阳第二化工厂曾采用，其产品各项质量指标明显优于磷-铜催化产品，但成本较高。 大连轻化工研究所研制的磷锡铜催化剂与磷-铜催化剂相比，在空速、乙二醇与空气（或氧气）物质的量比基本相同条件下，具有反应时间短、温度低、得
率高的优点，尤为突出的是转化为甲醛的量仅为磷-铜催化剂的1/10-1/15。另外，还研制开发出银-磷催化剂，研究表明，在乙二醇进料速度3 L/min，反应温度600℃，乙二醇浓度90%，空气流量3 000 m3/h时，采用磷-银催化剂，可以使乙二醛收率达到80%以上。 复旦大学邓景发等发明了一种银-磷催化剂，该催化剂是将电解银浸渍于磷酸或磷酸钠盐中，再干燥、焙烧制得或将磷蒸汽缓慢通到灼热的电解银上制得。将该催化剂用于乙二醇制备乙二醛的反应中，当反应温度为550℃，乙二醇、氧、氮和水的分子比为1∶1.5∶80∶34时，乙二醛的收率为81.4%，二氧化碳的收率为13.3%。采用该催化剂，在乙二醇溶液中不需要再添加磷化合物，在制醛过程中，催化剂中的磷不会产生损失，而且催化剂的使用寿命较长，经过22 d试验，发现催化剂的活性和选择性均没有发生变化，另外，使用该催化剂，原有的生产设备也无需进行改动。 湖北恒日化工股份有限公司段小六等开发出一种由乙二醇氧化生产乙二醛的银/磷/硒复合催化剂。该催化剂的制备是将电解银用30%的磷酸浸渍8 h，在120-150℃条件下干燥制得银-磷催化剂，再加入0.06%的稀土金属硒，然后在500-600℃下焙烧、造粒制得银/磷/硒复合催化剂。将空气、循环气、惰性气体经过混合后，与乙二醇一起进入混合过滤器，经过净化混合，进入置有银/磷/硒复合催化剂的催化床进行氧化催化反应，反应生成的气体经过急冷后送入吸收塔反复吸收，得到乙二醛水溶液，再分别用活性炭、阴离子树脂、阳离子树脂脱色、过滤得产品。催化床置有的银/磷/硒催化剂的质量百分组成分别为99.8、0.14和0.6，催化反应温度为590-610℃，反应气急冷到200-250℃送入吸收塔反复吸收，可以得到含量为39.5%-40.5%的乙二醛水溶液。采用该催化剂催化氧化乙二醇的反应中，银表面有两个活性中心，一种能催化醇生成醛，另外一种能使醇深度氧化生成副产物二氧化碳。而加入磷后，含磷化合物与银表面通过强相互作用，在表面某些位置上形成一稳定的表面化合物，消除了部分引起醇深度氧化的银表面活性中心，因此磷的加入提高了反应的选择性。再加入稀土金属硒，使催化剂的选择性能得到进一步的提高，反应活性好，还可以保护乙二醇氧化生成乙二醛后不被深度氧化而生成酸，从而对生成的醛起到保护作用。与银-磷催化剂相比，
乙醛
化学品安全技术说明书 化学品中文名：乙醛; 醋醛 化学品英文名：acetaldehyde; acetic aldehyde 企业名称： 生产企业地址： 邮编: 传真: 企业应急电话： 电子邮件地址： 技术说明书编码: √纯品混合物 有害物成分浓度CAS No. 乙醛75-07-0 危险性类别：第3.1类低闪点液体 侵入途径：吸入、食入 健康危害：急性中毒低浓度引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎。高浓度吸入尚有麻醉作用。表现有头痛、嗜睡、神志不清及支气管炎、肺水肿、腹 泻、蛋白尿肝和心肌脂肪性变。可致死。误服出现胃肠道刺激症状、麻 醉作用及心、肝、肾损害。对皮肤有致敏性。反复接触蒸气引起皮炎、 结膜炎。慢性中毒类似酒精中毒。表现有体重减轻、贫血、谵妄、视 听幻觉、智力丧失和精神障碍。 环境危害：对大气可造成污染，对水生生物有毒作用。 燃爆危险：极易燃，其蒸气与空气混合，能形成爆炸性混合物。在空气中久置后能形成有爆炸性的过氧化物。容易自聚。 皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。如有不适感，就医。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。如有不适感，就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸、心跳停止，立即进行心肺复苏术。就医。 食入：饮水，禁止催吐。如有不适感，就医。
危险特性：极易燃，甚至在低温下的蒸气也能与空气形成爆炸性混合物，遇火星、高温、氧化剂、易燃物、氨、硫化氢、卤素、磷、强碱、胺类、醇、酮、 酐、酚等有燃烧爆炸危险。在空气中久置后能生成有爆炸性的过氧化物。 受热可能发生剧烈的聚合反应。蒸气比空气重，沿地面扩散并易积存于 低洼处，遇火源会着火回燃。 有害燃烧产物：一氧化碳。 灭火方法：用抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土灭火。 灭火注意事项及措施：消防人员必须佩戴空气呼吸器、穿全身防火防毒服，在上风向灭火。尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至 灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音， 必须马上撤离。遇到大火，消防人员须在有防爆掩蔽处操作。 应急行动：消除所有点火源。根据液体流动和蒸气扩散的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区。建议应急处理人员戴正压自给式呼 吸器，穿防静电服。作业时使用的所有设备应接地。禁止接触或跨越泄 漏物。尽可能切断泄漏源。防止泄漏物进入水体、下水道、地下室或密 闭性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸收。使用洁净的无火花 工具收集吸收材料。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用飞尘或石灰粉 吸收大量液体。用硫酸氢钠(NaHSO4)中和。用抗溶性泡沫覆盖，减少蒸 发。喷水雾能减少蒸发，但不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。 用防爆泵转移至槽车或专用收集器内。喷雾状水驱散蒸气、稀释液体泄 漏物。 操作注意事项：密闭操作，全面排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼 镜，穿防静电工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸 烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。 避免与氧化剂、还原剂、酸类接触。充装要控制流速，防止静电积聚。 搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防 器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过29℃，包装要求密封，不可与空气接触。应与氧化剂、还原剂、酸类等分开存放， 切忌混储。不宜大量储存或久存。采用防爆型照明、通风设施。禁止使 用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适 的收容材料。
化学乙醇催化氧化实验
某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。 （1）实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象，请写出相应的化学方程 式、 。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应 是反应。（填吸热或放热） （2）甲和乙两个水浴作用不相同．甲的作用 是；乙的作用 是。 （3）反应进行一段时间后，试管a中收集到的主要有机生成物是。（写名称）若要检验试管a中能收集的该物质，进行的操作 为 。 （4）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有。（写结构简式）
要除去该物质，可向混合液中加入（填写序号）。再通过（填试验操作名称）即可除去。 C．碳酸氢钠溶 A．水B．苯 D．四氯化碳 液 （1）Cu+O22CuO、CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O；放热；（2）加热乙醇，便于乙醇的挥发；冷却，便于乙醛的收集；（3）乙醛；加入新制的氢氧化铜悬浊液，加热煮沸若有砖红色沉淀，证明产物是乙醛；（4）CH3COOH；C；蒸馏。 试题分析：（1）在加热Cu丝时发生反应Cu+O22CuO。当把热的Cu丝遇到乙醇蒸气时发生反应： CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应是放热反应，反应放出的热量就足够后面发生反应需要消耗的能量。（2）甲的水浴加热作用是产生乙醇蒸气，便于乙醇的挥发；而乙用的是冷水浴。目的是冷却降温，便于乙醛的收集。（3）由（1）的反应方程式可知：反应进行一段时间后，试管a中收集到的主要有机生成物是乙醛。若要检验试管a中能收集的该物质，可以利用醛基的性质进行的操作是加入新制的氢氧化铜悬浊液，加热煮沸若有砖红色沉淀产生，证明产物是乙醛；（4）若试管a中收集
(完整word版)乙醛安全技术说明书
乙醛安全技术说明书 第一部分：化学品名称 化学品中文名称：乙醛 化学品英文名称：acetaldehyde 中文名称2：醋醛 英文名称2：acetic aldehyde 技术说明书编码：398 CAS No.：75-07-0 分子式：C2H4O 分子量：44.05 第二部分：成分/组成信息 有害物成分含量CAS No. 乙醛75-07-0 第三部分：危险性概述 危险性类别： 3.1类易燃液体 健康危害：低浓度引起眼、鼻及上呼吸道刺激症状及支气管炎。高浓度吸入尚有麻醉作用。表现有头痛、嗜睡、神志不清及支气管炎、肺水肿、腹泻、蛋白尿肝和心肌脂肪性变。可致死。误服出现胃肠道刺激症状、麻醉作用及心、肝、肾损害。对皮肤有致敏性。反复接触蒸气引起皮炎、结膜炎。慢性中毒：类似酒精中毒。表现有体重减轻、贫血、谵妄、视听幻觉、智力丧失和精神障碍。 环境危害：对环境有危害，对水体可造成污染。 燃爆危险：本品极度易燃，具刺激性，具致敏性。 第四部分：急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医。 第五部分：消防措施 危险特性：极易燃，甚至在低温下的蒸气也能与空气形成爆炸性混合物，遇火星、高温、氧化剂、易燃物、氨、硫化氢、卤素、磷、强碱、胺类、醇、酮、酐、酚等有燃烧爆炸危险。在空气中久置后能生成有爆炸性的过氧化物。受热可能发生剧烈的聚合反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：遇到大火，消防人员须在有防爆掩蔽处操作。抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效。 第六部分：泄漏应急处理 应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流
乙醛氧化法生产乙酸工艺流程
乙醛氧化法生产乙酸工艺流程 乙酸的这种生产方法有着较畏久的历史，早年的乙琏主妾来白电石乙块.而现在就低界范国来说’乙餐的主耍来源是曲乙堀合成'即阿法.遠样由乙烯生卢乙皱将分聘步进荷，肯先.乙恍輒化生产乙曜，丽后乙隆氧化生产乙観u这个过程的裤珞流程、如曲2」所示。 Fig .2*1 Produchon of iK ciakkhydc from cthylei/c 这种主产方法’自乙烯开始的总收率司达到対％议上。而4反应象件（辰应谢哎、反理压力綁）比校温和B其不足之处布丁时热量的冋收比我困蒲.Hoechsi公祠止I乙匯生产 Fig.2.± ^ixxlwtion of a^edc acid from acetaldehyde L一催此剂帰2—《（化曙：4、5、5-区慟塔 2.2上海石化KT5.5万吨醋酸養置向 2.2. L坡置撷况 谨装輙厲设计公称生产能力为3力占地而5700m2,建筑両积1706rtl3.谍捷瓷完全依揉国内自己的H艺技术.设备材料.电器.仪表U及设计制趟能力、由上握崔箱工业设计院和上海石油化工总厂联合设if,上海设备安裝公司安裝，主要非定型设备由上裨化工机條总厂制進.
2.22装置特点 （一）外冷却武反应黙 国内時酸工业生产所用的反应器，多采用冬节盘管内冷却立式结构-外冷却式反应器则是将冷却系统设计在反应器外*由立式反应饕空铛与列符式冷却器通过合成液循坏泵连结组成，设备结构简单，制作方使，列管冷却器可史型配套，楡條维护方便? （二）髙效的箱细系统 采用合适的分离精制工艺，高效的浮闽塔结构，配以合理的操作条件，便諾酸成品纯度，冰点等指标达到国际戍尿水平，而杂威、甲酸、境金属含虽、色度等指标更优于田际水平. 《三）双塔氣化反应器 原设计的氧化反应器为单塔反应器，反应液含矚酸94%,水2%,乙醛珈公右。改为双塔后"使反应液中的醋酸含最提局到97%以上?合水降至L5%Zc右，含乙醉0.Z %以下.由于反应液中杂质大幅度减少，为粕制和回收创造了区好的条件? 2.23工艺流程 乙醉在反应黯内溶于含0」％馆盐醋酸溶液屮，纯氧通过分如管分散在反应器中上部，反应在均相汽液彼泡悄况下进行，反应热由反应器外换热購移去.丁艺流稅如下：100单元氧化反应 200-230单元闪蒸梢馆 （一）100 m元氧化反应 （1）反应机理 主反应：-C CH/2HO + 轨":勢Y Hf OOH + 298.3kJ （2-1）副反应； Cfi^CHO十2O2 -> HCOOH十CO2 +H.O CU^CHO + CH&Ogg十Hp + CO2 CH,CQOH + CH、OH -> CH^COOCH. + HQ MHjCHO + O： f CH、CH(CHQG6〉+ HQ 2CH&HO + 禺t 4CO2 + 4H Z O CH y CH(CH.COO\ t (CHg,O + CH,CHO （2）流程说明（见图2.3）(2-2) (2-3) (2-4) (2-5) (2-6) (2-7) (2-8) (2?9)
乙醇氧化制乙醛
(五) 乙醇氧化制乙醛 本实验是高二化学中的一个学生实验，如按教材要求，学生只需按步骤操作，得出实验现象，写出方程式即可。这里，教师通过重新改进和设计实验，引导学生通过科学探究认识该反应的本质和条件。 一、设置情景 让学生以小组形式做下面这个实验：把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯火焰上烧至洪热，然后迅速插入盛有酒精的是管里，如图所示，重复几次，注意观察现象。 在实验后，几个小组普遍得出下列现象：①加热时，紫红色的铜丝变成黑色； ②插入酒精中的铜丝由黑色又变成紫红色；③可以闻到刺激性气味。 二、提出问题 （一）问题一 生成什么物质散发出刺激性气味？写出该反应的化学方程式？ 学生根据已学过的知识推断出有乙醛生成，通过分析现象和讨论，写出反应的方程式如下： 2Cu + O 2 = 2CuO CuO +CH 3CH 2 —OH → CH 3 CHO + H 2 O + Cu 2CH 3CH 2 —OH + O 2 → 2CH 3 CHO + H 2 O (二) 问题二 通过观察和比较这两个方程式，确定Cu和CuO在这个反应中各起什么作用？讨论后，学生一致认为Cu是催化剂，CuO是中间产物。 （三）问题三 CuO与乙醇反应的条件是什么？ 鼓励学生做如下实验 1.实验一：将黑色CuO粉末与无水乙醇混合共热至沸腾。 现象：黑色CuO粉末不发生变化，也未闻到CH3CHO气味。 引导学生得出结论，CuO与无水乙醇共热不反应，为什么？提出假设，可能是温度不够，继续做实验二。
2.实验二：先把铜丝用酒精灯外焰加热至红热，冷却后进行如图所示操作。现象：内焰和焰芯处的铜丝由黑色变成紫红色，外焰处的铜丝仍为黑色。引导分析： 焰芯是乙醇蒸气：CuO +CH 3CH 2 —OH → CH 3 CHO + H 2 O + Cu 内焰是CO气体：CuO + CO = Cu + CO 2 外焰是CO 2，O 2 等气体 ⒊ 得出结论：通过上面两个实验，学生得出的结论，CuO与乙醇要达到一定温度才能发生反应，实验一不发生反应就是因为乙醇液体达不到反应所需的温度。 三、设计实验，验证结论 鼓励学生自己设计实验来验证得出的结论。与学生共同分析各组设计的实验装置的优缺点，最终得出如图所示的装置（铁架台均略去）。B试管中盛无水乙醇，C中是CuO固体，E整体做冷凝器。先点燃A酒精灯，等B管中的乙醇沸腾后再点燃D酒精灯，C管中固体红热后即移去酒精灯。 现象：C中固体变成紫红色，即CuO生成了单质Cu，E管中冷凝的液体有水（加 无水CuSO 4粉末变成蓝色）、CH 3 CHO（银镜反应验证）生成，D酒精灯移走后，C 中固体保持红热说明该反应放热。由此推倒出反应的方程式：CuO +CH 3CH 2 —OH → CH 3CHO + H 2 O + Cu +热量 【学与问2】 乙醇在铜催化下，可被氧气氧化成乙醛。实验方法如下： （1）将铜丝卷成螺旋状，在酒精灯氧化焰中灼烧至红热，将铜丝移出酒精灯焰，可观察到铜丝表面生成一层黑色的氧化铜。反应的化学方程式为： （2）将表面有黑色氧化铜的铜丝再次灼烧至红热，迅速插入盛有无水乙醇的锥形瓶中，可观察到铜丝迅速恢复红色，说明氧化铜被还原成铜，反应是放热的。如此反复操作几次，可闻到锥形瓶中的液体有不同于乙醇气味的刺激性气味。如取少量锥形瓶中的液体，加入新制氢氧化铜加热，可观察到有红色沉淀生成，说明乙醇被氧化生成乙醛。反应的化学方程式为：
年产3万吨乙烯催化氧化生成乙醛工艺设计
*****课程设计 课程名称化工工艺课设 专业班级 学生姓名 班级序号 指导教师 实验时间
目录 1.综述 (1) 1.1产品性能介绍 (1) 1.2产品需求 (1) 1.3生产方法 (2) 1.3.1乙炔水化法 (2) 1.3.2乙醇氧化法 (4) 1.3.3烷烃直接氧化法 (5) 1.4流程叙述 (7) 1.4.1反应岗位 (7) 1.4.2精馏岗位 (8) 1.4.3再生岗位 (9) 2设计工艺计算 (10) 2.1原材料和成品的技术规格 (10) 2.1.1原材料 (10) 2.1.2成品 (11) 2.1.3生产指标 (11) 2.1.4生产规模 (11) 2.1.5原料来源 (11) 2.1.6生产制度 (11) 2.2物料衡算 (12) 2.2.1基础计算 (12) 2.1.2冷凝器的物料衡算 (14) 2.2热量衡算 (17) 2.2.1.反应热 (17) 2.2.2凝器热量衡算 (18) 2.3 设备计算 (20) 2.3.1基础数据 (20) 2.3.2纯醛冷凝器设备计算 (20) 4.冷凝器设备CAD (21) 4.1装配图 (22) 4.2附件及剖面图 (23) 4.3工艺流程图 (24) 参考文献 (25) 附录 (26)
乙烯催化氧化生成乙醛工艺设计 1.综述 1.1产品性能介绍 乙醛（acetaldehyde）是一种醛，又名醋醛，无色易流动液体，有刺激性气味。熔点－121℃，沸点20.8℃，相对密度小于1。可与水和乙醇等一些有机物质互溶。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）。天然存在于圆柚、梨子、苹果、覆盆子、草莓、菠萝、干酪、咖啡、橙汁、朗姆酒中。具有辛辣、醚样气味，稀释后具有果香、咖啡香、酒香、青香。 乙醛也是一种重要的烃类衍生物，在合成工业上也是一种重要的中间体，其本身几乎没有直接的用途，完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择,主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品。但是随着科技的发展,原来完全以乙醛为原料的化工产品(如醋酸)可能会改变原料路线和生产方法,乙醛下游产品的市场也会发生变化,乙醛下游产品的开发会出现一些全新的产品。1.2产品需求 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化，法烷烃直接氧化四种技术路线。生产的乙醛绝大多数都用于生产醋酸的原料，只有少量用于生产季戊四醇、醋酐、丁醇、丁酸、过氧醋酸等产品。可以说国内乙醛的下游产品在某种意义上说就是乙醛经醋酸而生产的下游产品。据1994年出版的《中国化学工业统计信息》报道，1993年吉化公司等12家的乙醛产量为26.7万吨，估计国内总生产能力可达到30多万吨。然而总体来说我国醋酸生产装置数量多，装置能力小，据1993年统计，我国醋酸的总生产能力为47.26万吨，1992年产量为44.37万吨，其中乙烯法约占64％，酒精法约占33％，乙炔法约占3.2％。但由于醋酸下游产品的需求量巨大，有人预计今后几十年内我国醋酸市场将日趋紧俏，因而改进装置提高乙醛生产能力，从而增大醋酸产量以成当务之急。另外，以乙醛为原料生产其它产品的工艺在我国仍为得到较大发展，如国内已生产的乙醛下游产品，除了醋酸系列产品外，还有季戊四醇、丁烯醛、丁酸、三氧乙醛等产品，但相对来看产量很少。在我国，季戊四醇的乙醛消耗量
年产7.6万吨乙醛工艺设计装置毕业设计说明
毕业设计 题目：年产7.6万吨乙醛工艺设计装置专业： 班级： 学生： 指导教师：
前言 乙醛是有机化工产品的重要中间体，因其分子中具有羰基，反应能力很强，容易发生氧化，缩合，环化，聚合及许多类型加成反应。乙醛产量半数以上用于生产醋酸及其衍生物（如醋酐、醋酸脂等），也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品等工业。 工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔，以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高，因其催化剂——汞盐的污染难以处理等致命缺点，现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟，不需要特殊设备，投资省，上马快等优点，但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉，加之反应条件温和，选择性好，收率高，工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点，深受世界各国重视，发展非常迅速，现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 本设计采用乙烯直接氧化法制乙醛,年生产能力6.7万吨，参考吉林石化分公司103厂乙醛车间，即乙烯和氧气在催化剂的作用下一步络合氧化生成乙醛的生产方法为设计依据的。对工艺流程进行初步的探讨和设计。由于本人水平有限，经验不足，难免有不足和错误之处，恳请批评指正。
目录 前言................................................. I 第1章设计说明 (1) 1.1 概述 (1) 1.1.1生产方法 (1) 1.1.2原材料和成品性质及技术规格 (5) 1.2流程叙述 (8) 1.2.1总反应流程图 (8) 总反应流程简图1-1 (9) 1.2.2反应工段简述 (9) 1.2.3精馏工段简述 (10) 1.2.4再生工段简述 (12) 1.2.5三废处理 (13) 1.3 设备一览表 (14) 第2章设计工艺计算 (20) 2.1 物料衡算 (20) 2.2 热量衡算 (25) 2.3 设备计算 (33) 2.3.1反应器设备计算 (33) 2.3.2壁厚计算与强度校核 (35)
化学乙醇催化氧化实验
化学乙醇催化氧化实验https://www.360docs.net/doc/ab4961980.html,work Information Technology Company.2020YEAR
某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。 （1）实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象，请写出相应的化学方程式、。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应 是反应。（填吸热或放热） （2）甲和乙两个水浴作用不相同．甲的作用是；乙的作用是。 （3）反应进行一段时间后，试管a中收集到的主要有机生成物是。（写名称）若要检验试管a中能收集的该物质，进行的操作为。 （4）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有。（写结构简式） 要除去该物质，可向混合液中加入（填写序号）。再通 过（填试验操作名称）即可除去。 A．水B．苯C．碳酸氢钠溶 液 D．四氯化碳
（1）Cu+O 22CuO、CH3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O；放热； （2）加热乙醇，便于乙醇的挥发；冷却，便于乙醛的收集；（3）乙醛；加入新制的氢氧化铜悬浊液，加热煮沸若有砖红色沉淀，证明产物是乙醛；（4）CH3COOH；C；蒸馏。 试题分析：（1）在加热Cu丝时发生反应Cu+O22CuO。当把热的Cu丝遇到乙醇蒸气时发生反应： CH 3CH2OH+CuO CH3CHO+Cu+H2O。在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应是放热反应，反应放出的热量就足够后面发生反应需要消耗的能量。（2）甲的水浴加热作用是产生乙醇蒸气，便于乙醇的挥发；而乙用的是冷水浴。目的是冷却降温，便于乙醛的收集。（3）由（1）的反应方程式可知：反应进行一段时间后，试管a中收集到的主要有机生成物是乙醛。若要检验试管a中能收集的该物质，可以利用醛基的性质进行的操作是加入新制的氢氧化铜悬浊液，加热煮沸若有砖红色沉淀产生，证明产物是乙醛；（4）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有酸性物质。在该该反应中产生的酸性物质只有乙酸CH3COOH。为除去乙酸。可以利用乙酸不同与乙醛的性质：有酸性，而且酸性比碳酸强，乙酸能跟碳酸盐发生反应消耗，同时生成的碳酸不温度，会分解，以
乙醇氧化制乙醛探究实验设计题
&乙醇氧化制乙醛探究实验设计题 一、试题的由来 人教社大纲版高中化学第三册P81实验习题如下： 在加热和有催化剂（Cu或Ag）存在的条件下，工业上利用乙醇被空气氧化生成乙醛的原理，由乙醇制备乙醛。请设计一个实验装置，既能进行上述反应，又能利用反应后得到的乙醛作银镜反应。 在设计上述实验时，学生只是根据自己的经验和想象设计了多种多样的实验方案，使学生创新思维得到了较好的训练和提高，综合学生设计实验方案的过程，并参考了相关的论文，设计了如下探究实验题。 二、原创试题 ［题目］某校课外活动小组的同学在完成课本乙醇氧化制乙醛的实验中，设计了如下三个实验方案： 方案1 取5 mL无水乙醇于试管中，将螺旋状铜丝在酒精灯外焰上灼烧，趁热伸入无水乙醇溶液中，重复10次。观察到铜丝的变化为：紫红→黑色→紫红；在试管口闻到一股刺激性气味；做银镜反应实验几乎看不到现象。 方案2 按如图1所示装置（加持仪器已略去）进行如下实验操作（顺序已打乱）： 图1 ①点燃B装置中的酒精灯加热无水乙醇至沸腾，持续加热；②向锥形瓶中滴加10％过氧化氢溶液；③连接好仪器，检验装置的气密性；④正确填加试剂；⑤点燃C装置中的酒精灯。 实验进行约7 min～8 min，发现硬质玻璃管中有液体存在，在试管D中收集到3 mL～4 mL无色有刺激性气味液体，用该液体与银氨溶液反应，得到光亮的银镜。
方案3该小组的同学在实验中发现，方案2有明显不足之处，存在安全隐患，基于这一不足，他们开动脑筋，查阅了某化学科技期刊，又到互联网上查找相关资料，通过缜密思考，设计了如图2的实验装置。通过实验，该实验设计克服了方案2的不足，收到了好的效果，同学们体验到了探究的乐趣与成功的喜悦。 图2 请你认真阅读上述信息，并结合自己所学的知识和经验，回答下列问题。 1．根据实验方案1，填写下列空白： （1）铜丝由“紫红→黑色→紫红”这一现象变化，说明了铜丝在反应中起了作用； （2）同学闻到试管中具有刺激气味的物质是（填名称），官能团是（填化学式）； （3）实验小组的同学做银镜反应实验时，看不到明显现象的主要原因是乙醛的量太少，试分析乙醛太少的原因：。 2．根据实验方案2填空： （1）检验该装置气密性的方法是； （2）方案2的实验操作顺序是（填顺序号）； （3）D部分装置中e的作用是。该部分的装置还可以用其他仪器的组合来代替，请你设计一个简单的、具有与D相同功能的实验装置，将装置图画在右边的方框内。 （4）某同学在一洁净的试管中加入2 mL新制银氨溶液，再加入3～4滴上述实验制得的乙醛溶液，将试管放在沸水中加热，发现无色透明溶液迅速变为黑色悬浊液，试分析溶液变为黑色悬浊液的原因：。乙醛与银氨溶液反应的化学方程式为。
乙醇氧化生成乙醛实验的创新与改进
乙醇氧化生成乙醛实验的创新与改进 教改聚焦2010-06 乙醇氧匕生战乙醛实验的剑新与改进 一 ,改进实验目的 提高实验效果,重作演示实验. 乙醇在铜催化下与氧气反应生成乙醛 的实验是学习乙醇重要性质的传统方法,原 中学化学教材安排的演示实验操作是:在 试管里加2mL乙醇,把一端弯成螺旋状的 铜丝放在酒精灯火焰上加热,使铜丝表面 生成一薄层黑色的氧化铜,立即把它插入 盛有乙醇的试管里,这样反复操作几次,注意 生成乙醛的气味,并注意观察铜丝表面变化. 由于这个实验存在着明显的缺陷:(1)操作 费时且现象可观察性不强.(2)采用闻的方 法不可靠,并且乙醛有刺激性气味,对人体 不利,不符合当前绿色环保要求.故新教材 已将其删去.但该实验又十分重要. 针对该实验中存在的不足和缺陷,本 文就实验中的装置,现象,操作,环保等方面 进行了创新与改进的探究,使其符合相关要 求,重新成为演示实验. 二,实验仪器及用品 试剂:元水乙醇,铜丝,品红溶液,亚硫 王月华 酸钠,浓盐酸等.
仪器:集气瓶,漏斗,胶头滴管,酒精灯, 四,实验操作 1.实验原理 乙醇在灼热铜丝的催化下被氧气氧化 为乙醛.乙醛能和无色的饱和SO品红溶液发生加成反应,生成紫红色的化合物. 2.制备饱和SO品红溶液 0.05g品红研细溶于含0.5mL浓HC1 的50mL水中,再加人0.5gN~O固体,搅 拌后,静置,直到红色褪去(储存备用). 3.实验流程 (1)把一端弯成螺旋状的铜丝穿过内 :塞脱脂棉的漏斗,用饱和sO品红溶液湿润:脱脂棉. 一 (2)在集气瓶中加20mL无水乙醇,将 :(1)中准备好的铜丝弯成螺旋状放在酒精灯:火焰上加热,使铜丝表面生成一薄层黑色的氧化铜,立即把它插入盛有乙醇的集气瓶里, - 并迅速用漏斗罩住集气瓶. - 4.实验现象 :漏斗里用饱和S0:品红溶液湿润的脱 :脂棉逐渐由无色变为紫红色,铜丝由黑色又:变为光亮红色. 5.实验结论 , 乙醇在灼热铜丝的催化下被氧气氧
乙醛的氧化反应--报告.
实验四学生实验的准备与实验教学研究 ——乙醛的氧化反应 一、实验计划 1、实验内容 a、探讨乙醛（CH3CHO）与银氨溶液、新制Cu(OH)2反应的适宜条件及操作技能，掌握实 验成败关键； b、进一步认识化学试剂的用量、浓度、pH、温度、滴加顺序等条件对实验成功的重要性， 培养良好的科学态度和方法； c、学习和探究组织中学生进行CH3CHO氧化反应实验的教学技能。 2、实验计划 （1）CH3CHO与银氨溶液反应适宜的硝酸银（AgNO3）浓度的探讨 a、AgNO3溶液的配制：取5%的AgNO3溶液，按AgNO3溶液与蒸馏水以1:4、2:3、3:2的 比例，配制三份分别是1%、2%、3%的AgNO3溶液，放置在烧杯里，贴上标签，备用； b、2%氨水溶液的配制：取25%~28%的氨水溶液8mL，再用蒸馏水稀释，用容量瓶配制 100mL的2%~2.24%的氨水溶液，转移至烧杯中，贴上标签，备用； c、20%乙醛溶液的配制：取40%的乙醛溶液，按乙醛：蒸馏水=1:1的比例关系，稀释一倍 （40%的乙醛20mL，蒸馏水20mL），放置在烧杯里，贴上标签，备用； 具体步骤： a、按上述的步骤配制好相关的浓度后，按顺序摆放好； b、取三根洁净的试管（做银镜反应用的试管必须十分洁净，若试管不清洁，还原出来的银 大部分呈疏松颗粒状析出，致使管壁上所附的银层不均匀平整，结果就得不到明亮的银镜，而是一层不均匀的黑色银粒子。为保证实验效果，事先最好将试管依次用热硝酸、10％的NaOH溶液洗涤后，再用蒸馏水冲洗干净)，按照顺序，分别往三根试管中加入1mL的1%、2%、3%AgNO3溶液； c、分别往三根试管中滴加2%的氨水溶液，制备银氨溶液：制备银氨溶液时不能加入过量 的氨水，且应边振荡边滴加，滴加氨水的量最好以最初产生的沉淀在刚好溶解为宜。实验过程中先生成乳白色沉淀（AgOH），沉淀又变为棕褐色（AgOH被氧化成Ag2O），继