乙烯液相氧化法生产乙醛

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其他重要氧化工艺简介

其他重要氧化工艺简介

六、其他重要氧化工艺简介1. 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:丙烯最缺氢的是第二个碳原子,双键打开后就得到丙酮,而不是丙醛:同理,用1-丁烯或2-丁烯为原料均可得到甲乙酮:以此类推,由1-戊烯可制得n-甲丙酮,由1-己烯可制得n-甲丁酮,由1-庚烯可制得n-甲戊酮,由1-辛烯可制得n-甲己酮。

但氧化速度随碳原子数的增多而减缓,例如,取乙烯反应速度为1,则丙烯为0.33,1-丁烯为0.25,2-丁二烯则为0.1。

这可能与分子的位阻效应有关。

在瓦克法中,以乙烯制乙醛最为重要。

用瓦克法制丙酮在技术经济方面难以与丙烯自氧化法和异丙醇法竞争,只有日本有2~3个工厂在进行生产,用此法丙酮的收率为92~94%,副产w(正丙酸)=0.5%~1.5%,w(氧化物)=2%~4%,w(CO2)0.8%~1.4%和w(其他)0.5%~1.5%等。

用瓦克法由丁烯制甲乙酮则未见工业化报道。

乙醛是重要的有机合成中间体,大量用来制造醋酸、醋酐和过醋酸,还用来制造乳酸、季戊四醇、1,3-丁二醇、丁烯醛、正丁醇、2-乙基己醇、三氯乙醛、三羟甲基丙烷等。

用瓦克法生产乙醛的反应如下:烯烃氧化Pd的氧化第二个反应的反应速度比第一个低得多,上述的催化循环难以正常进行,为此可在第二个反应中添加铜盐作助催化剂,构成以下反应:工业上有将烯烃氧化和Pd的氧化合在一起的一步法,有将它们分开在二个反应器中分别进行的二步法。

反应原理可以描述如下:首先烯烃和水分子取代钯配位络合物中的氯阴离子并生成π-络合物的中间物种:式(3)中的π-络合物是弱酸,它会迅速解离式(5)中的π-络合物经内部电子重新排列,π-络合物异构成σ-络合物。

乙烯液相氧化法生产乙醛

乙烯液相氧化法生产乙醛

编号:No.23课题:乙烯液相氧化法生产乙醛授课内容:●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知识目标:●了解乙醛物理及化学性质、用途、生产方法●掌握乙烯氧化法生产乙醛反应原理●掌握乙烯氧化法生产乙醛工艺流程能力目标:●分析影响反应过程的主要因素●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习:●乙烯氧化法生产乙醛反应催化剂组成和特点●影响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。

图6-4 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)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:02→CH3CHO + H2O + 173KJ/molCH3CH20H + 12此法生产乙醛的转化率为35%左右,产率达90~95%,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260~290℃的温度下进行反应,反应CH3CH2OH →CH3CHO + H2 - 69KJ/mol由于反应温度较低,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。

乙烯氧化制乙醛 wacker 法催化剂及反应机理

乙烯氧化制乙醛 wacker 法催化剂及反应机理

乙烯氧化制乙醛 wacker 法催化剂及反应机理随着石油资源的日益枯竭和环境问题的日益突出,可再生资源化学品的生产和利用日益受到人们的关注。

乙烯是一种重要的石化原料,乙醛是一种重要的有机合成中间体,乙烯氧化制乙醛 wacker 法是一种十分重要的化工反应。

在这篇文章中,我们将探讨乙烯氧化制乙醛wacker 法的催化剂及反应机理。

1. 乙烯氧化制乙醛 wacker 法概述乙烯氧化制乙醛 wacker 法是一种重要的工业化学反应,它是从乙烯直接制备乙醛的方法之一。

乙烯氧化是将乙烯在一定条件下与氧气反应,生成乙醛和二氧化碳。

乙烯氧化制乙醛 wacker 法的优点是原料来源广泛、反应条件温和、产品选择性好等。

2. 催化剂wacker 催化剂是乙烯氧化制乙醛 wacker 法的关键。

wacker 催化剂通常是一种贵金属催化剂,如钯催化剂。

钯是一种性能优异、选择性高的催化剂,可以将乙烯氧化成乙醛,并且对其他副反应的抑制作用也比较明显。

3. 反应机理乙烯氧化制乙醛 wacker 法的反应机理是钯催化剂参与的氧化反应过程。

该反应过程通常包括以下几个步骤:(1)乙烯吸附:乙烯分子在催化剂表面吸附;(2)氧气吸附:氧气分子在催化剂表面吸附;(3)活化:乙烯和氧气分子在催化剂表面发生活化反应;(4)氧化:活化后的乙烯和氧气分子发生氧化反应,生成乙醛。

以上是乙烯氧化制乙醛 wacker 法的催化剂及反应机理的简要介绍。

乙烯氧化制乙醛 wacker 法在化工领域具有重要的应用价值,催化剂的研究和反应机理的探索将为该领域的发展提供重要的理论和实践基础。

希望本文能够对相关领域的研究工作和生产实践有所帮助。

乙烯氧化制乙醛 wacker 法的研究意义和发展趋势乙烯氧化制乙醛 wacker 法作为一种重要的工业化学反应,在化工领域具有广泛的应用前景和研究价值。

乙烯氧化是一种重要的有机合成反应,可以直接将乙烯转化为乙醛,是一种重要的工业化学反应。

年产3万吨乙烯催化氧化生成乙醛工艺设计

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 (10)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 (11)2.2.1基础计算 (11)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。

有机化工生产技术习题

有机化工生产技术习题

有机化工生产技术习题绪论一、填空题1.化学工业按产品元素构成可分为两大类:和。

2.一般、、称为有机化工的三大原料资源。

3.煤液化分为和。

4.根据天然气的组成可将天然气分为和。

5.原油经常减压蒸馏后,得到、、、、或等。

6.原油的常减压蒸馏过程只是过程,并不发生变化,所以得到的轻质燃料无论是数量和质量都不能满足要求。

7.石油不是一种单纯的,而是由数百种碳氢化合物组成的,成分非常复杂。

8.石油按化学组成可分为和两大类。

9.初馏塔顶和常压塔顶得到的轻汽油和重汽油,称为,也称为。

10.是炼油厂中提高原油加工深度,生产柴油,汽油,最重要的一种重油轻质化的工艺过程。

11.催化重整是生产和的主要工艺过程,是炼油和石油化工的重要生产工艺之一。

12.催化加氢裂化的产品中,气体产品主要成分为和,可作为裂解的原料。

13.焦化过程的产物有、、、和焦炭。

14.化工生产过程的一般都包括以下三个主要步骤、和。

15.七大基本有机原料是指、、、、、、。

16.由和等气体组成的混合物称为合成气。

二、解释概念1.装置或车间2.化工过程3.化工单元过程4.化工单元操作5.化工工艺技术6.工艺7.工艺流程8.转化率9.选择性10.收率11.生产能力12.消耗定额13.催化加氢裂化14.直馏汽油15.石油炼制16.煤焦化17.煤汽化18.煤液化19.拔头原油20.拔顶气三、判断正误1.煤焦化是在隔绝空气的条件下,使煤分解的过程。

()2.湿气除含甲烷和乙烷低碳烷烃外还含少量轻汽油,对它加压就有液态水出来故称为湿气。

()3.天然气是埋藏在地下的甲烷气体。

()4.原油的常减压蒸馏过程不仅发生了物理变化而且发生了化学变化。

()5.催化重整最初的是用来生产高辛烷值汽油的,但现在已成为生产芳烃的重要方法。

()6.催化裂化生产的汽油和柴油中含有较多的烷烃。

()7.化工生产过程中产品精制是关键步骤。

()8.石油中主要含烷烃、环烷烃和芳烃,一般不含烯烃。

()9.煤加工方法有:煤气化,液化,高温干馏。

年产万吨乙醛工艺设计

年产万吨乙醛工艺设计

年产万吨乙醛工艺设计1. 引言乙醛(化学式:CH₃CHO),是一种无色液体,在化工行业广泛应用。

年产万吨乙醛工艺设计是为了满足市场对乙醛的需求量,并保障生产过程的高效性和安全性。

本文档将详细介绍年产万吨乙醛工艺设计的各个方面,包括物料选择、反应过程、蒸馏系统、能源配置以及废水处理等。

2. 物料选择2.1 原料年产万吨乙醛的主要原料是乙烯和氧气。

乙烯通常由石油cracking 过程产生,氧气可以通过空分设备分离空气获得。

2.2 催化剂年产万吨乙醛的反应催化剂常采用磷钼酸盐类。

其具有高催化活性、稳定性和选择性,可以促进乙烯和氧气的反应生成乙醛。

3. 反应过程3.1 乙醛制备反应年产万吨乙醛的制备反应是乙烯和氧气在催化剂的作用下发生部分氧化反应,生成乙醛。

该反应为一步反应,反应方程式如下:CH₂=CH₂ + 1/2O₂ -> CH₃CHO该反应是一个放热反应,在适宜的温度和压力下进行,由于反应焓变为负值,可以通过控制反应温度来达到更高的反应转化率和选择性。

3.2 反应条件乙醛制备反应的最佳反应条件为: - 反应温度:100°C - 150°C - 反应压力:1.2 MPa - 1.8 MPa - 反应时间:2 - 4 小时反应温度和压力的选择需要在催化剂活性、乙烯和氧气的安全性、能源消耗和产品品质等方面综合考虑。

3.3 反应器设计年产万吨乙醛的反应器通常采用多层床反应器或循环流化床反应器。

反应器的设计需要考虑流体动力学、传热和质量传递等因素,以达到高效率和稳定性。

4. 蒸馏系统4.1 分离工艺年产万吨乙醛的蒸馏系统采用精馏塔分离工艺,以获得纯度高的乙醛产品。

蒸馏分离过程中,乙醛的沸点较低,利用温度梯度进行分离。

4.2 蒸馏塔设计蒸馏塔通常采用塔板或填料两种操作方式。

塔板设计需要考虑液相和气相的相互作用,塔板间距、堆料高度、液位控制等因素。

填料设计需要考虑填料类型、填料高度、压力降和液泛等因素。

一种法乙烯直接氧化生产乙醛装置工艺设计

一种法乙烯直接氧化生产乙醛装置工艺设计

一种法乙烯直接氧化生产乙醛装置工艺设计1. 引言乙醛(CH3CHO)是一种重要的有机化工原料,广泛用于制药、农药、染料和合成橡胶等领域。

传统的乙醛生产方法主要采用乙烯为原料,通过氧化反应制得乙醛。

然而,乙烯作为化工原料存在供应不稳定的问题。

为了解决这个问题,研究人员提出了一种法乙烯直接氧化生产乙醛的方法,本文将对相关的装置工艺进行设计。

2. 装置工艺简介法乙烯直接氧化生产乙醛的装置工艺主要包括乙烯氧化反应、乙醛分离和精制等步骤。

下面将详细介绍每个步骤的设计。

2.1 乙烯氧化反应乙烯氧化反应通常在高温和高压下进行。

为了提高反应效率和控制反应产物的选择性,可以采用多级反应器的方式。

在第一级反应器中,将乙烯和氧气混合后送入反应器,在催化剂的作用下进行氧化反应,生成乙醛。

反应温度通常控制在300-350°C,反应时间视具体情况而定。

2.2 乙醛分离乙醛分离是将混合气体中的乙醛与其他组分分离的过程。

常用的分离方法包括凝液法和吸附法。

凝液法是将反应产生的气体经过冷凝器冷却,将产生的乙醛与其他气体分离。

吸附法则是通过选择性吸附剂将乙醛吸附,再通过蒸汽解吸或其他方式将吸附的乙醛从吸附剂中解吸出来。

2.3 乙醛精制一般情况下,从乙烯氧化反应中得到的乙醛还含有杂质。

为了提高乙醛的纯度,需要进行精制。

乙醛精制主要包括脱水、脱杂质等步骤。

脱水可采用分子筛或其他脱水剂去除乙醛中的水分,从而提高乙醛的纯度。

脱杂质则可以通过再次蒸馏或吸附等方法进行。

3. 装置流程图和参数设计在设计乙醛装置工艺时,需要绘制装置流程图,以便更好地展示每个步骤的工艺。

同时,还需要针对每个步骤进行参数设计,以实现高效、稳定的生产。

3.1 装置流程图设计装置流程图应包括乙烯氧化反应、乙醛分离和精制等步骤的连续流程示意图。

每个步骤的输入、输出和催化剂的循环应在流程图中清晰可见。

3.2 参数设计- 乙烯氧化反应的参数设计包括反应器的容积、反应温度和压力等。

直接氧化法乙烯制备乙醛设备的工艺设计

直接氧化法乙烯制备乙醛设备的工艺设计

直接氧化法乙烯制备乙醛设备的工艺设计乙醛是一种重要的有机化工原料,在化学工业生产中具有广泛的应用。

直接氧化法乙烯制备乙醛是一种常用的工艺方法,本文将对该工艺设备的工艺设计进行介绍。

1. 工艺流程直接氧化法乙烯制备乙醛的工艺流程主要包括氧化反应、分离回收和末端处理三个步骤。

首先,通过催化剂的作用,将乙烯与氧气直接进行氧化反应。

反应会生成乙醛和一定量的乙炔、二氧化碳和水。

然后,需要通过分离回收的方式将乙醛纯化。

最后,对产生的废水和废气进行末端处理,以保证环境的安全和健康。

2. 设备选型(1)反应器氧化反应需要使用高效的反应器,以确保反应能够高效进行。

常见的反应器类型有管式反应器、流动床反应器和搅拌式反应器。

选择适合的反应器类型需要考虑反应条件、催化剂性能等多个因素。

(2)分离回收设备分离回收设备主要用于将乙醛从废气中分离出来。

常见的设备包括蒸发器、冷凝器和吸附装置。

其中,吸附装置是一种常用的技术,通过吸附剂吸附乙醛,然后进行脱附得到纯净的乙醛。

(3)末端处理设备末端处理设备主要用于处理废水和废气,以满足环保要求。

例如,通过脱除废气中的二氧化碳、净化废水中的有机物质等方法。

3. 工艺参数控制在直接氧化法乙烯制备乙醛工艺中,需要合理控制一些关键参数,以确保反应的高效性和乙醛的纯度。

常见的工艺参数包括反应温度、反应压力、催化剂浓度、气体流速等。

这些参数的选择需要根据具体的情况和实验数据进行确定。

4. 安全措施在乙醛制备过程中,需要采取一系列安全措施,以确保操作人员和设备的安全。

例如,使用防爆设备、加装安全阀、定期检查设备的运行状态等。

此外,工艺设计还需要进行一系列的实验和试验,以验证设备的可行性和稳定性。

同时,定期维护设备,进行清洁和检修,以保持设备的正常运行。

总结:直接氧化法乙烯制备乙醛设备的工艺设计需要选择合适的反应器、分离回收设备和末端处理设备,并合理控制工艺参数,以确保反应的高效性和乙醛的纯度。

此外,还需要采取安全措施,保障操作人员和设备的安全。

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编号:No.23课题:乙烯液相氧化法生产乙醛授课内容:●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知识目标:●了解乙醛物理及化学性质、用途、生产方法●掌握乙烯氧化法生产乙醛反应原理●掌握乙烯氧化法生产乙醛工艺流程能力目标:●分析影响反应过程的主要因素●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响思考与练习:●乙烯氧化法生产乙醛反应催化剂组成和特点●影响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授课班级:授课时间:年日月乙烯液相氧化法生产乙醛第二节一、概.乙醛性质和用乙醛是无色透明、易挥发的液体,具有辛辣的刺激性气味。

沸20.℃,冰-12℃着火4℃,自燃温18℃。

乙醛蒸汽与空气形成爆炸性混合物,爆炸范3.5%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器官有刺激作用,对中枢神经系统有麻醉作用,形成慢中毒,表现为体重减轻、贫血、神恍惚、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6-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.工业生产方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及乙烯直接氧化法)乙炔水合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191年就实现了工业化,它的反应方程式为S CO+ CHO + 141.5KJ/mol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淘汰。

.图6-4 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)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:10 → CHCHO + HO + 173KJ/mol 0H +CHCH233222此法生产乙醛的转化率为35%左右,产率达90~95%,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260~290℃的温度下进行反应,反应式为:CHCHOH → CHCHO + H - 69KJ/mol2323由于反应温度较低,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生产不合理的乙醛的重要方法)烃类氧化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,该法一般采不多)乙烯直接氧化乙烯液相氧化法是二十世纪六十年代的新工艺。

它具有原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上约7%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1主、副反在一定的条件下将乙烯和或空通入氯化钯和氯化铜的盐酸溶液中乙烯被氧为乙醛PdCCuCHC水溶+243.68KJ/mo CHC +C=C350KP123013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C=C + PdC + O CCHO + 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(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化亚铜Pd + 2CuC PdC + 2CuCl (2)(3氯化亚铜的氧化。

反(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2HCl 2CuC 2CuC + O (3) 可见,上述三个反应组成了催化剂的循环体系。

这PdC是催化剂CuC是氧化剂也可视为间接催化剂,因为没CuC的存在,就不能完成此催化过程。

但氧的存在也是要的,虽然反(1(2不需要氧,而反(3须将还原生成CuC再氧化CuC,以2.持催化剂溶液中有一定浓度的CuCl。

2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。

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++离子作用,生成草酸铜沉淀。

化剂溶液中Cu这是因为在副反应而且影响催化剂的活性。

这些副反应的发生,不仅影响产品的产率,++++离子浓度降低。

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三、影响氧化的因素1.原料纯度降低原料乙烯中炔烃、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,同乙炔分别与亚铜盐和钯盐作用,反应速度。

生成相应的易爆炸的乙炔铜和乙炔钯化合物。

硫化氢与氯化钯在酸性溶液中能生成硫化物时使催化剂溶液的组成发生变化,并引起发泡;沉淀;一氧化碳的存在,能将钯盐还原为钯。

因此原料质量必须控制严格。

一般要求:乙烯,氧的纯度在99.5%以上。

99.5纯度大于%,乙炔含量小于30ppm 2.原料气配比,此配比正好处在从乙烯氧化制乙醛的化学反应方程式来看,乙烯与氧的摩尔比是2:1%,并随压力80常温常压下,乙烯在氧气中爆炸范围是乙烯—氧气的爆炸范围之内(3.0~,这有引起爆炸的可能。

因此,工业上采用乙烯大量过量的办法,使)和温度的升高而扩大%,并将有大量混合物的组成处在爆炸范围之外,这样,乙烯的转化率相应会降到30~35生产中需未反应的乙烯气要循环使用。

为使循环乙烯气组成稳定,惰性气体不致过于积累,放掉一小部分循环乙烯气。

%左右,乙烯含量在8在实际操作中,为保证安全,必须控制循环乙烯气中氧的含量在并用氮气置换系统中%时,就须立即停车,609%左右,65若氧含量达到%或乙烯含量降至的气体,排入火炬烧掉。

3.反应压力乙烯氧化生成乙醛的反应是在气—液相中进行的,增加压力有利于气体在液体中溶解加速反应的进行,但考虑到生产中的能量消耗、设备防腐的热性能和副产物的生成等因素反应压力就不宜过高,一般控制30350KP.反应温乙烯直接氧化为乙醛的反应,所放出的热量较大降低温度对反应平衡有利。

为使应能在一定的温度下进行必须及时引出过量的反应热生产中就是利用此热量来蒸发乙和催化剂溶液中的水,达到引出过量反应热的目的反应温度是根据给定压力而确定的,在压30350KP时,反应温度1213℃.空空 =-,计算式空速是指空间速度,单位反应催化——反应气体在标准状态下的体积流量/反应——催化剂的体积催化生产中常用提高空速的办法来提高催化剂的生产能力,但必须选择适宜。

若空速过大从而使乙烯转化率下降乙烯尚未反应就离开反应区原料气与催化剂溶液的接触时间过短虽乙烯乙烯的反应进行得完全反之空速太小,原料气与催化剂溶液的接触时间增加转化率增加,但副反应产物的增加也显著,结果使产率下降.催化剂的组盐酸和水等氯化亚铜其中含有氯化钯氯化铜乙烯氧化生产乙醛的催化剂是液体+等离子,使催化剂溶液CC或络合[PdC这些物质在溶液中能解离[C因此,较强的酸性,在反应过程中,这些离子的浓度会随着化学反应的进行而发生改变业生产中必须选择一个适宜的催化剂溶液组成,并控制其钯含量、铜含量、氧化度p等,以保持催化剂活性的稳定铜与钯钯溶液0.5k工业采用较低的钯含量来保证必要的反应速度一般是10以上比值二价铜离子与一价铜离子的总氧化度一般以二价铜离子与总铜离的比值来表示,氧化度75kg/5%左右铜量控制6。

催化剂中钯盐含量减少和氯化亚铜沉淀的生成,都会导0.p值一般控制1.值上升p四、工艺流乙烯液相氧化法有两种生产工艺,即:一步法和二步法,一步法工艺是指羰基化反应和氧化反应在同一反应器中进行,用氧气作氧化剂,故又称氧气法。

二步法工艺是指羰基化反应和氧化反应分别在不同的反应器中进行,用空气作氧化剂,故又称空气法。

这里主要讨论一步法。

其工艺流程如图6-5所示。

1.氧化反应器(3)是不装内件的立式圆筒型容器,内衬防腐橡胶和耐酸瓷砖。

反应器内充填了2/3催化剂水溶液。

新鲜乙烯加进反应器之后,循环气以高速从反应器底部流入。

在循环气进口的上面再加进适量的氧气。

两股气体在催化剂溶液中很快分布并反应生成乙醛。

反应压力为350KPa,温度为120~130℃,在这种操作条件下,乙醛生成物是气态的,再加上被反应热蒸发出的水汽,使反应器内充满了密度相当低的气液混合物。

这种混合物通过反应器上部的两根连接管进入除沫器(4),在除沫器里气体从液体中分离出来,由除沫器顶部排出。

排出的气体称为工艺气,其组分为:水汽、乙醛、乙烯、氧气及少量的副产物和惰性气体。

从除沫器顶部排出的气体进入第一冷凝器(5)进行冷却冷凝,冷凝液返回除沫器。

未乙烯氧化生产乙醛工艺流程5 图6-1-水环压缩机;2-分离罐;3-反应器;4-除沫器;5、6、7-第一、二、三冷凝器;8-循环气洗涤塔;9-粗乙醛贮罐;10-轻馏分塔;11-精制塔;12-巴豆醛抽提塔;13-旋风分离器;14-再生器;15-闪蒸罐;16-尾气洗涤塔)的底8)进一步冷却,冷凝液流入洗涤塔(7)和(6凝气体进入两个串联操作的冷凝器(.部,未凝气体再进入洗涤塔(8),在该塔上部用工艺水喷淋吸收乙醛,洗涤塔顶部排出的循环气经水环压缩机(1)压缩后进入分离器(2),分离掉压缩气体所夹带的水滴。

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