乙醛氧化制醋酸生产技术

曹金峰党旭东丁洁乙醛物理性质外观：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•主要用途：用于制造醋酸、醋酐、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、防毒剂、显像剂、溶剂、还原剂等。•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。乙酸的性质及用途乙酸的性质及用途性质用途乙酸又名醋酸，是具有刺激气味的无色透明液体，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４-17.0%,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何比例相混合。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；另外，由乙酸制得聚酯类，可作为油漆的溶剂和增塑剂；催化自氧化乙酸生产概述反应原理工艺流程物理性质：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、甲醇等催化剂：可变价金属（Mn，Ni，Co，Cu等）的醋酸盐热动力学：①热力学：放热反应②动力学：初期速度慢，后期速度快影响因素：①原料配比及纯度：对反应过程和产品质量影响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。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。乙醛氧化法生产醋酸工艺乙醛氧化法生产醋酸(1).反应原理(2).工艺条件(3).反应器及工艺流程催化自氧化1.生产原理主反应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、二氧化碳等自由基反应机理催化自氧化催化自氧化链的引发：CH3CHO﹢Mn3﹢CH3CO﹢H﹢﹢Mn2﹢．链的传递：CH3CO﹢O2CH3COOO．．CH3COOO﹢CH3CHOCH3COOOH﹢CH3CO．．CH3COOOH﹢CH3CHO中间复合物醋酸锰2CH3COOH醋酸锰链终止：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：☆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混合物，而具有爆炸危险等。催化自氧化反应温度：70-75反应时间：3hX乙醛：97%催化自氧化氧的吸收率98%醋酸选择性98%氧化产物乙醛、醋酸甲酯甲酸、水、醋酸（50%）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。内冷却管外循环冷却器循环导流筒搅拌鼓泡釜式反应器连续鼓泡床塔式反应器反应器移热方式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LLGG连续鼓泡床塔式反应器特点: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催化自氧化其他制乙酸方法