乙醛生产制备工艺流程ppt课件.ppt

第七小组,高飞雄、罗阳、王权新、姚萍、陈蕾。,乙醛,乙醛，又称醋醛，属醛类，是一种具有分子式CH3CHO 或 MeCHO的有机化合物。由于在大自然当中存在广泛以及工业上的大规模生产，乙醛被认为是醛类当中最重要的化合物之一。乙醛可存在于咖啡，面包，成熟的水果中，它还可以通过植物作为代谢产物而生成。乙醛还可通过乙醇的氧化获得并被认为是宿醉的成因。乙醛常温下为液态，无色、可燃，有刺鼻的气味。其熔点为-123.5 C，沸点为20.2 C。可以被还原为乙醇，也可以被氧化成乙酸。,碳二系列典型产品,碳二通常是指含有两个碳原子的化合物，如乙烷、乙烯、乙炔、乙醇、乙醛、乙酸等。这些化合物都可作为化工原料，其中以乙烯的产量居首位。乙烯具有不饱和的双键，反应活性高，且成本低，纯度高，易于加工利用，是有机化工中最重要的基本原料，消耗乙烯量最大的是聚乙烯生产，其次为环氧乙烷、乙苯、乙醛等。,理化特性,主要成分：纯品外观与性状：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相对蒸气密度(空气=1)： 1.52饱和蒸气压(kPa)：98.64(20)燃烧热(kJ/mol)： 279.0 kcal/mol临界温度()： 188 溶解性：能跟水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶。,乙烯络合催化氧化生产乙醛,乙醛是易挥发、易燃、有辛辣味的液体，有毒。乙醛分子中具有羰基，反应能力很强，容易发生氧化、缩合、环化、聚合及许多类型的加成反应。它主要用于生产醋酸及其衍生物，广泛应用于纺织、医药、化纤、染料和食品等工业。 历史上乙醛生产主要通过乙炔水合法，乙醇催化氧化或催化脱氢方法制得。1959年乙烯直接氧化法生产乙醛和工业化，使其成为主要生产方法，原因是乙烯来源丰富而价廉，具有反应条件温和，选择性好、收率高、工艺流程简单及三废处理容易等优点。,1、基本反应过程及主、副反应,一、反应原理：,基本反应过程,基本反应过程,2、反应机理和动力学分析：,一、反应原理：,乙烯液相氧化制乙醛的三步反应中，乙烯的羰基化反应速度最慢，是反应的控制步骤。目前一致公认烯烃羰基化反应机理是通过形成中间络合物进行的。,3、催化剂溶液组成及其对反应的影响：,一、反应原理：,要使乙烯液相催化氧化生产乙醛的反应能以一定速度稳定地进行，催化剂溶液的组成是关键。 钯含量：一般是0.20.4钯/m3溶液 氯化钯是具有催化能力的组分，Pd2+ ，则催化剂更为有效，生产能力；但超过其平衡浓度时，则使过量的钯以金属钯沉淀析出而失去其催化作用。同时， Pd2+ 高需要靠高的Cu2+离子浓度维持，也必然带来游离氯离子浓度相应增高。工业生产中常在催化剂溶液中加入适量的氯化铜，使金属钯不至于从溶液中析出；同时在维持必要的反应速度前提下，宜采用较低的钯含量。,3、催化剂溶液组成及其对反应的影响：,一、反应原理：,铜含量：一般总铜含量控制为6570/m3溶液 由于氯化铜是金属钯的氧化剂，因此铜的含量主要是为充分发挥氯化钯的催化作用，从而维持钯氧化反应有效地进行。氯铜比、氧化度和pH值： 三者之间是互相关联又互相制约的。氯离子既可作为中心金属钯（或铜）离子的配位体，保证PdCl2的平衡及Pd被氧化；又可以游离形式出现，虽有利于钯的氧化，但却使乙烯的羰基化反应速度下降。因此，在满足Pd氧化平衡的前提下，通常采用低浓度氯离子，通常氯铜比为1.41.6。 氧化度是Cu2+与总铜离子浓度之比，对于一定的氯铜比，对应有一最佳的氧化度范围。氧化度增加或降低，都将使羰基化反应速度降低，在工业生产中，氧化度一般大于0.7。 pH值低，反应阻力大，一般控制其在0.81.3范围内为宜。,1、反应温度和压力： 温度因素主要影响反应速度和选择性。从动力学方程可知，升高温度，k值增大，有利于加快反应速度；但乙烯和氧的溶解度却随之减少，对反应速度产生不利影响。因此温度对反应速度产生的影响需视两个相反效应何者占优势而定。一般控制在393403K。 该反应是放热反应，其热量是利用产物乙醛和催化剂中水的蒸发来移除的，所以催化剂溶液是处于沸腾状态操作的，当反应温度为393403K时，反应压力为0.30.4MPa。,二、工艺条件：,工艺条件：,2、原料气的配比和纯度： 在一段法中，人们常采用乙烯大大过量的操作方式，为减少原料的损失，要求乙烯和氧气的纯度在99%以上。工业生产中要求严格控制循环气中氧含量和乙烯含量分别在8%和65%左右。,三、工艺流程：,（三）工艺流程：,