乙酸的生產(chǎn)運行與操控-乙醛氧化制乙酸的反應(yīng)原理

課程:有機化工生產(chǎn)運行與操控知識點：乙醛氧化制醋酸的反應(yīng)原理課程：有機化工生產(chǎn)運行與操控知識點：乙醛氧化制醋酸的反應(yīng)原理一、醋酸的物理、化學(xué)性質(zhì)色、狀無色透明液體，沸點118℃，冰點16.58℃

。純醋酸在氣溫較低時，可凝固成冰似的固體，所以又稱冰醋酸。味醋酸具有特殊刺激性氣味毒性其蒸氣對人體，尤其對眼睛、呼吸道粘膜等有強烈刺激，其衛(wèi)生允許最高濃度為0.005mg/L。溶解性與水可以任意比例互溶，醋酸水溶液的冰點隨其含水量的增加而降低。也可與乙醇、乙醚、甘油、苯等有機溶劑以任意比例互溶。純或濃醋酸具有腐蝕性，其蒸氣易燃，醋酸蒸氣與空氣混合可形成爆炸混合物，爆炸極限為4.0％~17.0％(體積分?jǐn)?shù))。分子結(jié)構(gòu)分子式：

C2H4O2結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)簡式：CH3COOH或羧基OCH3C－OH醋酸的化學(xué)用途①與醇類的酯化反應(yīng)生成酯

工業(yè)生產(chǎn)中，為保證反應(yīng)速率，一般都用酸（磷酸、苯磺酸等）作催化劑和采用共沸蒸餾（需共沸劑-醇、脂肪烴等）的方法除去生成的水。②與不飽和烴的酯化反應(yīng)生成一系列的乙酸酯如：丙烯+乙酸→乙酸異丙酯異丁烯+乙酸→乙酸叔丁酯（少量水能抑制此類反應(yīng)）烯烴在鉑等貴金屬催化劑存在時，經(jīng)氧化和酯化反應(yīng)能生成不飽和酯。如：乙烯+空氣+乙酸→乙酸乙烯酯（鈀-乙酸鋰作催化劑）③醇醛縮合反應(yīng)如以硅鋁酸鈣鈉或負(fù)載氫氧化鉀的硅膠作催化劑時，乙酸+甲醛→丙烯酸此法因能耗比其它方法高，未得到工業(yè)應(yīng)用。④與金屬氧化物或碳酸鹽反應(yīng)利用醋酸的酸性,可一系列生成相應(yīng)的醋酸鹽如：堿金屬氧化物或碳酸鹽+乙酸→堿金屬乙酸鹽金屬+乙酸→過渡金屬乙酸鹽（須添加少量氧化劑，便于金屬的溶解）醋酸的化學(xué)用途⑦?；桶坊磻?yīng)

如：乙酸+三氯化磷→乙酰氯

乙酸+氨→乙酰胺乙酸+苯甲酰氯→乙酰氯+苯甲酸⑥氯代反應(yīng)

乙酸能在光催化下與氯氣發(fā)生光氯化反應(yīng)生成α-氯代醋酸。（此反應(yīng)為自由基連鎖反應(yīng)）⑤分解反應(yīng)此為工業(yè)制醋酸酐的方法二、乙醛氧化生產(chǎn)醋酸反應(yīng)原理副反應(yīng)CH3CHO+O2→CH3COOOHCH3COOOH→CH3OH+CO2CH3OH+O2→HCOOH+H2OCH3COOH+CH3OH→CH3COOCH3+H2O3CH3CHO+O2→CH3CH(OCOCH3)2+H2OCH3CH(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+CH3CHO主要副產(chǎn)物：甲酸、醋酸甲酯、甲醇、二氧化碳等。二醋酸亞乙酸三、催化劑

乙醛氧化過程中易生成中間產(chǎn)物（過氧醋酸），在沒有催化劑的存在下，過氧醋酸的分解速度很慢，會使反應(yīng)系統(tǒng)積累過量的過氧醋酸，而過氧醋酸極易爆炸，若濃度達(dá)一定時，會突然分解引起爆炸。故工業(yè)上生產(chǎn)中必須解決過氧化醋酸積累問題。通常采用催化劑來加速過氧醋酸的分解，控制過氧醋酸的濃度積累，可較好地消除爆炸隱患，從而實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。常用醋酸錳。工業(yè)生產(chǎn)中都采用乙醛液相氧化法。氧化劑：采用氧氣作氧化劑的較多。用氧氣做氧化劑的要求充分保證氧氣和乙醛在液相中反應(yīng)，避免在氣相中進(jìn)行；在塔頂應(yīng)引入氮氣以稀釋尾氣，使尾氣組成不達(dá)到爆炸范圍。催化劑的要求：應(yīng)能既加速過氧醋酸的生成，又能促使其迅速分解，使反應(yīng)系統(tǒng)中過氧醋酸的濃度維持在最低限度。應(yīng)能充分溶解于氧化液中。工業(yè)上普遍采用醋酸錳（Ⅱ）作為催化劑，有時也可適量加入其他金屬的醋酸鹽。醋酸錳的用量約為原料乙醛量的0.1％~0.3％。這類能自動加速的氧化反應(yīng)具有自由基鏈反應(yīng)特征稱自氧化反應(yīng)。催化自氧化液態(tài)乙醛空氣或氧通入醋酸反應(yīng)