乙酸的生产运行与操控-乙醛氧化制乙酸的反应原理

课程:有机化工生产运行与操控知识点：乙醛氧化制醋酸的反应原理课程：有机化工生产运行与操控知识点：乙醛氧化制醋酸的反应原理一、醋酸的物理、化学性质色、状无色透明液体，沸点118℃，冰点16.58℃

。纯醋酸在气温较低时，可凝固成冰似的固体，所以又称冰醋酸。味醋酸具有特殊刺激性气味毒性其蒸气对人体，尤其对眼睛、呼吸道粘膜等有强烈刺激，其卫生允许最高浓度为0.005mg/L。溶解性与水可以任意比例互溶，醋酸水溶液的冰点随其含水量的增加而降低。也可与乙醇、乙醚、甘油、苯等有机溶剂以任意比例互溶。纯或浓醋酸具有腐蚀性，其蒸气易燃，醋酸蒸气与空气混合可形成爆炸混合物，爆炸极限为4.0％~17.0％(体积分数)。分子结构分子式：

C2H4O2结构式：结构简式：CH3COOH或羧基OCH3C－OH醋酸的化学用途①与醇类的酯化反应生成酯

工业生产中，为保证反应速率，一般都用酸（磷酸、苯磺酸等）作催化剂和采用共沸蒸馏（需共沸剂-醇、脂肪烃等）的方法除去生成的水。②与不饱和烃的酯化反应生成一系列的乙酸酯如：丙烯+乙酸→乙酸异丙酯异丁烯+乙酸→乙酸叔丁酯（少量水能抑制此类反应）烯烃在铂等贵金属催化剂存在时，经氧化和酯化反应能生成不饱和酯。如：乙烯+空气+乙酸→乙酸乙烯酯（钯-乙酸锂作催化剂）③醇醛缩合反应如以硅铝酸钙钠或负载氢氧化钾的硅胶作催化剂时，乙酸+甲醛→丙烯酸此法因能耗比其它方法高，未得到工业应用。④与金属氧化物或碳酸盐反应利用醋酸的酸性,可一系列生成相应的醋酸盐如：碱金属氧化物或碳酸盐+乙酸→碱金属乙酸盐金属+乙酸→过渡金属乙酸盐（须添加少量氧化剂，便于金属的溶解）醋酸的化学用途⑦酰化和胺化反应

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氯代反应

乙酸能在光催化下与氯气发生光氯化反应生成α-氯代醋酸。（此反应为自由基连锁反应）⑤分解反应此为工业制醋酸酐的方法二、乙醛氧化生产醋酸反应原理副反应CH3CHO+O2→CH3COOOHCH3COOOH→CH3OH+CO2CH3OH+O2→HCOOH+H2OCH3COOH+CH3OH→CH3COOCH3+H2O3CH3CHO+O2→CH3CH(OCOCH3)2+H2OCH3CH(OCOCH3)2→(CH3CO)2O+CH3CHO主要副产物：甲酸、醋酸甲酯、甲醇、二氧化碳等。二醋酸亚乙酸三、催化剂

乙醛氧化过程中易生成中间产物（过氧醋酸），在没有催化剂的存在下，过氧醋酸的分解速度很慢，会使反应系统积累过量的过氧醋酸，而过氧醋酸极易爆炸，若浓度达一定时，会突然分解引起爆炸。故工业上生产中必须解决过氧化醋酸积累问题。通常采用催化剂来加速过氧醋酸的分解，控制过氧醋酸的浓度积累，可较好地消除爆炸隐患，从而实现工业化生产。常用醋酸锰。工业生产中都采用乙醛液相氧化法。氧化剂：采用氧气作氧化剂的较多。用氧气做氧化剂的要求充分保证氧气和乙醛在液相中反应，避免在气相中进行；在塔顶应引入氮气以稀释尾气，使尾气组成不达到爆炸范围。催化剂的要求：应能既加速过氧醋酸的生成，又能促使其迅速分解，使反应系统中过氧醋酸的浓度维持在最低限度。应能充分溶解于氧化液中。工业上普遍采用醋酸锰（Ⅱ）作为催化剂，有时也可适量加入其他金属的醋酸盐。醋酸锰的用量约为原料乙醛量的0.1％~0.3％。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