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乙醛acetaldehyde

時間：2020-03-01 來源：網(wǎng)絡(luò) 瀏覽：
CH3CHO　無色、易揮發(fā)并具有刺激性氣味的液體，沸點20.8°C，可溶于水。其蒸氣易燃，可與空氣形成爆炸混合物（4％～60％體積）。在空氣中易氧化，貯存和運輸中需充氮。主要由乙烯氧化制得，是合成多種有機化工產(chǎn)品的原料。
　　1774年，瑞典化學(xué)家K.W.舍勒以乙醇、二氧化錳和硫酸反應(yīng)首先制得乙醛。1881年，俄國人Μ.Γ.庫切羅夫?qū)⒁胰餐ㄈ敫邇r汞鹽的硫酸溶液也制得了乙醛。庫切羅夫的工作為1916年乙炔水合制乙醛的工業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。此后，長時期內(nèi)乙炔水合法曾是生產(chǎn)乙醛的唯一工業(yè)化方法，但所用催化劑有毒。1940和1959年又先后開發(fā)成功了乙醇氧化法和乙烯直接氧化法，大大促進了乙醛的生產(chǎn)。
　　生產(chǎn)方法 　工業(yè)上主要有乙烯直接氧化法、乙醇氧化法和乙炔水合法。此外，還有丙烷或丙烷、丁烷混合物氧化制乙醛及其他含氧化合物的方法，由于產(chǎn)物組成復(fù)雜，分離困難，未能得到推廣。
　　乙烯直接氧化法 　又稱瓦克法，它是世界上第一個采用均相配位催化劑實現(xiàn)工業(yè)化的過程，此法的成功一方面促進了乙醛的生產(chǎn)，另一方面對均相配位催化理論的發(fā)展具有重要意義。該法以氯化鈀－氯化銅-鹽酸-水組成的溶液為催化劑（見絡(luò)合催化劑），使乙烯直接氧化為乙醛。總反應(yīng)式為：
　　　　　

實際反應(yīng)按下述兩步進行：
　?、佟∫蚁┑难趸?
　　

CH2＝CH2+PdCl2+H2O─→CH3CHO+Pd+2HCL

　?、凇〈呋瘎┤芤旱难趸偕?
　　　　　　

　Pd+2CuCl2─→PdCl2+2CuCl

　　　　

工業(yè)上有將上述兩步反應(yīng)過程安排在一個反應(yīng)器中進行的一步法(圖1)和分別安排在兩個反應(yīng)器中完成的兩步法（圖2）兩種生產(chǎn)流程。

圖1

 

圖2

　　一步法以氧氣為氧化劑，氧氣和乙烯同時通入裝有催化劑溶液的塔式反應(yīng)器。依靠催化劑溶液中水的蒸發(fā)和產(chǎn)物的移出帶走反應(yīng)熱，維持120～130°C、0.4～0.45MPa的反應(yīng)條件使乙烯氧化為乙醛。兩步法以空氣為氧化劑，乙烯和催化劑溶液一起通入一段反應(yīng)器，在 100～110°C、1.0～1.2MPa下乙烯進行氧化反應(yīng)生成乙醛；分去產(chǎn)物后的催化劑溶液經(jīng)補充損失的水后進入到二段反應(yīng)器，用空氣進行氧化再生。兩種方法的乙醛收率均為95％左右，但一步法流程簡單、投資少，是目前世界上絕大多數(shù)國家采用的方法。兩步法的優(yōu)點是不需空氣分離裝置、乙烯轉(zhuǎn)化率高、對乙烯純度要求低和反應(yīng)后氣體不需循環(huán)等，但催化劑循環(huán)要消耗能量。
　　乙醇氧化法 　以空氣為氧化劑。乙醇蒸氣和空氣經(jīng)混合和加熱至 460°C左右自頂部進入裝有銀催化劑的固定床反應(yīng)器，進行氧化脫氫反應(yīng)生成乙醛：
　　　

　

　
　　此過程的主要副反應(yīng)是乙醛繼續(xù)氧化為醋酸：
　　　　

　　　為移走反應(yīng)熱，催化劑床層中設(shè)有用水冷卻的盤管。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)冷卻、冷凝和水洗即得粗乙醛溶液，粗乙醛通過精餾分離可得各種純度的乙醛產(chǎn)品。此法操作簡單、乙醛收率高。但生產(chǎn)能力受乙醇來源和價格的限制。
　　乙炔水合法 　以乙炔為原料，在汞鹽催化劑存在下，于70～90°C的硫酸溶液中水合而得乙醛：
　　 　　

CH呏CH+H2O─→CH3CHO

其工藝過程主要包括乙炔水合制粗乙醛、粗乙醛精餾和催化劑回收三部分。此法的特點是反應(yīng)條件緩和、乙醛收率高，但所用催化劑有毒，反應(yīng)介質(zhì)對設(shè)備有較強的腐蝕性，環(huán)境污染嚴重。已逐漸被其他方法所取代。
　　用途 　最大用途是制造醋酸和醋酐，約占總量的50％～70％。近年隨甲醇羰化(見羰基合成)合成醋酸過程的開發(fā)，乙醛作為合成醋酸原料的需要量下降，并影響乙醛產(chǎn)量。乙醛也較多地用于制造醋酸乙酯、正丁醇、2－乙基己醇，后兩個產(chǎn)品也有被丙烯的羰基合成法所取代的趨勢。乙醛還用于生產(chǎn)三氯乙醛、吡啶、季戊四醇等。  
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