1、乙醛生產工藝小組成員： 李啟明1簡介 乙醛（acetaldehyde）一種醛，又名醋醛，無色易流動液體，有刺激性氣味。熔點121，沸點20.8，相對密度0.7834（184），相對分子質量44.05，分子結構為甲基C原子以sp3雜化軌道成鍵、醛基C原子以sp2雜化軌道成鍵、分子為極性分子。可溶于水、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮和苯。易燃，易揮發。蒸氣與空氣能形成爆炸性混合物，爆炸極限4.057.0（體積）。易氧化而成醋酸。在少量酸存在下很易聚合成三聚乙醛（液體，熔點124），低溫時生成多聚乙醛。以上兩種聚合體能在少量硫酸作用下分解為乙醛。在工業上主要由乙炔在高汞鹽的催化下水合而生成；新的生產方法是將

2、乙烯在氯化銅-氯化鈀的催化下用空氣直接氧化。主要用于生產乙酸、乙酸乙酯和乙酸酐，也用于制備季戊四醇、巴豆醛、巴豆酸和水合三氯乙醛。2制備方法 最早是用乙醇氧化法制乙醛此法要消耗大量糧食, 已不再采用; 通過控制乙烯的氧化可以獲得乙醛。目前最重要的乙醛合成法是Wacker法。利用PdCl2、CuCl2作催化劑，使空氣和乙烯與水反應生成乙醛; 還有一種方法，就是在汞鹽（如HgSO4）的催化下，乙炔和水化合，生成乙醛。這種方法生產的乙醛純度高，但操作人員容易發生汞中毒。現在科學家們正在研究用非汞催化劑，并已取得初步成效。3Wacker法反應歷程 工業上將烯烴氧化和Pd、Cu的氧化合在一起為一步法將烯

3、烴氧化和Pd 、Cu的氧化分開在二個反應器中分別進行為二步法4一步法瓦克氧化工藝流程圖一步法瓦克氧化工藝5 乙烯和空氣從反應塔的底部給料，然后反應物以氣泡的形式向上移動。反應組分是一個兩相系統。由于催化劑溶劑是酸性的，部分的乙烯和氧氣氣體被溶解。該反應是在混合反應物的沸點溫度下進行的，因此，反應所產生的熱量可以通過乙烯和水的蒸發移除。 從反應器頂部離開的氣體被冷卻然后輸送到氣液分離器，在氣液分離器中，催化劑被分離收回到反應塔中。而富含未被轉化的乙烯的氣相組分被冷卻然后通過水刷洗以此來收集乙醛，其原因是乙醛易溶于水。剩余的氣相給料到反應塔中，但是要移除其中的一部分為了防止惰性組分的積累，例如：N

4、2、CO2。 乙醛的凈化和濃縮通過兩個階段完成。第一階段，比乙醛沸點更低的輕副產物通過萃取精餾的方法被移出，例如：氯代甲烷、氯代乙烷；在第二階段，重組分（醋酸、有機組分和水等）被移除。同時，少量的HCl溶劑被加到反應塔中以補償Cl損失。 在反應過程中，一部分的催化劑溶劑會發生一定程度的惡化，因此，要將一部分從分離塔中出來的液相輸送到再生塔中。 乙烯和氧氣在一定比例情況下會發生爆炸。因此，乙烯的進料會超過這個限度，而這造成了乙烯的轉化率僅僅只有30%。 6萃取精餾 因為雙重混合物中兩組分的相對揮發度較低，一般的精餾方法很難分離該混合物，而萃取精餾可以。第三種組分（萃取劑)加入到混合物中，它改變了

5、兩組分的相對揮發度；且萃取劑本身揮發度較低，不易蒸發。 萃取精餾一般用于芳香族和烷烴的分離，因為它們有相似的揮發度。例如：通過加入苯酚可以實現甲苯和異辛烷的分離，異辛烷可以在塔頂獲得，而且甲苯和苯酚的分離相對來說較為容易。7空氣和乙烯二步法生產乙醛的工藝二步法瓦克氧化工藝流程圖8 在二步法生產工藝中的乙烯和氧在不同的反應器中發生反應。在第一個反應器中，乙烯被轉化，而這種轉化是幾乎完全的，沒有可回收的乙烯產生。在第二反應器中，催化劑發生再氧化（Cu+Cu2+）。空氣可以用來代替純氧，由于從反應器出來的氣相僅含有可被排放的惰性組分（N2），在一步法工藝中這些惰性組分將會在循環物料流中積累。 在工藝

6、流程圖中，乙烯的反應和催化劑氧化在兩個獨立的泡罩塔反應器中進行，乙烯和催化劑進入乙烯氧化反應器中。在上方的閃蒸器中有乙醛和水的蒸汽，乙醛在粗醛塔中被濃縮，而輕化合物和重化合物通過精餾被除去。 從粗醛塔底部被放出來的水一部分循環到閃蒸器中，用來維持催化劑濃度的恒定，另一部分水用來洗滌從催化劑氧化反應器和乙烯氧化反應器放出尾氣中的乙醛。 催化劑溶液離開閃蒸器作為底部產品，并進入催化劑氧化反應器中，使Cu+被空氣氧化。氧氣的轉化幾乎是完全的，催化劑溶液在分離器底部離開并循環進入第一反應器中，一小部分的催化劑被送入再生器中。9兩種工藝方法的比較 一步法工藝中用的是純氧，而二步法通常用空氣。兩種工藝方法

7、中，乙醛的產量均為95%左右，而且成本幾乎相同。兩種工藝的建設材料費用是昂貴的，由于催化劑溶液具有很強的腐蝕性。在一步法中具有優勢，因為僅有反應器要求耐腐蝕，而在二步法中的兩個反應器以及管路和泵均需要耐腐蝕，還有就是空氣的使用要求有更大的獨立設備，這就導致了兩步法需要更多的投入。二步法的優勢是以廉價的空氣代替純氧、對未轉化的乙烯進行循環再利用，這就減少了操作和投資費用，另一個優點是二步法比較安全，因為乙烯和氧在兩個反應器中反應，避免了混合爆炸的形成。因此，在很多反面都制約這工藝的選擇，比如原料、能源、速率以及安全性的考慮，還有氧氣的價格和實用性等等。10瓦克爾工藝的缺點1、生成副產物 兩種工藝均生成氯代烴、氯乙醛、和乙酸2、建設材料費用昂貴 酸性的