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乙醛acetaldehyde

时间：2020-03-01 来源：网络 浏览：
CH3CHO　无色、易挥发并具有刺激性气味的液体，沸点20.8°C，可溶于水。其蒸气易燃，可与空气形成爆炸混合物（4％～60％体积）。在空气中易氧化，贮存和运输中需充氮。主要由乙烯氧化制得，是合成多种有机化工产品的原料。
　　1774年，瑞典化学家K.W.舍勒以乙醇、二氧化锰和硫酸反应首先制得乙醛。1881年，俄国人Μ.Γ.库切罗夫将乙炔通入高价汞盐的硫酸溶液也制得了乙醛。库切罗夫的工作为1916年乙炔水合制乙醛的工业化奠定了基础。此后，长时期内乙炔水合法曾是生产乙醛的唯一工业化方法，但所用催化剂有毒。1940和1959年又先后开发成功了乙醇氧化法和乙烯直接氧化法，大大促进了乙醛的生产。
　　生产方法 　工业上主要有乙烯直接氧化法、乙醇氧化法和乙炔水合法。此外，还有丙烷或丙烷、丁烷混合物氧化制乙醛及其他含氧化合物的方法，由于产物组成复杂，分离困难，未能得到推广。
　　乙烯直接氧化法 　又称瓦克法，它是世界上第一个采用均相配位催化剂实现工业化的过程，此法的成功一方面促进了乙醛的生产，另一方面对均相配位催化理论的发展具有重要意义。该法以氯化钯－氯化铜-盐酸-水组成的溶液为催化剂（见络合催化剂），使乙烯直接氧化为乙醛。总反应式为：
　　　　　

实际反应按下述两步进行：
　　①　乙烯的氧化：
　　

CH2＝CH2+PdCl2+H2O─→CH3CHO+Pd+2HCL

　　②　催化剂溶液的氧化再生：
　　　　　　

　Pd+2CuCl2─→PdCl2+2CuCl

　　　　

工业上有将上述两步反应过程安排在一个反应器中进行的一步法(图1)和分别安排在两个反应器中完成的两步法（图2）两种生产流程。

图1

 

图2

　　一步法以氧气为氧化剂，氧气和乙烯同时通入装有催化剂溶液的塔式反应器。依靠催化剂溶液中水的蒸发和产物的移出带走反应热，维持120～130°C、0.4～0.45MPa的反应条件使乙烯氧化为乙醛。两步法以空气为氧化剂，乙烯和催化剂溶液一起通入一段反应器，在 100～110°C、1.0～1.2MPa下乙烯进行氧化反应生成乙醛；分去产物后的催化剂溶液经补充损失的水后进入到二段反应器，用空气进行氧化再生。两种方法的乙醛收率均为95％左右，但一步法流程简单、投资少，是目前世界上绝大多数国家采用的方法。两步法的优点是不需空气分离装置、乙烯转化率高、对乙烯纯度要求低和反应后气体不需循环等，但催化剂循环要消耗能量。
　　乙醇氧化法 　以空气为氧化剂。乙醇蒸气和空气经混合和加热至 460°C左右自顶部进入装有银催化剂的固定床反应器，进行氧化脱氢反应生成乙醛：
　　　

　

　
　　此过程的主要副反应是乙醛继续氧化为醋酸：
　　　　

　　　为移走反应热，催化剂床层中设有用水冷却的盘管。反应产物经冷却、冷凝和水洗即得粗乙醛溶液，粗乙醛通过精馏分离可得各种纯度的乙醛产品。此法操作简单、乙醛收率高。但生产能力受乙醇来源和价格的限制。
　　乙炔水合法 　以乙炔为原料，在汞盐催化剂存在下，于70～90°C的硫酸溶液中水合而得乙醛：
　　 　　

CH呏CH+H2O─→CH3CHO

其工艺过程主要包括乙炔水合制粗乙醛、粗乙醛精馏和催化剂回收三部分。此法的特点是反应条件缓和、乙醛收率高，但所用催化剂有毒，反应介质对设备有较强的腐蚀性，环境污染严重。已逐渐被其他方法所取代。
　　用途 　最大用途是制造醋酸和醋酐，约占总量的50％～70％。近年随甲醇羰化(见羰基合成)合成醋酸过程的开发，乙醛作为合成醋酸原料的需要量下降，并影响乙醛产量。乙醛也较多地用于制造醋酸乙酯、正丁醇、2－乙基己醇，后两个产品也有被丙烯的羰基合成法所取代的趋势。乙醛还用于生产三氯乙醛、吡啶、季戊四醇等。  
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