醋酸生產(chǎn)-乙醛氧化法生產(chǎn)醋酸的工藝參數(shù)

乙醛氧化法生產(chǎn)醋酸的工藝參數(shù)我們知道，乙醛氧化是強放熱反應(yīng)，而且乙醛的爆炸極限范圍寬，所以氣相氧化不僅不安全，還不能保證反應(yīng)熱的均勻移出，增加副反應(yīng)，使醋酸收率下降。所以工業(yè)生產(chǎn)中都采用乙醛液相催化氧化制醋酸。本節(jié)課就來學(xué)習(xí)乙醛氧化法的工藝參數(shù)。乙醛液相氧化生產(chǎn)醋酸是氣液非均相反應(yīng)的過程：一，氧氣擴散到乙醛的醋酸溶液界面，繼而被溶液吸收的傳質(zhì)過程；二，在催化劑作用下，乙醛轉(zhuǎn)化為醋酸的化學(xué)反應(yīng)過程。通入氧氣速率越快，氣液接觸面積越大，氧氣吸收率越高，設(shè)備生產(chǎn)能力增大。當(dāng)通入氧氣速率超過一定值后，氧氣的吸收率反而會降低，氧氣的損耗相應(yīng)地加大，還會把大量乙醛與醋酸液物料帶出。氧氣吸收不完全會引起尾氣中氧的濃度增加，造成不安全因素。氧氣通入速率受到經(jīng)濟(jì)性和安全性的制約，存在一適宜值。1、氧氣通入速度為防止局部過熱，采取氧氣分段通入氧化塔，各段氧氣通入處設(shè)置有氧氣分布板，以使氧氣均勻地分布成適當(dāng)大小的氣泡，加快氧的擴散與吸收?？讖叫。稍黾託馀莸臄?shù)量和氣液兩相接觸面積?？讖竭^小，造成流體流動阻力增加，使氧氣輸送壓力增高?？讖竭^大，造成氣液接觸面積降低，加劇液相物料的帶出。根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求合理設(shè)計。2、氧氣分布板孔徑在一定的通氧速率條件下，氧的吸收率與其通過的液柱高度成正比。液柱高，氣液兩相接觸時間長，吸收效果好，吸收率增加。氣體的溶解性能也與壓力有關(guān)，液柱高則靜壓高，有利于氧氣的溶解和吸收。一般，液柱超過4m時，氧的吸收率可達(dá)97％～98％以上。3、氧氣通過的液柱高度下面再學(xué)習(xí)影響乙醛氧化為醋酸的化學(xué)反應(yīng)過程的工藝參數(shù)：影響反應(yīng)過程的的主要參數(shù)有催化劑的性質(zhì)和用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、原料純度、氧化液的組成等，其中催化劑之前已經(jīng)討論過，現(xiàn)在討論其他參數(shù)的影響。乙醛氧化成過氧醋酸及過氧醋酸分解的速率都隨溫度的升高而加快。溫度過高：副反應(yīng)加?。惶岣呦到y(tǒng)壓力使乙醛保持液相；催化劑燒結(jié)甚至失活；增加設(shè)備投資。溫度過低：降低乙醛氧化為過氧醋酸以及過氧醋酸分解的速率，易導(dǎo)致過氧醋酸的積累。用氧氣氧化時適宜溫度控制為343～353K，必須及時連續(xù)地除去反應(yīng)熱。1、反應(yīng)溫度提高反應(yīng)壓力：促進(jìn)氧向液體界面擴散；有利于氧被反應(yīng)液吸收；使乙醛沸點升高，減少乙醛的揮發(fā)。但增加設(shè)備投資費用和操作費用。實際生產(chǎn)操作壓力控在0.15MPa（表壓）左右。2、反應(yīng)壓力阻化劑：奪取反應(yīng)鏈中自由基的雜質(zhì)。水：能阻抑鏈反應(yīng)進(jìn)行。要求原料w(乙醛)>99.7％，w(水)<0.03％。三聚乙醛：使乙醛氧化反應(yīng)的誘導(dǎo)期增長，并易被帶入成品醋酸中，影響產(chǎn)品質(zhì)量，要求原料w(三聚乙醛)<0.01％。3、原料純度氧化液：乙醛液相氧化所得的反應(yīng)液。主要成分：醋酸錳、醋酸、乙醛、氧、過氧醋酸，還有原料帶入的水分及副反應(yīng)生成的醋酸甲酯、甲酸、二氧化碳等。氧化液中醋酸濃度和乙醛濃度的改變對氧的吸收能力有較大影響：當(dāng)氧化液中w(醋酸)=82％～95％，氧吸收率保持在98％左右，超出此范圍，氧的吸收率下降。當(dāng)氧化液中w(乙醛)=5％～15％時，氧的吸收率保持在98％左右，超出此范圍，氧的吸收率下降。從產(chǎn)品的分離角度考慮，氧化液中w(乙醛)≤2％～3％。4、氧化液的組成下面總結(jié)一下，影響乙醛氧化制醋酸的工藝參數(shù)有氧氣通入速度、氧氣分布板孔徑、氧氣通過的液柱高度、催化劑的性質(zhì)和用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力