石油化工工艺学.ppt

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1、第5章碳二及其化工产品生产本章学习目的要求了解有关碳二系列产品生产的性质和用途、反应机理、催化剂等。理解碳二系列典型产品生产装置工艺设备防腐及安全等特性要求。掌握碳二系列产品生产的反应原理、工艺条件和工艺流程和典型设备。目录聚乙烯的生产环氧乙烷与乙二醇的生产及化工利用乙醇的生产及化工利用乙醛的生产及化工利用乙醛氧化生产乙酸及化工利用乙烯氧化生产醋酸乙烯及化工利用氯乙烯的生产及化工利用烃类氧化反应注意事项苯、甲苯、二甲苯、萘合成气乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯、乙炔合成醇、醇、醛、酮、酸、酯、醚、酚、腈再加工合成纤维、合成树脂、合成橡胶、合成塑料等医药、农药、涂

2、料、染料、助剂等本次课教学目标教学目标了解乙醛、乙酸的性质和用途以及生产概况，能够分析影响反应过程的主要因素,分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响，熟悉乙醛、乙酸反应原理和乙醛一步法、乙酸原则流程图。教学重点、难点重点：反应原理、工艺参数控制、工艺流程图难点：工艺参数控制、工艺流程图5.4乙醛的生产及化工利用5.4.1乙醛的性质：1、性质：乙醛分子式为C2H4O，相对分子质量44.06，相对密度d184＝0.783。乙醛是一种无色透明具有特殊刺激性气味的液体，其溶点-123.5℃，沸点20.8℃，闪点-27~-38℃，自燃点140℃。溶于水，易燃与空

3、气能形成爆炸混合物，爆炸极限为4~57％。乙醛对眼、皮肤有刺激作用，在厂房中最大允许浓度为0.1mg/l，浓度很大时会引起气喘、咳嗽、头痛。乙醛在存放过程中能发生聚合生成三聚乙醛、四聚乙醛等。市场上出售的大都是40%乙醛水溶液，要想得到纯度高的乙醛，可往三聚乙醛中加入1%-5%的98%的浓硫酸，蒸馏制得。冷凝水要用冰水，盛接瓶放在冰水中，小心操作。得到的乙醛密封放到冰箱中三聚乙醛易分解成乙醛，可作为乙醛的稳定形态，便于乙醛的储存和运输。三聚乙醛在日本约有50%被用于农药领域，其次用于香科、医药、涂料的溶剂和稀释剂等。用作溶剂，以及用于有机合成，橡胶促进剂和

4、抗氧剂制造等。乙醛深加工系列产品图：5.4.2乙醛生产方法：⒈乙炔水合法⒉从乙醇制乙醛⒊C3/C4烷烃氧化制乙醛⒋乙烯直接氧化法原料便宜，成本低，乙醛收率高，副反应少目前，世界上有70％的乙醛用此法生产。1、反应原理：以乙烯、氧气（或空气）为原料，在催化剂氯化钯、氯化铜的盐酸水溶液中进行汽液相反应生产乙醛，副反应主要是乙烯深度氧化及加成反应。总化学反应式：反应机理:通过乙烯与钯盐形成σ—π络合物而进行5.4.3乙烯配合催化氧化生产乙醛（1）乙烯羰基化反应当乙烯氧化生成乙醛时，氯化钯被还原成金属钯，钯从催化剂溶液中析出而失去催化活性。在这样的体系中，氯化铜是

5、乙烯氧化成乙醛的氧化剂，而氯化钯则是催化剂。该反应是通过乙烯与钯盐形成σ-π配合物而进行的虽然许多氧化物可将钯氧化成二价钯，但含铜的氧化还原体系是最合适的，因为一价铜易于被氧化成二价铜。（2）Pd的氧化和cucl的氧化反应①原料纯度:乙烯纯度大于99.5％，乙炔小于3×10-5，硫化物小于3×10-6，氧的纯度在99.5％以上。②原料配比：采用乙烯大大过量的方法，以保证安全，循环乙烯中氧的含量在8％左右，乙烯的含量在65％左右。③反应压力及温度：一般控制在0.3~0.35MPa。④空速：必须选择适当的空速。⑤催化剂组成：催化剂液体，含有氯化钯、氯化铜、氯化

6、亚铜、盐酸和水等，溶液呈较强的酸性。a一步法工艺的影响因素2、生产工艺(1)一步法工艺指上述的三步反应在同一反应器中进行b反应器与设备防腐催化剂溶液中含有盐酸，对设备腐蚀极其严重。反应器的外壳用碳钢，内衬用耐酸橡胶。c一步法工艺流程工业上采用具有循环管的鼓泡床塔式反应器，催化剂的装量约为反应器的1/2—1/3体积。c一步法工艺流程A原则流程图B各设备所起的作用图6一步法工艺流程1—水环泵；2—气-液分离器；3—反应器；4—除沫分离器；5，6，7—第一，二，三冷凝器；8—水吸收塔；9—脱氢组分塔；10—精馏塔；11—丁醛提取塔；12—粗乙醛槽；13—水洗涤塔

7、；14—分离器；15—分解器一步法工艺流程（2）两步法工艺（自学）两步法反应部分工艺流程图7二步法反应部分工艺流程1—乙烯缓冲器；2—闪蒸塔；3—过滤器；4—钛泵；5—鼓风机；6—空气缓冲器；7—分离器；8—贮槽；9—再生器小结：作业：P133,5-10，5.5乙酸的生产及化工利用（乙醛氧化法）5.5.1乙酸的性质和用途：1、性质乙酸俗称醋酸，分子式C2H4O2，相对分子质量60.05，相对密度d204=1.092。沸点118℃，熔点16.6℃，闪点38℃，自燃点426℃，是具有特殊刺激性气味的无色透明液体。又叫冰醋酸。能与水以任意比例互溶，也能与醇、苯等

8、有机液体相混合。乙酸蒸气易燃，乙酸蒸气在空气中爆炸极限是4％。乙酸