化學(xué)工藝學(xué)-有機(jī)化工的主要產(chǎn)品講義課件(編輯修改稿)
2025-01-16 08:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中氧氣 8%，經(jīng)計(jì)算乙烯的轉(zhuǎn)化率為 35%左右。44第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 乙醛反應(yīng)壓力： 加壓對(duì)氣液相反應(yīng)有利，但壓力不宜過(guò)高，否則動(dòng)力消耗高、對(duì)設(shè)備的腐蝕加重，P=，反應(yīng)溫度： 反應(yīng)溫度為該壓力下的液相的沸點(diǎn)（因?yàn)樵诜序v下反應(yīng)可有效地帶走大量反應(yīng)熱），T=120~130℃ 。45第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 乙醛（ 2）二步法工藝二步法： 乙烯羰基化和 Pd的氧化反應(yīng)在同一臺(tái)反應(yīng)器中進(jìn)行， Cu的氧化在另一臺(tái)反應(yīng)器中進(jìn)行，用空氣做氧化劑，又稱為空氣法。反應(yīng)條件： 在 ~、 105~110℃ 條件下操作，乙烯轉(zhuǎn)化率達(dá) 99%，且原料乙烯純度達(dá) 60%以上即可用空氣代替氧氣。反應(yīng)部分工藝流程： 46反應(yīng)器 氧化器 閃蒸塔粗餾塔廢空氣洗滌塔脫輕餾分塔精餾塔泵 泵貯水槽換熱器換熱器換熱器泵泵廢氧洗滌塔換熱器再生器廢空氣分離器換熱器貯槽二步法反應(yīng)部分工藝流程圖47第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 醋酸醋酸的性質(zhì)及用途 物理性質(zhì)： 醋酸是無(wú)色透明液體，沸點(diǎn) 118℃ ，冰點(diǎn)℃ ，又稱冰醋酸?；瘜W(xué)性質(zhì)： 醋酸也可與乙醇、乙醚、甘油、苯等有機(jī)溶劑以任意比例互溶。純或濃醋酸具有腐蝕性，其蒸氣易燃，醋酸蒸氣與空氣混合可形成爆炸混合物。醋酸具有特殊刺激性氣味，其蒸氣對(duì)眼睛、呼吸道粘膜等有強(qiáng)烈刺激。用途： 醋酸主要用于合成醋酸乙烯酯、生產(chǎn)醋酸纖維、醋酸酯、金屬醋酸鹽以及氯代醋酸等，在制藥、染料、農(nóng)藥、食品和化妝品等方面有著廣泛的用途，是重要的基本有機(jī)化工原料。 48第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品 醋酸乙醛氧化生產(chǎn)醋酸（ 1）反應(yīng)原理l 主反應(yīng) : 3CH3CHO + 189。 O2 → CH 3COOH為自由基連鎖反應(yīng)，易引起爆炸。催化劑有鈷鹽、錳鹽、鐵鹽等，常以醋酸錳為催化劑。49第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 醋酸l 主要副反應(yīng) : 2CH3COOH → CH 3COCH3 + CO2 + H2O CH3COOH → CH 3OH + CO2 CH3COOH + CH3OH → CH 3COOCH3 + H2O CH3OH + 189。 O2 → HCHO + H 2O HCHO + 189。 O2 → HCOOH 3CH3CHO + O2 → CH 3CH(OCOCH3)2 + H2O 2CH3CHO + 5O2 → 4CO 2 + 4H2O 50第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品 醋酸（ 2）工藝條件 l 氣相法： 反應(yīng)熱移出困難，容易引起局部過(guò)熱，易形成爆炸混合物。l 液相法： 工業(yè)上多采用，將氧氣通入乙醛和催化劑的溶液中，乙醛吸收氧生成過(guò)氧醋酸，然后在催化劑作用下迅速分解轉(zhuǎn)化為醋酸。 51第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 醋酸l 工藝條件：通氧的速率 液柱高度 液柱高度一般為 4m左右；催化劑用量 制備醋酸錳的醋酸溶液，一般用量為 ％～ ％。反應(yīng)溫度 溫度一般控制在 65～ 80℃ 。反應(yīng)壓力 反應(yīng)壓力（表壓）一般控制在 ～ 。原料配比 以乙醛為過(guò)量反應(yīng)物，乙醛 /氧氣 (wt.) = ～ 4:1 。原料組成 水與催化劑生成過(guò)氧化錳水合物使其失活。 H2O3％。氧化反應(yīng)液 氣相中乙醛濃度低，爆炸的危險(xiǎn)和乙醛損失小，因此要嚴(yán)格控制醋酸含量。生產(chǎn)中醋酸一般控制在 82％～ 95％。52第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品 醋酸（ 3）鼓泡塔反應(yīng)器 乙醛氧化是氣液非均相的放熱反應(yīng)，生產(chǎn)過(guò)程要求反應(yīng)器： ① 氣液相均勻接觸； ② 有效移出反應(yīng)熱； ③ 安全生產(chǎn)防爆。 氧化反應(yīng)設(shè)備為鼓泡反應(yīng)塔，又稱氧化塔，有內(nèi)冷卻型和外循環(huán)冷卻型。53內(nèi)冷卻型 外循環(huán)冷卻型54第一氧化塔第二氧化塔催化劑回收塔高沸物塔低沸物塔脫水塔乙醛回收塔甲酸回收塔高沸物殘?jiān)胰┭趸a(chǎn)醋酸工藝流程圖氧氣緩沖罐醋酸蒸發(fā)器55第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 醋酸l 甲醇低壓羰基化生產(chǎn)醋酸（ 1）反應(yīng)原理l 主反應(yīng)： CH3OH + CO → CH 3COOH + Ql 副反應(yīng)： CO + H2O → HCOOH 2CH3OH → CH 3OCH3 + H2O CH3COOH + CH3OH → CH 3COOCH3 + H2O CO + H2O → CO 2 + H2 CO + 3H2 → CH 4 + H2O CH3OH → CO + 2H 2 CH3COOH → 2CO + 2H 256第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 醋酸（ 2）工藝條件l 反應(yīng)溫度： 主反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度過(guò)高，會(huì)降低主反應(yīng)的選擇性，最佳溫度為 175℃ ，一般控制在 130～180℃ 。l 反應(yīng)壓力： 主反應(yīng)是分子數(shù)減小的反應(yīng)。實(shí)際生產(chǎn)中，壓力控制在 3MPa。l 反應(yīng)液組成： 醋酸 /甲醇 (wt.) = :1 。當(dāng)比值小于 1時(shí)，醋酸收率會(huì)降低。 57第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 醋酸（ 3）攪拌釜反應(yīng)器 甲醇羰基化合成醋酸是氣液相催化反應(yīng)過(guò)程，主反應(yīng)是放熱反應(yīng)。因而要求反應(yīng)器： ① 氣液相均勻接觸； ② 有效移出反應(yīng)熱。一般可采用攪拌釜或鼓泡塔反應(yīng)器。58反應(yīng)釜閃蒸塔輕組分塔脫水塔重組分塔廢酸汽提塔解吸塔低壓吸收塔高壓吸收塔甲醇低壓羰基化生產(chǎn)醋酸工藝流程 預(yù)熱器冷凝器氣液分離器冷凝器氣液分離器59第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 丙烯系列主要產(chǎn)品l 聚丙烯（ PP）概述 l 性質(zhì)： 由丙烯聚合而成的熱塑性樹脂。半透明無(wú)色固體，五毒無(wú)臭，熔點(diǎn) 167℃ ，密度 。特性為韌性好，密度小，拉伸強(qiáng)度高，熱變形溫度高，生產(chǎn)成本低。耐老化性能差。l 用途： 用于生產(chǎn)薄膜、紡織品（熔融指數(shù)可達(dá) 30~150，流動(dòng)性高，拉伸強(qiáng)度高）、塑料容器、汽車部件、食品包裝盒、塑料管道等。60第 6章 有機(jī)化工的主要產(chǎn)品l 聚丙烯（ PP）的生產(chǎn)方法 l 淤漿法： 在稀釋劑（己烷）中聚合的方法（ 1980年以前）。l 液相本體法： 在液體丙烯中聚合的方法。（采用第二代催化劑）l 液相 氣相聯(lián)合法： 我國(guó)從 1971年引進(jìn)裝置，現(xiàn)在60%以上產(chǎn)量采用此法生產(chǎn)。（采用第二代催化劑）l 氣相本體法： 在氣相丙烯中
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