1、1乙醛氧化法制备醋酸实验技术研究杨世芳,周艳,郭晴,鲁德平(湖北大学化学与材料科学学院 湖北省武汉市 430062)摘要：通过研究不同反应条件下乙醛氧化法制备醋酸的收率，找出合理安全的实验操作方法，对实验操作进行了优化探讨，并对实验教学提出了改进的建议。关键词：醋酸;乙醛氧化法;实验操作优化Acetic acid production via oxidation of acetaldehydeThe lab technical study YANG Shi-fang, Zhou Yan, GUO Qing , LU De-ping(Faculty of Chemistry and Materi
2、als Science, Hubei University ,Wuhan 430062,China)Abstract: This text aims at the acetaldehyde oxidizes the problem that legal system acetic acid experiment exsits, passing the research different respond term bottom the acetic acid accepts the rate, finding out the reasonable and safe experiment ope
3、ration method, to experiment the operation proceeded the excellent turning the study, and to experiment the teaching put forward the suggestion of the improvement.Keyword: Acetic acid；Oxidation of acetaldehyde；Optimize of experiment process为了培养高等学校学生的综合实验能力，并考虑到实验模拟与工业生产结合的因素将乙醛氧化法制备醋酸作为化学工艺实验向学生开放。
4、在实验中，我们发现常规的工艺条件存在操作要求高，反应不稳定，反应参数难以控制的问题，以致经常出现倒流，爆破膜冲开，管道炸裂等异常情况；加上实验反应时间较长，转化率偏低，不利于实验教学。为了实验教学的正常进行，我们对乙醛氧化法制备醋酸的实验进行了工艺优化研究， 。1. 实验部分1.1 实验药品及仪器： 1.1.1 实验药品：40%乙醛水溶液,分析纯；醋酸锰，醋酸钴，分析纯；氢氧化钠溶液，去离子水，氧气。1.1.2 实验设备：高压反应釜，国营大连通达反应釜厂生产，型号：CJF，容积：1L。1.2 实验步骤：21.2.1 原料配制：用乙醛水溶液 40%稀释到 15%（400mL） ，并用标准的碘溶液
5、和亚硫酸氢纳溶液测定乙醛溶液中乙醛的精确含量，按 Mn(CH3COO)2: Co(CH3COO)2=3:1 配催化剂。1. 22 乙醛氧化制备醋酸：将原料液、催化剂加入反应釜；开动搅拌，调转速n=300r/min；打开氧气阀并调节压力 0.20.8Mpa；加热升温至设定温度 75105 oC；反应 2.5 小时。223 测定醋酸的收率： 用 0.2 氢氧化钠溶液滴定醋酸含量，最后，计算转化Lmol/率。即：转化率=反应掉乙醛的量（用乙酸的量代替）反应前乙醛的量2. 结果与讨论2.1 操作条件对转化率的影响分析2.1.1 操作压强对转化率的影响乙醛氧化法制备醋酸的操作压强对转化率的影响见图 1。
6、当温度，浓度一定时，转化率随操作压强的变化趋势如图所示，在 0.4Mpa 时转化率出现较高值。x=f(P)0102030400 0.2 0.4 0.6 0.8操 作 压 强 P转化率x乙醛氧化法制备醋酸的转化率操作压强关系图表 1 x=f(P)t=72.5oC,c=0.15%操作压强 P（MPa） 0.2 0.24 0.3 0.4 0.5 0.7转化率 x 11.14% 14.29% 24.82% 35.01% 31.18% 31.18%2.1.2 反应温度对转化率的影响乙醛氧化法制备醋酸的反应温度对转化率的影响见图 2。随着反应温度的升高，转化率升高，在 95oC 可以达到 75.43，若将
7、温度升到 100oC 以上，反应条件较难以控制，选取 to=95oC 比较适宜。3x=f(t)02040608070 75 80 85 90 95 100操 作 温 度 t转化率x乙醛氧化法制备醋酸的转化率操作温度关系图表 2 x=f(t)P=0.4 MPa, c=0.15%操作温度 t（ oC） 72.5 80 85 90 95转化率 x 35.01% 39.47% 44.72% 62.06% 75.43%2.1.3 浓度对转化率的影响乙醛氧化法制备醋酸的浓度对转化率的影响见图 3。由图 3 可以看出当反应物浓度增加时，在相同的时间内，转化率降低，乙醛与氧气在 c=0.15%时具有较高的转化
8、率。x=f(c)40506070800 0.1 0.2 0.3 0.4浓 度 c%(质 量 浓 度 )转化率x%乙醛氧化法制备醋酸的转化率浓度关系图表 3 x=f(c)P=0.4MPa, t=95oC浓度 c %(质量) 0.1 0.15 0.2 0.4转化率 x 57.29% 75.43% 57.77% 41.90%2.2 实验优化42.2.1 实验原材料的选择 在装釜盖时，应防止釜盖釜体接触面碰撞。将釜盖按固定位置小心的放在釜体上，拧紧螺母时，必须按对角、对称的分多次逐步拧紧。用力要均匀（力矩 100N/M） ，不允许釜盖倾斜；在控制表上设定好各种参数，开搅拌，调转速 n=300r/min
9、；打开氧气阀并调节压力至 0.4Mpa；然后，按下“加热”开关，加热升温，至设定温度 95 oC；开循环冷却水。反应完毕，待反应釜降温后，再放出釜内带压气体，使压力降至常压，再旋松釜盖螺母，然后小心地取下釜盖，置于支架上。2.2.2 实验中 P、t 的控制反应釜内压强 P 是由氧气进、出口阀调节的，随温度 t 升高而升高，因此，开始升温时，压强要比操作压强要低。此时，出口阀在开大一点，同时，打开进口阀，使釜内压强稍低于操作压力，具体大小视温度变化大小而定。反应开始后，压强会降低，再通过进口阀缓慢调节，不能太靠近操作压强，只有当温度升到操作温度时，才能调节压强至操作压强，并尽量使压强在整个反应过
10、程中稳定在操作压强值。乙醛氧化制醋酸属于放热反应，但在反应开始需要加热。加热是由温度控制系统完成的，而高温时降温则是由冷却水完成的。同样，压强与温度是相关的。反应初始，可稍微调大压强，使温度迅速上升，反应开始后，调小加热电流使加热变慢，并开冷却水，使温度缓慢上升，直到操作温度，再将压强调到操作压强，然后，控制冷却水流量。3结论用 15%乙醛水溶液，加催化剂Mn(CH 3COO)2: Co(CH3COO)2=3:1，通氧气在高压反应釜中反应：反应温度 95 oC、压力 0.4Mpa、时间 2.5 小时，严格按操作规程仔细操作，可获得满意的实验教学效果。参考文献1吉林化学工业电石厂,乙醛氧化法合成醋酸, 化工出版社 1997.2李大真,乙醛液相氧化制醋酸反应设备及操作的评述, 医学工程 ,1996(6):8-153R.F.Strigle,Jr.,Packed tower Design and Application,2nd,Gulf Publish,19944Zhang M Q,Yu K T,Simulation of Tow Dimensional Liquid Phase Flow on a Distillation Tray,Chinese J.Chem.Eng,1994,2(1):63-71第一作者简介：杨世芳（1962） ，男，讲师。
