① 主反應(yīng):酒精蒸汽、空氣和水蒸氣的混合氣體進(jìn)入氧化爐的電解銀催化劑層進(jìn)行氧化-脫氫反應(yīng)生成乙醛。
CH3CH2OH+1/2O2 → CH3CHO+H2O +173.1 kJ/mol
CH3CH2OH → CH3CHO+H2 -68. 9 kJ/mol
H2+1/2O2 → H2O +242 kJ/mol
乙醇氧化反應(yīng)是強(qiáng)放熱反應(yīng),而乙醇脫氫反應(yīng)是一個(gè)吸熱反應(yīng),由于乙醛生產(chǎn)中催化床的反應(yīng)溫度在560℃左右,氧化和脫氫同時(shí)發(fā)生。根據(jù)測(cè)定,在反應(yīng)過程中約有15%乙醛是由脫氫反應(yīng)生成的。乙醇氧化-脫氫反應(yīng)的凈結(jié)果,仍然放出大量的反應(yīng)熱。因此,乙醛生產(chǎn)中將多余的反應(yīng)熱除去是關(guān)鍵。在原料氣的過熱過程中加入適當(dāng)比例的水蒸氣,就是利用水蒸氣的吸熱作用將多余的反應(yīng)熱帶走。
② 在氧化爐中還發(fā)生下列主要副反應(yīng):
CH3CH2OH+O2 → CH3COOH+H2O
CH3CH2OH+2O2 → 2CO+3H2O
CH3CH2OH+3O2 → 2CO2+3H2O
CH3CHO → CO+CH4
CO+1/2O2 → CO2
CH3CH2OH+1/2O2 → 2C+2H2O+H2
2CH3CHO → CH3COOC2H5
2CH3CHO → CH3CH=CHCHO+H2O
③ 原料中含有甲醇還將發(fā)生下列副反應(yīng):
CH3OH+1/2O2 → HCHO+H2O
HCHO+1/2O2 → HCOOH
HCOOH → CO+H2O
由此可見,配料酒精中甲醇、乙醛的存在對(duì)生產(chǎn)很不利,不僅影響催化劑的活性,使電解銀表面結(jié)炭,而且甲酸對(duì)設(shè)備有嚴(yán)重的腐蝕作用,因此,必須嚴(yán)格控制原料酒精和回收酒精中的甲醇和乙醛的含量。