① 乙醛首先氧化成過氧醋酸,而過氧醋酸很不穩(wěn)定,在醋酸錳的催化下發(fā)生分解,同時(shí)使另一分子的乙醛氧化,生成兩分子醋酸。氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)。
CH3CHO+O2 → CH3COOOH
CH3COOOH+CH3CHO → 2CH3COOH
② 在氧化塔內(nèi)還進(jìn)行下列副反應(yīng):
CH3COOOH → CH3OH+CO2
CH3OH+O2 → HCOOH+H2O
CH3COOOH-+2CH3OOH → CH3COOCH3+CO2+3H2O
CH3OH+CH3COOH → CH3COOCH+H2O
CH3CHO → CO+CH4
CH3CH2OH+CH3COOH → CH3COOC2H5+H2O
CH3CH2OH+HCOOH → HCOOC2H5+H2O
3CH3CHO+3O2 → HCOOH+CH3COOH+CO2+3H2O
2CH3CHO+5O2 → 4CO2+4H2O
3CH3CHO+O2 → CH3CH(OCOCH3)2+H2O
2CH3COOH → CH3COCH3+CO2+H2O
CH3COOH → CH4+CO2
③ 乙醛氧化制醋酸的反應(yīng)機(jī)理一般認(rèn)為可以用自由基的鏈鎖反應(yīng)機(jī)理來進(jìn)行解釋。常溫下乙醛就可以自動(dòng)地以很慢的速度吸收空氣中的氧而被氧化生成過氧醋酸。
CH3CHO+O2 → CH3COOOH
過氧醋酸以很慢的速度分解生成自由基:
CH3COOOH → CH3COO·+·OH
自由基CH3COO·引發(fā)如下的鏈鎖反應(yīng):
CH3COO·+CH3CHO → CH3CO·+CH3COOH
CH3CO·+O2 → CH3COOO·
CH3COOO·+CH3CHO → CH3C·O+CH3COOOH
CH3COOOH+CH3CHO → 2CH3COOH
第一步反應(yīng)的速度極慢,這就說明有誘導(dǎo)期存在。第二步反應(yīng)和第三步反應(yīng)在常溫下也進(jìn)行得很慢,因而過氧醋酸極易積聚。過氧醋酸是一個(gè)極不穩(wěn)定的化合物,積累到一定濃度時(shí)就會(huì)突然分解而引起爆炸,因此,上述反應(yīng)必須在有催化劑存在下才能順利進(jìn)行。催化劑的作用是將乙醛氧化時(shí)生成的過氧醋酸及時(shí)分解成醋酸,而防止過氧醋酸的積累、分解和爆炸。