乙烯氧化法制乙醛,多采用瓦克-赫希斯特(Wacker-Hoechst)一步法工藝。催化劑是氯化鈀、氯化銅、鹽酸的水溶液,其反應(yīng)是非常特殊的。反應(yīng)的總方程式是:
上式反應(yīng)過(guò)程可分為三個(gè)過(guò)程進(jìn)行。
① 在鈀鹽溶液中,乙烯被氧化生成乙醛,Pd2+被還原成Pd。
C2H4+PdCl2+H2O → CH3CHO+Pd+2HCl
② 金屬Pd被氯化銅氧化成Pd2+,恢復(fù)Pd2+的氧化性。
2CuCl2+Pd2+ → PdCl2+2CuCl
③ 氯化亞銅在鹽酸的水溶液中被氧化成氯化銅,恢復(fù)氯化銅的氧化性。
乙烯氧化制乙醛,其收率約95%,而1%~1.5%的乙烯是以未反應(yīng)的狀態(tài)取出,其余約4%則是由于副反應(yīng)生成了副產(chǎn)物而損失。
乙烯氧化的副反應(yīng)主要是原料乙烯的深度氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)以及乙醛的氧化、氯化和縮合等反應(yīng)。主要副產(chǎn)物有醋酸、草酸銅、丁烯醛(巴豆醛)、二氧化碳、氯化烴以及不溶于水的褐色高聚物殘?jiān)?。副反?yīng)方程式為:
C2H4+HCl → C2H5Cl
CH3CHO+2CuCl2 → CH2ClCHO+2CuCl+HCl
CH2ClCHO+2CuCl2 → CHCl2CHO+2CuCl+HCl
CHCl2CHO+2CuCl2 → CCl3CHO+2CuCl+HCl
CH2ClCHO+1/2O2 → CH3Cl+CO2
CH3CHO+1/2O2 → CH3COOH
2CH3CHO → CH3CH=CHCHO+H2O