乙酸乙烯的制备
(1)乙炔法:乙炔气相法合成醋酸乙烯:乙炔气相法原料是醋酸和乙炔。用该法合成醋酸乙烯反应有许多副产物的产生。主要反应方程式C₂H₂ +CH₃COOH →CH₃COOCHCH₂ 放热。合成工段是乙炔与醋酸在流化床反应器中通过活性碳醋酸锌催化合成醋酸乙烯,分离工段把合成气中的高沸物醋酸和醋酸乙烯等液化,与不凝气乙炔、氮气、二氧化碳等分开。
(2)乙烯法:乙烯气相氧化法制醋酸乙烯:乙烯气相氧化法由于工艺经济性优而占主导地位。乙烯气相氧化法是乙烯、醋酸和氧气在气相中反应生成醋酸乙烯,采用Pd—Au,Pd—Pt,Pd—cd负载型催化剂,载体主要为SiO₂和Al₂O₃。乙烯气相氧化法包括固定床和流化床两种工艺。固定床工艺:固定床工艺使用的催化剂,其活性组分主要集中于载体的外壳,即所谓的蛋壳型催化剂。一般的制备步骤包括:用Pd和Au溶液浸渍载体,用碱沉淀Pd和Au,用还原剂还原Pd和Au,水洗、干燥,最后用碱金属溶液浸渍、干燥。该工艺的乙烯单程转化率为8%~10%,醋酸单程转化率为8%~20%。流化床气相工艺:用乙烯、醋酸、和氧气制备醋酸乙烯的流化床工艺包括:将乙烯、醋酸(气相)加入到流化床反应器中、氧气通过另外的管道进入反应器,乙烯/醋酸和氧气在反应器内混合,同时在催化剂作用下生成醋酸乙烯。流化床使用的催化剂的活性组分基本和固定床相同,但主要集中于外壳和内层之间,即所谓的蛋白型催化剂。流化床工艺克服了固定床中催化剂累积失活、受热不均、氧含量限制等缺点。
制乙炔用碳化钙即电石CaC2 加水就可以 但一般用饱和食盐水
乙烯的实验室制法
(1)反应原理:CH3CH2OH→浓的硫酸、170℃→CH2═CH2↑+H2O
(2)发生装置:选用“液+液 气”的反应装置。
(3)收集方法:排水集气法(因乙烯的密度跟空气的密度接近且难溶于水)。
(4)反应类型:消去反应
(5)注意事项:
①反应液中乙醇与浓的硫酸的体积比为1∶3。使用过量的浓的硫酸可提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量。
②在圆底烧瓶中加少量碎瓷片、沸石或其他惰性固体,目的是防止反应混合物在受热时暴沸。
③温度计水银球应插在液面下,以准确测定反应液温度。加热时要使温度迅速提高到170,以减少乙醚生成的机会(在140时会生成乙醚)。
④在制取乙烯的反应中,浓的硫酸不但是催化剂、吸水剂,也是氧化剂,在反应过程中易将乙醇氧化,最后生成CO2、CO、C等(因此试管中液体变黑),而硫酸本身被还原成SO2。SO2能使溴水或KMnO4溶液褪色。因此,在做乙烯的性质实验前,应将气体先通过碱石灰将SO2除去,也可以将气体通过10%NaOH溶液以洗涤除去SO2,得到较纯净的乙烯。
⑤空气中若含3.4%~34%的乙烯,遇明火极 易 爆 炸,爆 炸 程度比甲烷猛烈,所以点燃乙烯时要小心。
c2h2
h2→ch2=ch2
ch2=ch2
h2o
→
ch3ch2oh
ch3ch2oh
cuo===ch3cho
cu
h2o
ch3ch2oh
ch3cooh=ch3cooc2h5
h2o
(满意请采纳)
2017年,中国石油和化学工业联合会对“乙炔加氢制乙烯工艺及装备”成果进行了科技鉴定。鉴定结论认为,开发了高浓度乙炔加氢生产乙烯新工艺及装备;研发了以α-氧化铝为载体的钯催化剂,催化剂耐磨强度高、活性好、稳定性好,选择性优异;首次将浆态床反应器应用于高浓度乙炔加氢反应,有效解决了反应放热量大、温度难控制的难点,实现了装置安全稳定运行。乙炔转化率98.90%,乙烯选择性91.06%。
C2H2 H2→CH2=CH2
CH2=CH2 H2O → CH3CH2OH
CH3CH2OH CuO===CH3CHO Cu H2O
CH3CH2OH CH3COOH=CH3COOC2H5 H2O
CaC2+H2O→C2H2↑+CaO
是错误的。因为在有水存在的情况下,CaO不可能是钙的最终产物,而Ca(OH)2(CaO水化)是最终产物才是合理的。正确的化学式应是:
CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
为了得到较纯净的乙炔,可以把从发生器出来的气体先经CuSO4溶液洗气再收集。乙炔只微溶于水,应排水收集。用电石跟水反应制乙炔不应使用启普发生器,块状电石和水在常温下即能发生反应,表面上似乎符合启普发生器的使用条件,但当关闭启普发生器的活塞时,乙炔气虽能把水压入球形漏斗以使电石跟水脱离接触,但集存在球体内的大量水蒸气(电石跟水反应放热)却仍在缓缓继续跟电石发生反应,就是说,关闭活塞后,乙炔不能完全停止发生。这样,乙炔将缓缓从球形漏斗的上口间断逸出。平时,我们总能闻到电石有难闻的气味,就是因为电石跟空气里的水蒸气反应的结果。如果小量制取乙炔时,也可以用试管配单孔塞作反应容器,但应在试管口内松松塞一团棉花,以阻止泡沫进入导气管。
乙炔在高温下分解为碳和氢,由此可制备乙炔炭黑。一定条件下乙炔聚合生成苯,甲苯,二甲苯,,萘,蒽,苯乙烯,茚等芳烃。通过取代反应和加成反应,可生成一系列极有价值的产品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔,进而与氯化氢进行加成反应得到氯丁二烯;乙炔直接水合制取乙醛;乙炔与氯化氢进行加成反应而制取氯乙烯;乙炔与乙酸反应制得乙酸乙烯;乙炔与氰化氢反应制取丙烯腈;乙炔与氨反应生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶;乙炔与甲苯反应生成二甲笨基乙烯,进一步催化剂裂化生成三种甲基苯乙烯的异构体:乙炔与一分子甲醛缩合为丙炔醇,与二分子甲醛缩合为丁炔二醇;乙炔与丙酮进行加成反应可制取甲基炔醇,进而反应生成异戊二烯;乙炔和一氧化碳及其他化合物(如水,醇,硫醇)等反应制取丙烯酸及其衍生物。
也可由天然气热裂或部分氧化制备
乙炔(acetylene)最简单的炔烃,又称电石气。分子式CH≡CH,化学式C�6�0H�6�0。无色有芳香气味的易燃气体。熔点-80.8℃,沸点-84℃,相对密度0.6208(-82/4℃)。在液态和固态下或在气态和一定压力下有猛烈爆炸的危险,受热、震动、电火花等因素都可以引发爆炸,因此不能在加压液化后贮存或运输。难溶于水,易溶于丙酮,在15℃和总压力为15大气压时,在丙酮中的溶解度为237克/升,溶液是稳定的。因此,工业上是在装满石棉等多孔物质的钢桶或钢罐中,使多孔物质吸收丙酮后将乙炔压入,以便贮存和运输。
纯乙炔为无色无味的易燃、有毒气体。
电石制的乙炔因混有H2S,PH3而带有特殊的臭味。
熔点(118.656kPa)-80.8℃,沸点-84℃,相对密度0.6208(-82/4℃),折射率1.00051,折光率1.0005(0℃),闪点(开杯)-17.78℃,自燃点305℃。在空气中爆炸极限2.3%-72.3%(vol)。微溶于水,易溶于乙醇、苯、丙酮等有机溶剂。在15℃和1.5MPa时,乙炔在丙酮中的溶解度为237g/L,溶液是稳定的。工业品乙炔带轻微大蒜臭。由碳化钙(电石)制备的乙炔因含磷化氢等杂质而有恶臭[1]。
乙炔分子量 26.4 ,气体比重 0.91( Kg/m3), 火焰温度 3150 ℃, 热值12800 (千卡/m3) 在氧气中燃烧速度 7.5 ,纯乙炔在空气中燃烧2100度左右,在氧气中燃烧可达3600度。
化学性质很活泼,能起加成、氧化、聚合及金属取代等反应。
能使高锰酸钾溶液的紫色褪去。
3CH≡CH + 10KMnO�6�2 + 2H�6�0O→6CO�6�0↑+ 10KOH + 10MnO�6�0↓
制备方法:1.电石法 由电石(碳化钙)与水作用制得。2.天然气制乙炔法 预热到600-650℃的原料天然气和氧进入多管式烧嘴板乙炔炉,在1500℃下,甲烷裂解制得8%左右的稀乙炔,再用N-甲基吡咯烷酮提浓制得99%的乙炔成品。
乙炔的实验室制法:
CaC�6�0+2H-OH→Ca(OH)�6�0+CH≡CH↑
用途:乙炔在高温下分解为碳和氢,由此可制备乙炔炭黑。一定条件下乙炔聚合生成苯,甲苯,二甲苯,,萘,蒽,苯乙烯,茚等芳烃。通过取代反应和加成反应,可生成一系列极有价值的产品。例如乙炔二聚生成乙烯基乙炔,进而与氯化氢进行加成反应得到氯丁二烯;乙炔直接水合制取乙醛;乙炔与氯化氢进行加成反应而制取氯乙烯;乙炔与乙酸反应制得乙酸乙烯;乙炔与氰化氢反应制取丙烯腈;乙炔与氨反应生成甲基吡啶和2-甲基-5-乙基吡啶;乙炔与甲苯反应生成二甲笨基乙烯,进一步催化剂裂化生成三种甲基苯乙烯的异构体:乙炔与一分子甲醛缩合为丙炔醇,与二分子甲醛缩合为丁炔二醇;乙炔与丙酮进行加成反应可制取甲基炔醇,进而反应生成异戊二烯;乙炔和一氧化碳及其他化合物(如水,醇,硫醇)等反应制取丙烯酸及其衍生物。
化学性质:
(1)氧化反应:
a.可燃性:2C�6�0H�6�0+5O�6�0 → 4CO�6�0+2H�6�0O
现象:火焰明亮、带浓烟 , 燃烧时火焰温度很高(>3000℃),用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。
b.被KMnO4氧化:能使紫色酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)加成反应:可以跟Br�6�0、H�6�0、HX等多种物质发生加成反应。
如:
现象:溴水褪色或Br�6�0的CCl�6�2溶液褪色
所以可用酸性KMnO4溶液或溴水区别炔烃与烷烃。
(3)“聚合”反应:三个乙炔分子结合成一个苯分子:
因为乙炔分子里碳氢键是以SP-S重叠而成的。碳氢里碳原子对电子的吸引力比较大些,使得碳氢之间的电子云密度近碳的一边大得多,而使碳氢键产生极性,给出H+而表现出一定的酸性。
乙炔燃烧时能产生高温,氧炔焰的温度可以达到3200℃左右,用于切割和焊接金属。供给适量空气,可以安全燃烧发出亮白光,在电灯未普及或没有电力的地方可以用做照明光源。乙炔化学性质活泼,能与许多试剂发生加成反应。在20世纪60年代前,乙炔是有机合成的最重要原料,现仍为重要原料之一。如与氯化氢、氢氰酸、乙酸加成,均可生成生产高聚物的原料:
乙炔具有弱酸性,将其通入硝酸银或氯化亚铜氨水溶液,立即生成白色乙炔银(AgC≡CAg)和红棕色乙炔亚铜(CuC≡CCu)沉淀,可用于乙炔的定性鉴定。这两种金属炔化物干燥时,受热或受到撞击容易发生爆炸,如:反应完应用盐酸或硝酸处理,使之分解,以免发生危险:乙炔在使用贮运中要避免与铜接触。
工业上可以用碳化钙(电石)水解生产乙炔:CaC�6�0+2H�6�0O→HC≡CH↑+Ca(OH)�6�0
也可由天然气热裂或部分氧化制备。
第二步:乙炔加氢制乙烯(催化剂)
第三步:乙烯水化制乙醇(高温、高压、催化剂)
第四步:乙醇氧化制乙酸
第五步:乙烯醇和乙酸制乙酸乙烯酯