实验室制乙烯中乙醇和浓硫酸的体积比为1∶3,其他比例不行吗?
1:3是一个经验值,就是科学家在实验室从1:1.00001开始试到1:5.99999发现1:3附近的时候效果最好。
浓硫酸是可以使乙醇碳化的,所以在实验的时候会发生副反应(脱水),溶液会变棕,然后变黑。所以矛盾就在这儿,如果浓硫酸的比例太小,使乙醇消去水的性质不明显(已经被乙醇稀释了),但是如果浓硫酸太多的时候,就会发生碳化,因此在反复试验之后,就有了1:3这个比例。
第一步:乙炔加水制乙烯醇(催化剂)
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
(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。
CH2=CH2+1/2 O2 = CH3CHO
实际反应按下述两步进行:
乙烯氧化:CH2=CH2+PdCl2+H2O→CH3CHO+Pd+2HCl
催化剂溶液的氧化再生:Pd+2CuCl2→PdCl2+2CuCl
2CuCl +1/2O2+2HCl = 2CuCl2+H2O
2CH3CH2OH+O2=2CH3CHO+2H2O(Cu或Ag,加热)
2CH3CHO+O2=2CH3COOH (催化剂,加热)
2) CH2=CH2+H2O---->CH3CH2OH
5CH3CH2OH+4KMnO4+6H2SO4 = 2K2SO4+4MnSO4+5CH3COOH+11H2O
CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH
KMnO4
CH3CH2OH-------→CH3COOH 或者 5CH3CH2OH+2KMnO4+6HCl→5CH3COOH+2MnCl2+3H2O+2KCl