① 主反應:酒精蒸汽、空氣和水蒸氣的混合氣體進入氧化爐的電解銀催化劑層進行氧化-脫氫反應生成乙醛。
CH3CH2OH+1/2O2 → CH3CHO+H2O +173.1 kJ/mol
CH3CH2OH → CH3CHO+H2 -68. 9 kJ/mol
H2+1/2O2 → H2O +242 kJ/mol
乙醇氧化反應是強放熱反應,而乙醇脫氫反應是一個吸熱反應,由于乙醛生產中催化床的反應溫度在560℃左右,氧化和脫氫同時發(fā)生。根據(jù)測定,在反應過程中約有15%乙醛是由脫氫反應生成的。乙醇氧化-脫氫反應的凈結果,仍然放出大量的反應熱。因此,乙醛生產中將多余的反應熱除去是關鍵。在原料氣的過熱過程中加入適當比例的水蒸氣,就是利用水蒸氣的吸熱作用將多余的反應熱帶走。
② 在氧化爐中還發(fā)生下列主要副反應:
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:
CH3OH+1/2O2 → HCHO+H2O
HCHO+1/2O2 → HCOOH
HCOOH → CO+H2O
由此可見,配料酒精中甲醇、乙醛的存在對生產很不利,不僅影響催化劑的活性,使電解銀表面結炭,而且甲酸對設備有嚴重的腐蝕作用,因此,必須嚴格控制原料酒精和回收酒精中的甲醇和乙醛的含量。