① 主反应:酒精蒸汽、空气和水蒸气的混合气体进入氧化炉的电解银催化剂层进行氧化-脱氢反应生成乙醛。
CH3CH2OH+1/2O2 → CH3CHO+H2O +173.1 kJ/mol
CH3CH2OH → CH3CHO+H2 -68. 9 kJ/mol
H2+1/2O2 → H2O +242 kJ/mol
乙醇氧化反应是强放热反应,而乙醇脱氢反应是一个吸热反应,由于乙醛生产中催化床的反应温度在560℃左右,氧化和脱氢同时发生。根据测定,在反应过程中约有15%乙醛是由脱氢反应生成的。乙醇氧化-脱氢反应的净结果,仍然放出大量的反应热。因此,乙醛生产中将多余的反应热除去是关键。在原料气的过热过程中加入适当比例的水蒸气,就是利用水蒸气的吸热作用将多余的反应热带走。
② 在氧化炉中还发生下列主要副反应:
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 原料中含有甲醇还将发生下列副反应:
CH3OH+1/2O2 → HCHO+H2O
HCHO+1/2O2 → HCOOH
HCOOH → CO+H2O
由此可见,配料酒精中甲醇、乙醛的存在对生产很不利,不仅影响催化剂的活性,使电解银表面结炭,而且甲酸对设备有严重的腐蚀作用,因此,必须严格控制原料酒精和回收酒精中的甲醇和乙醛的含量。