ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Синтетические методы производства из "Производство синтетических кислот из нефтяного и газового сырья" В этом разделе рассматриваются лишь те процессы органического синтеза, где уксусная кислота является практически одним целевым товарным продуктом. Процессы комплексного производства кислот будут охарактеризованы в гл. III. [c.30] Производство окислением ацетальдегида. Принципиально возможно окисление ацетальдегида в уксусную кислоту в паровой или в жидкой фазе. [c.30] По одному из способов парофазного окисления [31] ацетальдегид в смеси с воздухом пропускают над катализатором, состоящим из ацетатов, пропионатов или бутиратов магния с добавкой ацетатов металлов переменной валентности (меди, марганца, никеля, кобальта). Процесс проходит при 40—70° С и давлении 3—7 аг. Глубина окисления при этом не превышает 70% (в расчете на пропущенный альдегид). При введении в катализатор дегидратирующих добавок появляется возможность получать наряду с уксусной кислотой и уксусный ангидрид. [c.30] К недостаткам парофазного процесса следует отнести низкую степень превращения, недостаточную селективность (большая часть ацетальдегида окисляется до двуокиси углерода), а также высокие энергетические затраты на компрессию. Последние обусловлены низкой концентрацией ацетальдегида в исходной альдегидо-воздушной смеси, определяемой нижним пределом взрываемости. Отмеченные недостатки привели к тому, что до настоящего времени парофазный процесс получения уксусной кислоты окислением ацетальдегида не реализован в промышленности. [c.30] Метод жидкофазного окисления ацетальдегида применяется в промышленности уже свыше 50 лет. [c.30] Окисление ацетальдегида в жидкой фазе осуществляется с применением технического кислорода (возможно и окисление воздухом — выбор окислителя диктуется экономическими соображениями) при 60° С в присутствии 5%-ного раствора ацетата марганца в 70—75% уксусной кислоте. [c.30] В процессе окисления надуксусная кислота играет роль промежуточного продукта реакции. Ее распад сопровождается очень большим выделением тепла, что может привести к взрыву. По этой причине накопление надуксусной кислоты в зоне реакции недопустимо. С целью уменьшения концентрации надуксусной кислоты процесс проводят при температурах, лежащих в пределах ее разложения (50—70°С). Отметим при этом двойную роль катализатора. С одной стороны, он обеспечивает равномерность абсорбции кислорода и ускоряет его присоединение, с другой стороны, обладает специфическим свойством препятствовать заметному накоплению надуксусной кислоты и ускорять ее разложение. Многолетний опыт показал, что наличие в окисляемой среде от 0,05 до 1,0% ацетата марганца гарантирует безопасное проведение процесса. [c.31] Наличие в продуктах реакции осмола полимерных соединений может быть объяснено полимеризацией и поликонденсацией ацетальдегида. [c.32] Колонну окисления продувают инертным газом и заполняют катализатором, состоящим из ацетата марганца, воды и уксусной кислоты в соотношении по весу 1 5 15. [c.32] Отходящие газы после сепаратора, расположенного в верху колонны окисления, охлаждаются в конденсаторе и после водной промывки в скруббере орошения сбрасываются в атмосферу. [c.33] Примерно половина ацетальдегида улавливается в конденсаторе и возвращается на окисление. [c.33] Для освобождения от ацетальдегида и метилацетата оксидат подают в ректификационную колонну, где через дефлегматор отбирают погон, состоящий из 50% метилацетата, 20—30% ацетальдегида и воды. Выход этого погона составляет 0,2—0,3 вес.% от получаемой уксусной кислоты. Практического применения он не находит из-за малых количеств и сложности выделения чистого метилацетата. [c.33] Отделение катализатора от продуктов реакции осуществляется в испарительной колонне, куда оксидат направляется после отделения легкокипящих метилацетата и ацетальдегида. Кислота испаряется под остаточным давлением 650 мм рт. ст. Иногда применяют дистилляцию при нормальном давлении в верху колонны. [c.33] Дистиллят испарительной колонны отправляется на склад товарной уксусной кислоты (97,5—98,5%). Для получения товарной уксусной кислоты (99,5%) кубовый остаток испарительной колонны, содержащий катализатор и продукты осмо-ления, направляется на дополнительную ректификацию в колонну концентрированной уксусной кислоты. Кубовый остаток этой колонны, представляющий собой раствор катализатора в уксусной кислоте, возвращается в цикл. По мере накопления смолистых примесей его заменяют свежим. [c.33] Основным аппаратом в процессе является колонна окисления, работающая под давлением. В зависимости от производительности диаметр колонны равен 1,0—2,5 м и высота 12—18 м. Обычно колонна состоит из железных царг, футерованных алюминием. Внутри каждой царги расположен охлаждающий змеевик из алюминиевых труб, где охлаждающим агентом является вода. [c.34] Благодаря сильно развитой поверхности охлаждения и возможности четкой регулировки подачи ацетальдегида, кислорода и раствора катализатора можно точно поддерживать заданный температурный режим. Равномерность подачи ацетальдегида и кислорода как по сечению, так и по высоте колонны достигается соответствующими распределительными устройствами. С этой целью, в частности, в низу колонны устанавливают, алюминиевое ложное днище, состоящее из шести перфорированных секторов. [c.34] В производстве уксусной кислоты особое значение приобретают вопросы антикоррозионной защиты оборудования. С этой целью применяют футеровку алюминием, керамикой, некоторыми видами пластмасс. Отдельные виды оборудования (испарительная колонна) выполняют из ферросилиция, а иногда и из серебра (нагревательные змеевики ректификационных колонн). [c.34] Разделение оксидата осуществляют в колоннах насадоч-ного или тарельчатого типа. В качестве насадки применяют керамические или фарфоровые кольца Рашига. [c.34] Современные установки окисления ацетальдегида строятся различной мощности. В СССР в настоящее время типовой считается мощность 25 000 г уксусной кислоты в год. После 1970 г. мощность типовых установок по меньшей мере удвоится. [c.34] Эти реакции объясняют присутствие метана, этана, СО, этилена в газообразных продуктах реакции. Кроме того, при пиролизе происходит частично разложение ацетона с образованием сажи, водорода и продуктов уплотнения. [c.35] Вернуться к основной статье