1.2.5 Prepararea dehidrogenarea acetaldehidă de etanol
În dehidrogenarea catalitică a etanolului format acetaldehidă:
CH3 - CH2-OH CH3-CHO + H2
La primirea acestei metode de catalizatori de cupru sau de cupru-zinc acetaldehidă utilizat. Cupru pentru acest proces este un catalizator cu activitate ridicată, dar își pierde rapid activitatea. Bun catalizator rezistent este de cupru, cu adaosuri de 5% oxid de cobalt și 2% oxid de crom pe suport de azbest. În prezența acestui catalizator, procedeul poate fi efectuat la temperaturi relativ scăzute (275-300 ° C). Gradul de conversie de alcool în aceste condiții este de 33-50% pentru fiecare trecere peste catalizator.
1.2.6 Prepararea oxidarea acetaldehidei a etilenei
Formarea acetaldehidă în timpul reacției etilenei cu o soluție apoasă de clorură de paladiu observată în 1894 Phillips mai g. formată în condiții anhidre cu un complex de clorură de etilen paladiu Karashev a fost descrisă în 1938, cu interacțiunea complexului de paladiu cu o olefină activată de apă este oxidat cu formarea de acetaldehidă și izolarea paladiu acid clorhidric. [6, s.302]
Un procedeu continuu de obținere a acetaldehidei, în care reducerea la Pd metalic este aliniată cu oxidare aer continuu, a fost propusă în 1959, Ya. K. Syrkinym, II Moise MN Vargaftik. Acest proces poate avea loc într-o singură etapă (într-un singur aparat apare ca oxidarea etilenei și paladiu eliberat) sau în două etape: oxidarea olefinei (carbonileaza) prin etapa de formare a activa recuperarea complexă și Pd curge într-o singură unitate, iar oxidarea Pd metalic - în altele:
CH2 = CH2 + PdCl2 + H2O CH3CHO + Pd + 2HCl
Pd + 2HCl + 0,5O2 PdCl2 + H2O
În prima (o singură etapă) de realizare a condițiilor de proces și raportul dintre reactanți trebuie să fie astfel încât rata de oxidare a etilenei și Pd au fost identice (sau ultima de mai sus). Cu toate acestea, rata de a doua reacție este mult mai mic decât primul, astfel încât activitatea catalizatorului în această variantă de realizare a procedeului scade rapid.
Pentru a mări viteza de oxidare a promotorilor de Pd au fost propuse (acest lucru este important în realizarea realizarea industrială a procesului) - sare de cupru sau fier în mediu de acid clorhidric, care joacă rolul de purtători de oxigen, de oxidare paladiu, cupru sau fier sunt reduse prin reacțiile:
Pd + 2HCl + 0,5O2 PdCl2 + H2O
Cu2Cl2 + 2HCl + 0,5O2 2CuCl2 + H2O
sau Pd + 2FeCl3 PdCl2 + 2FeCl2
2FeCl2 + 2HCl + 0,5O2 2FeCl3 + H2O
Sărurile Cu2Cl2 și FeCl2 sunt ușor oxidat de oxigenul atmosferic, metalul se mută la starea inițială de valență mai mare. Prin urmare, combinarea acestor reacții creează premise pentru o preparare la scară industrială a acetaldehidei prin oxidarea directă a etilenei cu oxigen molecular. [3, p. 455]
Astfel, în cazul în care procedeul este realizat într-un singur aparat, pentru a se evita diluarea oxidării etilenei nereacționată trebuie efectuată cu oxigen pur. Excesul de etilena este introdusă la rapid ieșirea acetaldehidei din zona de reacție și pentru a face raportul componentelor în afara limitelor de explozie. Acest proces cu două etape (în cazul în care reacția de a produce acetaldehida și oxidare Pd testat într-un singur aparat, iar Su2S12 oxidare sau FeCI2 - în cealaltă) poate fi utilizat oxigenul atmosferic, deoarece alimentarea cu etilenă este divizată și aer.
Reacția generală a acetaldehidei, urmată de o cantitate semnificativă de căldură:
CH2 = CH2 + CH3 CHO 0,5O2, # 916; H = -221.5 kJ / mol
conversia olefinei depinde și de raportul molar de cupru în catalizator (fier), și halo; este menținut într-un interval îngust (1: 1,4-1: 1,8). De aceea, halo adăugat în timpul procesului sub formă de clorură sau clorură de etil trebuie dozat cu o precizie suficientă, deoarece la raportul mai mic de 1: 1, conversia etilenei este redusă, și la 1, 2 și cele de mai sus reacția încetinește. În acest caz, acetatul de cupru adăugat [3, p. 457].
Procesul trebuie efectuată în acid (pH = 0.8-3.0) sau mediu neutru (pH = 6,0-7,5), deoarece la creșterea pH-ului soluției de catalizator pentru a precipita clorura de cupru (I), ceea ce conduce la inferior acetaldehida randamentul și conectându orificiile mijloacelor de distribuție a gazului. Clorură Solubilitate Cu (I) poate fi mărită prin adăugarea unei soluții de catalizator de acid formic, acetic, sau mai bine - acid tricloracetic. Cu toate acestea, trebuie adăugate într-o cantitate mică (în special acid acetic) ca acidul carboxilic formează o sare cu o activitate scăzută de Cu. Mai mult, acidul acetic se dizolvă produse de sinteză, rezultând în formarea clorurate de produse secundare.
Solubilitatea sărurilor în apă este soluții limitate, totuși formate diluate de catalizator, ceea ce conduce la o productivitate specifică scăzută. În acest sens, avantajoasă pentru a lucra cu un catalizator conținut într-o suspensie în apă sau în acid acetic diluat (catalizator în suspensie). Aplicarea catalizatorului suspensie permite combinarea unei concentrații ridicate a catalizatorului cu o bună disipare a căldurii; formând o spumă stabilă, care, la rândul său, duce la o bună dispersie a gazului.
Conversia etilenei la acetaldehidă la 20 ° C, are loc la o viteză redusă. Reacția are loc relativ rapid, la 100-130 ° C
Pentru a menține masa de reacție în stare lichidă la temperatura necesară de înaltă presiune (0.3-1.1 MPa), ceea ce contribuie la accelerarea procesului prin îmbunătățirea solubilității gazelor. Pentru a îmbunătăți solubilitatea olefinei și a oxigenului în soluții apoase, se recomandă să se utilizeze aparatul de reacție, în care turbulența lichidului și asigură un contact de suprafață maximă între faze. [3, p. 458]
Pentru oxidarea completă a olefinelor la aldehide sau cetonele corespunzătoare raport molar olefină față de oxigen trebuie să fie de 2: 1. Din motive de siguranță lucrează de obicei cu lipsa de oxigen (olefină raportul: oxigen de 2,5: 1 la 4: 1).
Pentru a evita reacțiile secundare (condensare și clorinare) asigură îndepărtarea continuă a acetaldehidei din zona de reacție așa cum se formează.
Randament acetaldehidă în funcție de condițiile de reacție și intervalele de compoziție de catalizator de la 84-98%. Astfel, ca și produși secundari formați acetic și acid formic, agenți clorurați (clorura de metil, clorura de etil, cloracetaldehidă), crotonică, dioxid de carbon și altele.
Oxidarea directă a etilenei la acetaldehida poate fi realizată utilizând soluție lichidă catalizator (procedeu omogen-catalitic) și catalizatorul solid (proces catalitic eterogen). Într-un proces omogen se obțin rezultate bune cu ajutorul unei soluții apoase conținând PdCI2 0,3-0,5%, 12-33% SuS12 • H2O, 2-3% Cu (CH3COO) 2 • H2O. se adaugă uneori cantități mici de acid acetic.
proces heterogen poate fi efectuată pe un catalizator care conține un amestec de clorură de Cu și Pd pe un suport (alumină, silice, piatră ponce, cărbune activ), cum poate fi utilizat un catalizator cu următoarea compoziție: 2% PdCI2 și 10% SuS12 sprijinit pe cărbune activat. proces catalitic heterogen poate fi realizată pe patul fix de catalizator (un dispozitiv tubular și un aparat de coloană cu un catalizator pe rafturi) și catalizatorul în stare fluidizată. proces catalitic heterogen este plină de dificultăți asociate cu îndepărtarea căldurii de reacție, dar acestea pot fi eliminate. În special, o opțiune ar putea fi o disipare a căldurii datorită evaporării apei injectate între straturi de catalizator de condensare. Cu toate acestea, acest lucru dă o cantitate suplimentară de purificare care necesită apă contaminată. Prin urmare, este mai bine pentru a elimina căldura într-un aparat de tub convențional îndeplinește simultan rolul cazanului de recuperare. [3, p. 459]
Astfel, într-un proces de proces cu un pas este realizată la o temperatură de 90-100 ° C și o presiune de 1 MPa, și în două - oxidarea etilenei se realizează la o temperatură de 100-120 ° C și presiunea de 0.8-1.3 MPa. Transformarea etilenei într-un proces de o singură etapă într-o singură trecere este de 30-50% (restul este returnat în reactor ca recirculare) acetaldehidă se obține un etilen ratat într-un proces în două etape este de 95% (format suplimentar acid acetic 1.0-1.5% și 1, clorurată 0-1,3%).
Principala diferență dintre cele două variante de realizare ale procedeului constă în aceea că transformarea etilenei pe trecere în timpul procesului în două etape este de aproximativ 100% și, prin urmare, nu necesită recirculare. În exemplul de realizare în două etape poate fi utilizat etilenă pur mai puțin decât că într-o singură etapă. În primul caz, cerințele de siguranță sunt mai puțin stricte, dar procesul în două etape necesită cheltuieli mari de capital. [3, p. 460]
Informații despre „Prepararea acidului acetic“
Acidul acetic este utilizat în industria chimică, industria farmaceutică și de consum și în industria alimentară ca un conservant. Formula CH3COOH. alimentar sintetic este produs acid acetic concentrat (99,7%) și o soluție apoasă (80%). În funcție de caracteristicile fizico-chimice acid acetic alimentar sintetic trebuie să îndeplinească următoarele standarde: Tabel.
Similar cu gheață; astfel de acid acetic anhidru se numește acid acetic glacial. Acidul acetic este de o mare importanță economică. Acesta este utilizat pe scară largă în diferite industrii și în casă. În industria chimică de acid acetic este utilizat pentru producerea de acetat de vinil, acetat de celuloză, coloranți și multe alte substanțe. Sub formă de săruri.
grupare acidă carboxil poate fi substituită cu atomi diferiți sau grupări (X); format în această substanță numită de obicei derivați funcționali ai acizilor carboxilici; structura acestora poate fi reprezentat prin formula generală R-C-X II O vom discuta pe scurt formarea și proprietățile acestor halogenuri acide derivate sau anhidride.