1.3.5 Producerea de acid acetic din metanol și monoxid de carbon
Producerea de acid acetic prin carbonilarea în fază lichidă a metanolului se efectuează la 250 ° C și 63,7 MPa, în prezența drept catalizator de carbonil de cobalt și iodură de:
Produși secundari sunt acidul propionic și produse cu punct de fierbere mai ridicate, precum și oxid și dioxid de carbon. La 1 tonă de acid acetic consumat 0,6 t de metanol și 620 m 3 de monoxid de carbon. Simultan se obțin 20 kg de acid propionic și 20 kg de produse punct de fierbere ridicat.
Sinteza acidului acetic din metanol a fost dezvoltat pentru prima și implementat disponibil comercial de la BASF.
1 - coloana de sinteză, 2 - separator de înaltă presiune 3 - separator de joasă presiune, 4, 5 și 6 coloane de distilare;
I - + catalizator metanol; II - monoxid de carbon; II - produse de sinteză; IV - a gazelor de eșapament; V - soluție de catalizator; VI - metanol VII - Acid brut; VIII - produs acid acetic; IX - funduri pentru ardere.
Figura 1.5 Schema tehnologică pentru sinteza acidului acetic prin carbonilarea metanol
Figura 5 prezintă o diagramă flux a sintezei de acid acetic din metanol, stapanita la scară comercială de către BASF în Ludwigs-Hafen. Procedeul se realizează cu ajutorul sistemului de catalizator de cobalt + iod. Soluția de catalizator, în metanol intră în partea superioară a coloanei de sinteză 1, și alimentat de la fundul de monoxid de carbon.
Sinteza este realizată la 250 ° C și 70-75 MPa. Amestecul de reacție din coloana de sinteză este furnizat inițial în separatorul de înaltă presiune 2 și apoi - în separatorul de joasă presiune 3. Oxidul de carbon nereacționat din separatorul 3 este returnat din nou în proces. Produsele lichide au fost separate in continuare pe o coloana 4 din catalizator și alimentat în coloana de distilare 5. Soluția de catalizator este returnat în coloana de sinteză. Pe partea de sus a coloanei 5 arătat metanolul nereacționat și acid brut în coloana va produce b unde se află produsul acid acetic. Blazul coloanei 6 sunt îndepărtate periodic pentru incinerare.
Randament acid acetic: 90% pe baza de metanol
2. Partea tehnologică
2.1 Chimia procesului
Sinteza acidului acetic din metanol a fost dezvoltat pentru prima și implementat disponibil comercial de la BASF. Se presupune că în sinteza acizilor din alcooli inițial scindează de carbon - oxigen pentru a forma haloalchil:
Halogenoalchil reacționează mai departe cu un metal pentru a forma gpdrokarbonnlom alchilcarbonil și acizii atsilkarbonnlov
RCN2 X + HME (CO) 4 RCN2 M (CO) 4 + NH
hidrocarbil metalic se obține prin ecuația:
Aparent, efectul promotiruyusches acizilor hidrohalogenați datorită formării în prezența gidrokarbonnlov metalice halogenate
HX + M (CO) 4NMe (CO) X 2 + 2CO
care au o activitate mai mare catalizator aciditate cerere comparativ cu gidrokarbonilamn nesubstituit.
Reacția poate cataliza carbonilarea alcooli ca agenți acizi (sulfuric și acid fosforic, un amestec de trifluorura de bor cu apă) sau alcaline (alcoxizi ai metalelor alcaline).
Cu toate acestea, cei mai eficienți catalizatori sunt compuși de nichel, cobalt, fier, rodiu, ruteniu și paladiu. Aceste elemente sunt introduse în zona de reacție ca carbonili, halogenuri sau săruri complexe.
Ca promotori folosit iod, iodură de metil, acid iodhidric.
Catalizatorii eficace pe baza de rodiu, un promotor de iod. În prezența acidului acetic din sinteza metanolului are loc cu succes la presiuni relativ scăzute (3 MPa sau mai mici), și a obținut un randament aproape cantitativ de acid acetic (
99%). Catalizatorul poate fi utilizat în mod repetat.
2.2 Descrierea schemei tehnologice
Procedeul de obținere a acidului acetic includ următoarele etape de bază: sinteza acidului acetic; fracții de captare ușoare; purificarea acidului acetic; prepararea și regenerarea catalizatorului. Schema de sinteză pași pâraie și stripping este prezentată în figura 2.2.
1 - monoxid de carbon; 2 - metanol; 3 - distilat; 4 - funduri, 5, 7, 9 - gazele de stripare, 6, 8, 10 - faza lichidă;
PT1 - reactor; AT1, AT2 - încălzitoare; AT3 - frigider condensator; C1, C2, NW - separatoare; TL1 - stripare coloană
Figura 2.1: Schema fluxurilor de acid acetic sinteza pas
Reactorul de sinteză de tip PT1 cu bule, echipat cu un agitator, o pompă alimentată dintr-o colecție de metanol, care este preîncălzită de vapori de apă de la 40 până la 140-180 ° C în AT1 preîncălzitor. Monoxidul de carbon este alimentat în reactor prin inel barbotare, formând astfel o fază dispersă care promovează dizolvarea rapida a gazului în amestecul de reacție. Timpul de rezidență al substanțelor în zona de reacție (0,25-0,30 h) ajustarea nivelului de lichid în reactor (75-80% din capacitate) și plinătatea procesului de sinteză la o presiune de 2,8 MPa și o temperatură de 185 ° C - amestecarea completă a tuturor curge într-un reactor cu agitator.
Lichidul de reacție (soluție de acid și promotor catalizator acetic) din reactor intră în separatorul C2 PT1 unde prin reducerea presiunii până la 62 kPa, o evaporare parțială a lichidului și reducerea temperaturii la 116 ° C Aici vaporii se separă de lichid. Lichidul care conține catalizatorul din partea inferioară a separatorului PT1 C2 reciclat în reactor și vaporii care ies din partea superioară a separatorului, alimentat la o coloană de stripare fracții TL1. Acești vapori conțin acid acetic, iodură de metil, acid iodhidric, apă și cantități mici de metanol, acetat de metil, gazele necondensate.
Din partea de sus a coloanei selectate vaporii de iodură TL1 de apă și acid acetic, se condensează în răcitorul-condensator și separate în WS separator în două faze: grele și ușoare. O fază grea conținând în principal iodură de metil este returnat la PT1 reactorului; o parte a fazei de lumină utilizată ca reflux pentru coloana reflux TL1, iar o porțiune este recirculată în reactorul de sinteză.
Din partea de jos a coloanei TL1 fază redată greu cuprinzând iodură de metil și acid acetic; Acest flux intră C2 gravitațional separator și, astfel, iodhidric și rodiu este reciclat.
Acidul acetic brut este extras din partea de mijloc a TL1 ușoare fracțiuni de coloană și se trece la o etapă de purificare.
Din partea de sus a reactorului de sinteză PT1 stripare gazelor ce conțin la ieșire vapori de iodură de metil, acid acetic și apă. După răcire într-o fază gazoasă ATZ răcitor condensator este separat de lichidul din separatorul C1, iar apoi lichidul este recirculat în reactorul de sinteză, iar gazul este direcționat pentru tratament.
Informații despre lucrarea „Producerea de acid 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.
a ajuns la 63%. [8] Procesul de conversie a etilenei la acetaldehidă. Exemplele de realizare posibile ale mecanismului acestui proces [9]. CH2 - CH2 OH CH3CHO + H2O - OH Procedeu de obținere a acetaldehidei prin hidrogenarea selectivă a acidului acetic pe catalizator # 945; -Fe2O3, imprimate pe baza SBN-15. CH3COOH + H2O + H2 CH3CHO O serie de catalizatori care conțin 20-60% #.