Виробництво оцтової (ацетатної) кислоти окисненням ацетальдегіду

Окиснення ацетальдегіду з одержанням оцтової (ацетатної) кислоти відбувається у рідкій фазі за температури 60 °С у дві стадії. Спочатку утворюється нестійка надоцтова (надацетатна) кислота за такою реакцією:

Ця кислота знову взаємодіє з ацетальдегідом, унаслідок чого утворюється ацетатна кислота:

Може також відбуватися побічна реакція розкладу надацетатної кислоти, яка супроводжується виділенням атомарного кисню і значної кількості теплоти

 

Остання реакція може призвести до вибуху установки для виробництва ацетатної кислоти. Щоб унеможливити її перебіг, слід уникати накопичення надацетатної кислоти в розчині, для чого швидкості перших двох основних реакцій утворення надацетатної кислоти та її перетворення в ацетатну кислоту повинні бути однаковими. Це досягається підбором відповідного каталізатора. У цьому процесі застосовується кобальто-мангановий каталіза­тор, розчинений в ацетатній кислоті. Кобальту ацетат прискорює першу основну реакцію, а мангану ацетат - другу.

Згідно із зображеною на рис. 16.5 технологічною схемою виробництва каталізатор (наприклад, мангану ацетат і кобальту ацетат) розчиняється в оборотній ацетатній кислоті в розчиннику 1, оснащеному мішалкою і паровим змійовиком. Одержаний розчин каталізатора разом з ацетальдегідом, який надходить із сховища, насосом 3 подаються в колону для окиснення 4 знизу. Колона має висоту близько 10 м і діаметр 1 м і складається з окремих царг, кожна з яких оснащена змійовиком для відведення теплоти окиснення охолоджувальною водою. У кожну царгу колони (крім верхньої, яка служить бризковловлювачем) подається газоподібний кисень під тиском 200•10⁵ Па. Щоб уникнути можливого вибуху внаслідок накопичення надацетатної кислоти для розведення парів у верхню царгу колони подають азот. Колона виготовляється з алюмінію або корозійностійкої сталі.

 

 

 

 

Рис. 16.5. Технологічна схема виробництва ацетатної кислоти:

1 - розчинник;2 - напірний бак; 3, 10, 12 - насоси; 4 - колона для окиснення;

5 - холодильник- конденсатор; 6 - сепаратор; 7 - ректифікаційна колона;

8 - дефлегматор; 9, 11-збірники кислоти

Пари ацетатної кислоти та ацетальдегіду, які виходять з верхньої царги колони, охолоджуються в холодильнику-конденсаторі 5 розсолом до -10 °С. Конденсат відділяється в сепараторі 6 і повертається назад у колону, а несконденсовані гази відводяться на очищення. Утворена в колоні ацетатна кислота відводиться з нижньої частини верхньої царги. Невелика частина її подається на приготування каталізатора, а головний потік - на очищення в ректифікаційну колону з ситчастими тарілками 7, у кубі якої розміщено паровий кип’ятильник, що забезпечує кипіння розчину. Пари, піднімаючись догори, збагачуються ацетатною кислотою і подаються в холодильник- дефлегматор 8. Частина сконденсованої кислоти повертається на зрошення ректифікаційної колони, а головний потік насосом 10 із збірника 9 подається на подальше очищення ректифікацією. У кубовому залишку накопичується відпрацьований каталізатор, який відводиться на регенерацію.