датиметься надалі.
Більш сучасним є метод каталітичного карбонилирования метанолу (метод Кольбе) [1] по реакції:
Цей метод дозволяє досягати виходів порядку 99% по метанолу і 90% по СО. Він полягає в барботаже монооксиду вуглецю при температурі 180 ° С і тисках 200-700 атм через суміш реагентів. Каталізаторами є іодіди кобальту або родію, а так само, рідше, з'єднання іридію. На даний момент за цим методом отримують близько 50% всієї оцтової кислоти, виробленої у світі.
Існують так само і біохімічні методи (тобто за допомогою бродіння цукрів), проте, вони рідко застосовуються, в основному через їх малої продуктивності і складності поділу отриманої суміші продуктів.
. Обгрунтування вибору технологічного процесу методом окислення етаналю
Даний метод володіє рядом позитивних якостей, таких як:
) Дешеві вихідні реагенти
) Висока продуктивність
) Відносно невисокі енергетичні витрати (50-60 о С)
) Високі виходи по вихідним реагентам
) Висока ступінь перетворення і селективність процесу
) Щодо просте розділення суміші
Реакція проводиться в колоні барботажного типу. Підвищена температура необхідна для запобігання побічної реакції утворення перекисів (через яких може утворюватися вибухонебезпечна суміш). Верхня межа температури визначається летючість ацетальдегіду. Оцтова кислота є не тільки продуктом реакції, але і розчинником, що значно спрощує процес. [3]
Основні технологічні показники процесу зведені в таблицю нижче:
. Технологічна схема процесу
Нижче представлена ??спрощена технологічна схема отримання оцтової кислоти окисленням ацетальдегіду. Позначення, наведені на схемі, зведені в таблиці.
Вихідна суміш (I) надходить у теплообмінник (1), де підігрівається до температури реакції (50-80 оС). Обігрів виробляється гріючою парою (IX), який потім у вигляді конденсату (X) відводиться з міжтрубному простору. Подача альдегіду виробляється відцентровими насосами (5) і регулюється вентилями.
Нагрітий альдегід надходить у Барботажний колону (2), забезпечену змієвиковими холодильниками (реакція - екзотермічна). У колону продувається технічний кисень (II), починається окисленням альдегіду.
Отримані продукти у вигляді паро-рідинної суміші виводяться через верх колони і поступають в розподільник (4), після чого, частина реакційної маси надходить в першу колону ректифікації (3), призначену для очищення від легколетучих домішок (вихлопні гази - VII). Далі, залишок реакційної маси (IV) надходить у другу колону, де отримана оцтова кислота (V) відводиться до споживача чи на склад. Кубовий залишок (VI), що містить етілідендіацетат також видаляється з колони. Непрореагіровавшій ацетальдегід (VIII) повертається в Барботажний колону, тим самим зменшуючи кількість спочатку необхідного альдегіду, для забезпечення заданої продуктивності (підвищується конверсія сировини). [4].
Таблиці основних потоків і позначень:
Розрахункова частина
. Складання матеріального балансу
Складання матеріального балансу є одним з головних пунктів розрахунку технологічних процесів. Його суть полягає в законі збереження маси (Прихід-Догляд=0). Завдяки складанню рівнянь мат. балансу можна оперувати різними показниками процесу (концентраціями, масовими потоками і т.д.) для оптимізації процесу.
Почати складати баланс слід з спрощеної схеми у вигляді блоків. Кожен з блоків буде включати в себе основну функцію - змішання, окислення або розподіл. Для даного процесу блок-схема буде виглядати наступним чином (склад потоків вказано вище в таблиці):
Таким чином, видно, що технологічна схема розбивається на чотири основні блоки:
1) Блок змішання.
) Блок окислення (безпосередньо сама барботажна колона).
) Блок поділу (перша колона ректифікації, з якої відводяться легколетучие речовини, вихлопні гази).
) Блок розділення і повернення непрореагировавшего сировини в перший блок.
У другому блоці відбувається перерозподіл мас за рахунок хімічних перетворень по основній реакції:
СН 3 СНТ + 0,5о 2=СН 3 СООН
І за двома побічних реакцій освіти метилацетату і етілідендіацетата відповідно:
СН 3 СНТ + 1,5О 2=СН 3 співвісним 3 + СО 2 + Н 2 О
СН 3 СНТ + О 2=СН 3 СН (ООССН 3) 2 + Н 2 О
