5. Технологическая схема производства уксусной кислоты окис­лением ацетальдегида

Жидкофазным окислением в промышленности вырабатывают не только те алифатические кислоты, для которых не имеется более экономичных способов производства, а соответствующие им альдегиды являются достаточно доступными веществами.

Уксусная кислота СН₃ – СООН является важнейшим их представителем. Широко применяется в пищевой и текстильной промышленности и является очень ценным промежуточным продуктом в органическом синтезе. Из нее получают монохлоруксусную кислоту, сложные эфиры, винилацетат, уксусный ангидрид, и ряд других ценных веществ.

При жидкофазном окислении ацетальдегида в уксусную кислоту в качестве катализатора чаще всего используют ацетат марганца , проводя реакцию при 50-80 С. Катализатор подается на реакцию в виде 5%-ного раствора ацетата марганца в уксусной кислоте, который готовят в спе­циальном аппарате 1. Этот раствор из промежуточного сборни­ка 2 и охлажденный рассолом ацетальдегид из сборника 3 на­сосом 4 при 4 ат нагнетают в нижнюю часть окислительной ко­лонны 5, выполненной из алюминия или легированной стали. Ко­лонна снабжена змеевиковыми холодильниками, верхняя ее часть расширена и играет роль брызгоуловителя. Технический кислород поступает в 4—5 мест по высоте колонны через специальные рас­пределительные трубы. Колонна заполнена жидкостью примерно до верхней, расширенной части. При движении снизу вверх жид­кость все более обогащается уксусной кислотой, а концентрация в ней альдегида постепенно уменьшается, причем степень кон­версии альдегида достигает 98%. Непревращенный кислород (вместе с инертными примесями) захватывает пары ацетальдегида и уксусной кислоты. Чтобы не допустить образования взрывоопас­ной смеси, в верхнюю часть колонны подают азот. Паро-газовая смесь из колонны 5 поступает в холодильник 6, где конденсируют­ся пары уксусной кислоты и значительная часть ацетальдегида. Конденсат возвращается на окисление, разбавляя ацетальдегид в нижней части окислительной колонны. Остаточный газ после холодильника промывают водой в скруббере 7 и сбрасывают в атмосферу.

Реакционная масса стекает из окислительной колонны через боковой перелив и поступает в среднюю часть ректификационной колонны 9. В ней отгоняются легколетучие продукты, главным образом непревращенный ацетальдегид и метилацетат. Их пары конденсируются в конденсаторе-дефлегматоре 8; часть конденсата служит флегмой колонны 9, а остальное количество выводится, системы на дальнейшую переработку. Кубовая жидкость, содержащая уксусную кислоту и высококипящие побочные продукты, поступает в ректификационную колонну 10, где уксусная кислота отгоняется от более тяжелых продуктов и ацетата марганца. Окончательная очистка уксусной кислоты (на схеме не изображе­на) состоит в ее обработке перманганатом калия с целью окисле­ния примесей и завершающей ректификации.

Рисунок 75 - Технологическая схема производства уксусной кислоты:

1 - аппарат для приготовления катализаторного раствора; 2, 3 — сборники; 4 — насос; 5 — окислительная колонна; 6 — холодильник; 7—водяной скруббер; 8, 11 — конденсато­ры - дефлегматоры; 9, 10 — ректификационные колонны.