Производство уксусной кислоты окислением ацетальдегида

Области применения: для получения лекарственных и душистых веществ, в производстве ацетата целлюлозы, в пищевой промышленности и т.д. Уксусная кислота- слабая (диссоциирует в водном растворе только частично). Тем не менее, поскольку кислотная среда подавляет жизнедеятельность организмов, ее используют при консервировании пищевых продуктов.

В природе уксусная кислота распространена в свободном виде или в виде солей и сложных эфиров в растениях (в зеленых листьях), в выделениях животных (моче, желчи), образуется при гниении и брожении (в кислом молоке, сыре, вине).

Уксусная кислота обладает большой коррозийной активностью, растворяет многие металлы, что необходимо учитывать при выборе материалов для аппаратуры.

В промышленности уксусную кислоту получают окислением ацетальдегида:

СН₃СНО + 0,5О₂ = СН₃СООН (8.1.)

Это сложная, экзотермическая, гомогенная, необратимая, каталитическая реакция, протекающая в жидкой фазе.

Наряду с основной протекают побочные реакции:

2СН₃СНО + 1,5О₂ = СН₃СООСН₃ + Н₂О + СО₂ (8.2.) – образование метилацетата

3СН₃СНО + О₂ = СН₃СН(ОСОСН₃)₂ + Н₂О (8.3.) – образование этилидендиацетата.

Процесс проводят в интервале температур 50-80⁰С. При температурах выше 80⁰С равновесие смещается в сторону исходных веществ, так как развивается высокая летучесть ацетальдегида.

Так как помимо основной реакции (1) протекают побочные (2,3), то необходимо создать условия для взаимодействия исходных компонентов по пути образования уксусной кислоты. Поскольку в рабочем интервале температур все реакции необратимы, то оптимальные условия проведения процесса должны обеспечить высокую скорость основной реакции по отношению к скоростям побочных реакций. Процесс необходимо проводить в присутствии селективного катализатора.

В производстве уксусной кислоты используют в качестве катализатора ацетат марганца Mn(CH₃COO)₂, в качестве растворителя водный раствор уксусной кислоты (циркулирующую уксусную кислоту), а в качестве окислительного газа – кислород воздуха.