Совместный синтез уксусной кислоты и уксусного ангидрида

В определенных условиях при окислении альдегидов параллельно с карбоновой кислотой образуется ангидрид:

СН₃СООН СН₃СНО 0,5(СН₃СО)₂О + 0,5Н₂О

При образовании ангидрида образуется вода, которая способна гидролизовать его в кислоту. Одним из условий совмещенного синтеза ангидрида и кислоты является быстрое удаление воды. Для этого применяются азеатропные добавки (этилацетат, диизопропиловый эфир), но впоследствии было установлено, что можно обойтись и без них.

Главными факторами, регулирующими относительный выход кислоты и ангидрида, оказались:

1. Состав гомогенного катализатора (кобальт + медь, марганец + медь) в примерном соотношении 1:(1¸3), а также его высокая концентрация в реакционном растворе.

2. Применение разбавленного газа окислителя (7-9 % объема кислорода) и осуществление процесса в диффузионной или близкой к ней области, что способствует снижению концентрации кислорода в жидкости и повышению концентрации радикалов СН₃-С^·=О, через которые образуется ангидрид.

Окисление проводят при температуре 55-60⁰С (катализатор – ацетат меди и кобальта в соотношении 3:1) при помощи воздуха, обедненного кислородом (7-9 %).

В реактор, представляющий собой колонну с размещенными в ней змеевиками для охлаждения, подают смесь свежего воздуха с рециркулирующим газом, содержащим пары ацетальдегида. Реакционная масса состоит в основном из уксусной кислоты и уксусного ангидрида, в которых растворен катализатор. Отличительная особенность метода – подача в реактор большого количества газа через специальный газораспределитель, что способствует сильной турбулизации жидкости. Продукты отводятся в виде паров с уходящим газом, а катализаторный раствор остается в реакторе и работает длительное время, пока не потеряет свою активность.

Технологическая схема совместного получения уксусной кислоты и уксусного ангидрида приведена на рис.11.