نوشته‌ها

روش تولیداسید استیک به وسیله اکسیداسیون  فاز مایع

تولید اسید از بوتان به وسیله اکسیداسیون فاز مایع

تولید اسید از بوتان به وسیله اکسیداسیون فاز مایع

در این مقاله  روش تولید اسید استیک از بوتان به وسیله اکسیداسیون فاز مایع را مرور میکنیم . قبلا تولید استیک اسید از کربنیلاسیون متان را داشتیم .

 

فرمول واکنش  تولید اسید استیک به وسیله اکسیداسیون  فاز مایع:

فرمول تولید استیک اسید از بوتان به وسیله اکسیداسیون فاز مایع

مواد مورد نیاز جهت تولید یک تن اسید استیک (به علاوه مقادیر متفاوتی از اسید ها، الکل ها ، کتون ها):

بوتان                              ۹۶۵ کیلو گرم

هوا                                 ۳۷۵۰ متر مکعب

 

تجهیزات و ماشین آلات

مخازن ذخیره سازی و مخلوط کن

دیگ بخار و واحد سرد ساز

پمپ ها و موتور ها

مبدل های حرارتی

راکتور ها

روش تولیداسید استیک به وسیله اکسیداسیون  فاز مایع:

روش تولیداسید استیک به وسیله اکسیداسیون  فاز مایع

اسید استیک محصول عمده حاصل از اکسیداسیون فاز مایع بوتان در حضور کاتالیست می باشد. بوتان تجارتی(۹۵ درصد بوتان نرمال ، ۲٫۵ درصد ایزو بوتان ، ۲٫۵ درصد پنتان) در فشار ۸۰۰ پوند اینچ مربع به راکتور وارد می شود که همچنین حاوی محلول استیک اسید، کبالت، منگنز یا استات کروم می باشد. هوا از میان محلول راکتور در ۱۵۰-۲۵۰ درجه سانتیگراد غلغل می کند. تقریبا ۵ قسمت هوا (وزنی) برای یک قسمت بوتان مورد نیاز است. نیتروژن ترکیب نشده ای که از راکتور خارج می شود حاوی محصولات اکسیداسیون مختلف (مانند فرمیک اسید، اسید استیک و اسید پروپیونیک ، استون ، متیل اتیل کتون ، متانول و …) و مقداری بوتان ترکیب نشده می باشد. بر عکس روش سیستم های اکسیداسیون فاز بخار، در این روش آلدهید ها بوجود نمی آیند . بخاراتی که از راکتور خارج می شوند ابتدا متراکم شده سپس جدا واکنش متیل اتیل کتون خواهد بود.

 

 

 

بررسی جایگاه صنعتی اسید استیک:

نزدیک به نیمی از اسید استیک تولید شده در تولید انیدرید استیک استفاده می شود و بدین منظور تا حد زیادی بستگی به تقاضای استات سلولوز دارد. رشد سریع وینیل استات و پیشرفت متعادل و نوین حلال ها باعث افزایش تقاضای مصرف اسید استیک شده است.

 

روش های تولید اسید استیک: تولید استیک اسید از کربنیلاسیون متان

تولید استیک اسید از کربنیلاسیون متان

روش های تولید اسید استیک(Acetic acid)

روش اول: تولید استیک اسید از کربنیلاسیون متان

با توجه به نیاز های صنعت و اشتغال ، سعی کردیم تا در بخش طرح های تولیدی سودآور شیمیایی ، روش های تولید مواد مختلف را توضیح دهیم .  در باب روش های تولید اسید استیک ، به ۳ روش اشاره میکنیم : تولید اسید از بوتان و تولید اسید استیک از استالدهید را در جای دیگر ذکر کردیم ، اکنون به تولید اسید استیک از متان می پردازیم .

فرمول واکنش تولید استیک اسید:

CH3OH + CO  ———->  CH3COOH

مواد اولیه مورد نیاز برای تولید یک تن اسید استیک

متانول                        ۵۳۳ کیلو گرم

منو اکسید کربن            ۴۶۷ کیلو گرم

کاتالیست                     مقدار جزئی از رادیوم + ید

 

تجهیزات و ماشین آلات تولید استیک اسید:

مخازن نگهداری و مخلوط کن

نظیف کننده ها

جدا کننده ها

مبدل های حرارتی

راکتور ها

برج تقطیر و جذب

 

روش تولید استیک اسید:

اسید استیک از طریق کربنیلاسیون متانول با دو روش فشار پایین و فشار بالا تولید می گردد. در این روش متانول و مونو اکسید کربن را از میان کی سیستم راکتور پیوسته که حاوی مقدار جزئی کاتالیزور رادیوم و ید می باشد ، عبور می دهند. واکنش در فاز مایع تحت شرایط متعادل گرما و فشار صوت می پذیرد. اسید استیک حاصل از سیستم راکتور به وسیله تقطیر تحت شرایط استاندارد خالص می گردد. مقدار کمی از مواد سبک انتهایی سییتم راکتور یا مواد سبک انتهایی برج جمع می شود. و برای خشک کردن به داخل برج خشک کن هدایت می شوند. از برج خشک کن اسید استیک خشک شده را از قسمت تحتانی خارح نموده و در برج محصول ذخیره می نمایند.  مقادیر کمی از اسید استیک و پروپیونیک به قسمت پایین برج حرکت میکنند . از قسمت فوقانی برج محصول را به برج نهایی میفرستند ، جایی که اسید استیک با خلوص بالا بازیافت می شود. قسمت بالا و پایین برج نهایی همانطوری که اسید مرطول از قسمت بالای برج خشک کن گرفته می شود دوباره در سیتسم واکنس به گردش در می آید. اسید استیک تولید شده ۹۹٫۹ درصد خلوص دارد . راندمان تولید ۹۹٫۵ درصد است که بستگی به ماده اولیه  متان دارد . مزیت این روش ، تولید اسید استیک با خلوط بسیار بالا و ارزان بودن هزینه های تولید و خالص سازی محصول سیستم ها ، در مقایسه با دیگر روش ها می باشد. بطوری که در این روش محصولات فرعی مزاحم حتی در حضور هیدروژن وجود نخواهد داشت.

 

روش های تولید اسید استیک: تولید استیک اسید از کربنیلاسیون متان

نمودار جریان تولید اسید استیک از متانول

 

 

 

خصوصیات اسید استیک:

اسید استیک مایعی بی رنگ با بوی زننده و طعم اسیدی تند است. این ماده به هر نسبت در آب ، اتانول و گلیسیرین در درجه حرارت معمولی محلول می باشد ولی در دی سولفید کربن نامحلول است.

 

وزن مولکولی                                        ۶۰٫۰۵

نقطه ذوب                                            ۱۶٫۶ درجه سانتیگراد

نقطه اشتعال                                         ۳۹ درجه سانتیگراد (در ظرف سربسته)

گرمای احتراق                                       ۵۱۶ درجه سانتیگراد

وزن مخصوص                                       ۱٫۰۴۹۲(در ۲۰ درجه سانتیگراد)

نقطه جوش                                          ۱۱۸٫۱ درجه سانتیگراد

دانسیته بخار                                         ۲٫۰۷ (در هوای یک اتمسفر)

 

کاربرد و موارد مصرف اسید استیک:

اسید استیک در تولید وینیل استات ، استات سلولز ، استر های استیک ، DMT  ، تولید منسوجات و اسید کلرواستیک  مورد استفاده قرار میگیرد.

 

تولید کربنات سدیم (سودا اش) از پساب خمیر کاغذ

روش های تولید کربنات سدیم (سودا اش)

کربنات سدیم (سودا اش)

سودا اش تحت عنوان کربنات سدیم نیز معروف است. این ماده یکی از مهم ترین ترکیبات معدنی شیمیایی است که در تولید شیشه ، بی کرومات ها ، سیلیکات سدیم و غیره به مقادیر زیادی استفاده می گردد.

کاربرد و موارد مصرف:

سودا اش در صنایع متعددی به عنوان یک ماده خام اصلی کاربرد دارد.

از قبیل:

  • ۱- سیلیکات سدیم
  • ۲- شیشه و سرامیک
  • ۳- رنگدانه آبی لاجورد
  • ۴- پاک کننده های پودری
  • ۵- بی کرومات ها

بیشتر بخوانید: همه چیز درباره کربنات سدیم (سودا اش)


روش تولید:

سودا اش از طریق روش های زیر تولید می شود.

  • ۱- روش لبلان(leblane method)(روش قدیمی)
  • ۲- تهیه سودا اش از نمک معمولی
  • ۳- از محلول سیاه قلیایی حاصل از پسمانده خمیر کاغذ

از زمانی که روش اول تولید کربنات سدیم  از سولفات سدیم کاملا منسوخ شد ، روش دوم تولید کربنات سدیم فقط در تولید انبوه مورد استفاده قرار می گیرد. در روش تولید کربنات سدیم از نمک معمولی ، کلرید سدیم با محلول آمونیاک ، دی اکسید کربن و آب  وارد عمل می شود. روش سوم فقط در تولید محدود و مقیاس کم کاربرد دارد. در این روش کربنات سدیم از پسماند خمیر کاغذ که محصول زائد خمیر کاغذ و صنایع کاغذ سازی است تهیه می گردد و در مقایسه با روش های دیگر ارزان تر می باشد.

در اثر گداختن قلیای ضعیف (مصرف شده) حاصل از عملیات خمیر کاغذ ،  ماده جامدی به دست می آید که از ترکیبات اصلی آن شامل کربنات های سدیم ، سولفید سدیم و سولفات سدیم می باشد که ۶۰ درصد آن ، کربنات سدیم است. این ماده را به یک مخزن حل کننده  می ریزند ، و آن را معمولا در درجه حرارت ۷۸۰ -۸۷۰  درجه سانتیگراد به  صورت محلول آبکی در می آورند .  محلول فوق را در سطوح فلزی خنک می کنند  تا به شکل ذرات نسبتا ریز گداخته  شده جامد در آید. سپس آن ها را به آسیاب مرطوب منتقل کرده ، خرد و آسیاب می کنند.

عمل سرد کردن و تبدیل آن به حالت جامد به وسیله آسیاب کردن محلول آبکی کربنات سدیم  و سولفید سدیم به دست می آید که آن را به مخزن نگهداری منتقل می کنند تا بعدا به برج استخراج کننده جامد –  مایع پمپ شود. سولفید سدیم در حین شستشو جدا شده و کربنات سدیم نیز در پایین برج جمع می شود.

تولید کربنات سدیم (سودا اش) از پساب خمیر کاغذ

نمودار جریان تولید کربنات سدیم(سودا اش) از پساب خمیر کاغذ

کربنات سدیم مایع را به داخل یک جدا کننده نظیر سانتریفیوژ پیوسته می ریزند به طوری که مواد جامد از محلول کربنات سدیم جدا می گردند.  محلول بالای برج که غنی از سولفید  سدیم می باشد را به مخزن کربناته کردن جهت ایجاد واکنش با دی اکسید کربن  و تولید سولفید هیدروژن و کربنات سدیم ، پمپ می کنند. محلول آبکی حاوی  کربنات سدیم را خارج می کنند و با کربنات سدیم موجود در پایین برج  مخلوط می کنند. سپس آن را سانتریفیوژ و خشک می کنند  تا سودا اش بازیافت گردد.

لیست تجهیزات و ماشین آلات:

  • ۱- دستگاه های آسیاب
  • ۲- سانتریفیوژ ها
  • ۳- خشک کن ها
  • ۴- مخازن ذخیره سازی متعدد
  • ۵- مخازن نگهداری
  • ۶- مخازن گرم کن
  • ۷- ظرف کربناته کردن
  • ۸- مخازن مخصوص جامد سازی
  • ۹- مخازن خنک کننده
  • ۱۰- کوره های چرخدار
  • ۱۱- بویلر ها