RO110479B1

RO110479B1 - Procedeu și instalație pentru obținerea acidului 2-etiIhexanoic

Info

Publication number: RO110479B1
Application number: RO9401583A
Authority: RO
Inventors: Serban Mihai-Constanti Florita; Ion Havrincea; Corina Eugenia Florita; Tiberiu Vilics
Original assignee: Sc Setico Srl
Priority date: 1994-09-28
Filing date: 1994-09-28
Publication date: 1996-01-30

Abstract

Invenția se referă Ia un procedeu continuu și la instalația aferentă acestuia, entru obținerea acidului 2-etilhexanoic,prin oxidarea catalitică în fază lichidă a 2-etilhenalului cu aer în flux continuu, perfectând procesul de oxidare în regim autoterm, utilizând ca mediu de reacție faza apoasă recirculată.

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu continuu și instalația aferentă, acestuia, pentru obținerea acidului 2etilhexanoic, utilizate în industria chimică organică.

Procedeele cunoscute pentru obținerea acidului 2-etilhexanoic , prin oxidarea 2etilhexanalului, în sistem gaz/lichid^erfectează procesul în reactoare cu funcționare continuă sau discontinuă, cu barbotare de agent oxidant, la temperaturi cuprinse între 40 și 90*C, presiuni de până la 2 at, utilizând drept catalizatori săruri ale acidului 2-etilhexanoic cu Mn²⁺ sau CO²⁺. Reacția de oxidare este puternic exotermă, fapt pentru care se impune evacuarea rapidă căldurii de reacție, în scopul evitării supraîncălzirilor locale, care determină creșterea vitezei reacțiilor secundare și implicit micșorarea randamentului și a selectivității procesului. în scopul evacuării rapide a căldurii de reacție și al micșorării gradientului termic în reactoare, procedeele cunoscute adoptă următoarele soluții:

a) pentru reactoarele de tip vas cu agitator mecanic și barobtare de agent oxidant, se utilizează manta și/sau serpentină de răcire, cu sau fără diluarea masei de reacție cu un solvent organic inert, de exemplu 2etilhexanol;

b) pentru reactoarele de tip coloană cu barbotare de agent oxidant, în scopul eliminării căldurii de reacție, se practică recircularea externă a masei de reacție printr-un schimbător de căldură, eventual utilizarea unui condensator de reflux suplimentar, dacă mediul de reacție este un solvent organic inert de tip hidrocarbură cu punct de fierbere scăzut, de exemplu benzenul.

Dezavantajele procedeelor cunoscute sunt următoarele:

1. randamentul reacției de oxidare este relativ scăzut, sub 60% în cazul procedeelor care nu utilizează solvenți organici inerți ca mediu de reacție și răcirea suplimentară prin condensatorul de reflux;

2. în cazul procedeelor care utilizează solvenți organici inerți ca mediu de reacție și condensator de reflux, deși se obțin randamente ridicate de peste 90%, consumul energetic al procesului este substanțial mărit pentru condensarea și răcirea vaporilor organici, mai ales în cazul unor solvenți volatili de tip hidrocarburi, cum ar fi benzenul, din amestecul de vapori ai acestuia cu gazul de expansie (aer rezidual);

3. necesitatea separării prin distilare fracționată a solventului organic inert din produsul brut de oxidare, în condițiile în care acesta poate reprezenta până la 70% din masa de reacție, operație care impune cel puțin o coloană de distilare suplimentară și un consum energetic substanțial mărit;

4. productivitatea reactorului de oxidare este mai mică de 120 Kg acid 2etilhexanoic/m³ reactor x h.

Invenția de față elimină aceste dezavantaje, prin aceea că:

1. reacția se perfectează într-o instalație continuă, în prezența apei, mediu de reacție cu capacitate calorică mai ridicată față de solvenții organici obișnuiți, fapt ce permite diminuarea gradientului termic în reactorul de oxidare, faza apoasă fiind recirculată în sistem;

2. separarea fazei organice - acid 2etilhexanoic brut de faza apoasă-mediu de reacție din afluentul de la reactorul de oxidare se realizează prin simplă decantare;

3. consumul energetic este substanțial micșorat, deoarece procesul de oxidare este condus în regim autoterm și nu este necesară o operațiune suplimentară de distilare a compusului chimic ce constituie mediul de reacție, în cazul de față apa recirculată, care se poate separa de acidul 2-etilhexanoic în flux continuu într-un-separator de faze cu interfață;

4. presiunea moderată în faza de oxidare mărește solubilitatea oxigenului în fazele lichide și implicit viteza de reacție, de asemeea elimină riscul antrenării unor produși organici în fluxul gazelor reziduale sau de expansie, fenomen contracarat în alte procedee prin utilizarea unor condensatoare suplimentare, fapt ce implică creșterea consumurilor energetice;

5. productivitatea reactorului poate atinge valori de până la 250 Kg acid 2etilhexanoic/m³ reactor x h în condițiile unor consersii ale 2-etilhexanalului de peste 99% și randamente de formare a acidului 2etilhexanoic care pot depăși valoarea de 90%.

Procedeul, conform invenției, de obținere a acidului 2-etilhexanoic prin oxidarea catalitică în fază lichidă a 2-etilhexanolului cu aer în flux continuu, la temperaturi de

40.. .90Ό, la un raport molar oxigen/2etilhexanal materie primă supraunitar, constă în aceea că procesul de oxidare este perfectat în regim autoterm, utilizând ca mediu de reacție faza apoasă recirculată la un raport 5 volumetric de 20/1...30/1 față de 2etilhexanal, la o viteză volumară a 2etilhexanalului de 0,32 h'¹, la o presiune de

5.. .9 bar, în prezența unro catalizatori care sunt săruri ale acizilor izobutiric, clorhidric 10 sau fosforic cu Mn²⁺, NH4₄+, alchilamoniu sau arilamoniu la concentrații de 0,015...0,1 % în greutate, cu sau fără adaos de acid fosforic la concentrație de 0,1...0,2% în greutate sau amine și acid fosforic. 15

Prin procedeul conform invenției se realizează conversii ale 2-etilhexanalului de 99% și un randament de formare a acidului 2etilhexanoic de până la 91,88%.

Instalația continuă conform invenției, 20 de obținere a acidului 2-etilhexanoic prin oxidarea catalitică în fază lichidă cu aer a 2etilhexanalului, este prezentată în figură și cuprinde un reactor tip coloană cu umplutură cu funcționare continuă 103, ce prezintă ca 25 umplutură o masă eu suprafață specifică de 728-2160 m²/m³, are volumul liber de 0,79...0,82 m³/m³, raportul lumgine: diametru fiind sub 60:1, fiind prevăzută cu preîncălzitorul de aer tehnologic 102, care 30 preîncălzește numai la pornirea instalației aerul tehnologic alimentat în mod continuu în reactor cu ajutorul pompei 107, aerul fiind injectat la intrarea în reactor sau divizat convenabil sub forma a trei fluxuri dozate pe 35 direcție radială în zone diferite ale reactorului, cu preîncălzitorul de fluxuri lichide 101, care preîncălzeșze numai la pornirea instalației faza apoasă recirculată cu ajutorul pompei 109, cu pompa 108 pentru soluția de catalizator, cu 40 răcitorul cu by-pass 104, prin care efluentul este evacuat continuu de la baza reactorului în separatorul gaz/lichid 105, cu detentă de gaz rezidual, și apoi în separatorul fază organică/fază apoasă 106, cu recircularea 45 continuă a gâzei apoase și evacuarea continuă a fazei organice - acid 2-etilhexanoic brut, a surplusului de fază apoasă și a gazului de expansie.

Invenția de față prezintă următoarele 50 avantaje:

1. reacția de oxidare a 2-etilhexana4 lului la acid 2-etilhexanoic decurge în regim autoterm cu un gradient mic de temperatură pe direcția axială a reactorului, fapt ce permite realizarea unor conversii de peste 99% și a unor randamente de formare a acidului 2etilhexanoic mai mari de 90%;

2. utilizarea apei ca mediu de reacție permite separarea fazei organice (acid 2etilhexanoic brut) de faza apoasă prin simplă decantare în sistem continuu;

3. folosirea aerului ca agent de oxidare la presiuni moderate de 7...9 bar determină mărirea solubilității oxigenului în faza lichidă și implicit creșterea vitezei de reacție, eliminarea pericolelor de formare a unor amestecuri explozive sau antrenarea de vapori organici în gazul de expansie;

4. injecția aerului în proporții bine determinate la diferite niveluri pe direcția axială de deplasare a reactanților și utilizarea unei umpluturi cu suprafața specifică de până la 2160 m²/m³ cu un volum liber de 0,79...0,82 m²/m³, asigură o distribuție uniformă a oxigenului în amestecul de reacție, fapt ce contribuie la realizarea unor conversii de +99% și a unor randamente de formare a acidului 2-etilhexanoic de peste 90% la temperaturi de reacție relativ scăzute în jurul a50‘C;

5. desfășurarea reacției de oxidare a 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic în regim autoterm reduce practic la zero aportul exterior de energie termică în regim staționar de funcționare a instalației.

Se prezintă, în continuare, 31 exemple de realizare a invenției în legătură cu figura, care reprezintă schema instalației pentru oxidarea catalitică a 2-etilhexanalului la acid 2etilhexanoic, în care semnificația reperelor este următoarea: 101 - preîncălzitor de fluxuri lichide, 102 - preîncălzitor de aer tehnologic, 103 - reactor catalitic de oxidare, 104- răcitor produșilor de reacție, 105 - separator gaz/lichid, 106 - separator de faze cu interfață, 107 - pompă de 2-etilhexanal, 108 - pompă pentru catalizator, 109 - pompă pentru recircularea fazei apoase.

Exemplul 1. Oxidarea 2etilhexanalului se realizează în instalația prezentată în figură. Reactorul catalitic 103 a fost încărcat cu umplutură având suprafața specifică de 1210 m²/m³ și volumul liber de

0,8.1 m³/m³. Materia primă supusă oxidării are compoziția: 92,69% 2-etilhexanal, 1,97% 2 etil-hexanal, 2,03% 2-etilhexanol, 0,13 compuși cu puncte de fierbere superioare 2etilhexanolului, iar restul componente volatile cu puncte de fierbere inferioare față de 2etilhexanal. Viteza volumară a 2etilhexanalului este de 0,32 h'¹.

catalizatorii utilizați sunt 2-etilhexanoatul de mangan în soluție de acid 2-etilhexanoic și acidul fosforic în soluție apoasă, debitul total fiind Q_s. în amestecul 2-etilhexanal + soluțiile de catalizatori concentrația octoatului (2etilhexanoatului) de mangan este de 0,1%, iar concentrația acidului fosforic de 0,1%. Raportul volumetric QJQ₅ este de 1:1, iar raportul volumetric între soluția apoasă de acid fosforic și soluția de octoat (2 etilhexanoat) de mangan în acid 2-etilhexanoic este de 3,04. La intrarea în preîncălzitorul 101, 2-etilhexanalul și soluțiile de catalizatori se amestecă cu faza apoasă recirculată (debit β«) cu pompa 109. Raportul de recirculare QslQ₄ este de 22,5/1. Aerul tehnologic (debitul Q_o) este preîncălzit în schimbătorul de căldură 102 și se amestecă cu fazele lichide la intfarea în reactorul 103, în condițiile următoare: Q₀—Qi iar Q₂—Q₃=Q· Debitul aerului tehnologic (Q<) corespunde unui raport molar oxigen/2-etilhexanal = 1,82/1. Reacția are loc, la atingerea regimului staționar autoterm, la temperatura medie de 55’C și presiunea de 7 bar. Efluentul de la reactor este răcit la o temperatură de cca 30’C în schimbătorul de căldură 104 și apoi are loc separarea de faze gaz/lichid în separatorul 105. Ulterior are loc separarea fazelor lichide (organică și apoasă) în separatorul 106. Cele două faze: organică (debit Qfl și apoasă (debit Q₇) sunt evacuate automat în funcție de nivel din separatorul 106. Faza apoasă este parțial recirculată cu pompa 109 la intrarea în preîncălzitorul 101. Fluxurile de gaze evacuate sunt gazul rezidual (debit Qg) și gazul de expansie (debit Q_I0) care reprezintă o parte din gazele dizolvate în faza lichidă.

Conversia 2-etilhexanalului este de 98,4%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 73,62%, iar selectivitatea de 74,81%.

Exemplul 2. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilnexanoic realizată în condițiile exemplului 1, dar temperatura de reacție este majorată la 65’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 67,24%, air selectivitatea de 67,3%.

Exemplul 3. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 1, după majorarea prealabilă a temperaturii medii de reacție la 76’C.

Conversia 2 etil-hexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhixanoic 61,07%, iar selectivitatea de 61,13 %.

Exemplul 4. Procesul de oxidare se realizează în condițiile exemplului 1, cu deosebirea că debitul de aer tehnologic (Qo) este divizat în trei fluxuri de alimentare: Qj> Qî §i 0.3 a reactorului de oxidare 103, în conformitate cu schema instalației prezentată în figură, astfel încât raportul acestora în aceste condiții ale diminuării gradientului termic în direcția axială a reactorului și temperatura medie de reacție este de 52‘C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 97,1%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 76,81%, iar selectivitatea de 79,1%.

Exemplul 5. Procesul de oxidare se realizează în condițiile exemplului 1, cu deosebirea că raportul molar oxigen/2etilhexanal este micșorat la valoare de 1,26/1. temperatura medie de reacție este menținută la 55 ’ C, prin creșterea ușoară a temperaturii apoi recirculate.

Conversia 2-etilhexanalului este de 96,25%, randamentul de formare a acidului 2etilnexanoic de 69,31%, iar selectivitatea de 72,01%.

Exemplul 6. Procesul de oxidare se realizează în condițiile exemplului 1, cu deosebirea că se utilizează un raport molar mărit la 2,51/1 între oxigenul din aerul tehnologic și 2-etilhexanalul conținut în materia primă. Temperatura medie de reacție este menținută la 54* C, constatându-se frecvente perturbări ale regimului staționar.

în regim staționar de funcționare, conversia 2-etilhexanalului este de 94,79 %, randamentul de formare a acidului 2-etilnexanoic de

64,26%, iar selectivitatea de 67,79%.

Ί

Exemplul 7. Reacția de oxidare se perfectează în condițiile exemplului 1, cu deosebirea că se utilizează umplutură cu suprafața specifică de 2165 m²/m³ și un volum liber de 0,79 m³/m³, temperatura medie în 5 reactorul de oxidare fiind menținută la 47’C. în aceste condiții, conversia 2-etilhexanalului este de 99,79%, randamentul de formare a acidului de 84,34%, iar selectivitatea de 84,51%. 10

Exemplul 8. Reacția de oxidare se perfectează în condițiile exemplului 7, cu deosebirea că debitul de aer tehnologic (Qf este divizat în trei fluxuri de alimentare Q„ 0.2 §i 0.3, conform schemei prezentate în 15 figură, astfel încât raportul volumetric între acestea să fie 0^0^03=3:2:1. în aceste condiții, conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 9,28%, iar selecticitatea de 20 91,31%.

Exemplul 9. Reacția de oxidare a 2-etilhexanalului la acid 2etilhexanoic se perfecționează în condițiile exemplului 1, cu deosebirea că se utilizează o 25 umplutură cu suprafâța specifică de 728 m²/m³și un volum liber de 0,82 m³/m³. în aceste condiții, convesria 2-etilhexanalului este de 92,26% , randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 64,26%, iar selectivitatea de 30 69,65%.

Exemplul 10. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 1, dar presiunea este majorată la 9 bar, temperatura 35 medie în reactorul de oxidare fiind de 56‘C, iar gradientul termic axial este cu 2’C mai ridicat față de xemplul 1.

Conversia 2-etilhexanalului este de 98,85, randamentul de formare a acidului 2- 40 etilhexanoic de 72,56%, iar selectivitatea de 73,4%.

Exemplul 11. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 1, dar 45 presiunea este micșorată la 5 bar, temperatura medie în reactorul de oxidare fiind de 54’C, iar gradientul axial comparabil cu cel din exemplul 1. Se constată apariția unor mici cantități de condensat - lichid organic în 50 conducta de evacuare la presiune atmosferică a gazului rezidual. Condensatul separat este analizat gaz-cromatografic identificându-se 2etilhexanal nereacționat și produși ușori cu punct de fierbere inferior 2-etilhexanalului.

Conversia 2-etilhexanalului este de 96,03%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 65,12%, iar selectivitatea de 67,81%.

Exemplul 12. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în instalația prezentată în figură în următoarele condiții: catalizator-soluție de izobutirat de amoniu în acid izobutiric, cu un aduas minim de apă necesar menținerii în constante a nivelului de apă în separatorul, astfel încât concentrația izobutiratului de amoniu în amestecul soluție de catalizator + apă + 2-etilhexanal să fie de 0,03%; viteza volumară: 0,32 h'¹ raportată la 2-etilhexanal; temperatura medie de reacție: 37’C; presiunea de regim: 9 bar; raportul molar oxigen/2etilhexanal: 1.82/1. Raportul de recirculare Q</Q« a fost de 27/1, pentru a se asigura preluarea convenabilă a căldurii de reacție.

Conversia 2-etilhexanalului este de 99,54%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 78,7%, iar selectivitatea de 79,07%.

Exemplul 13. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 12, dar debitul de aer Q_o este divizat în trei fluxuri de alimentare a reactorului de oxidare în raporturile: 2//2/2^=3/2.-7. Se utilizează, ca și în cazul exemplului 12, o umplutură cu suprafața specifică de 1210 m²/m³ și un volum de 0,81 m³/m³ pentru reactorul de oxidare, 103. Temperatura medie de reacție este de 35’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 98,96%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 82,24%, iar selectivitatea de 89,10%.

Exemplul 14. Procesul de oxidare se realizează în instalația prezentată în figura nr.l, în următoarele condiții: catalizator-soluție apoasă de izobutirat de amoniu, astfel încât concentrația izobutiratului de amoniu în amestecul soluție de catalizator + 2-etilhexanal să fie de 0,03%; viteza volumară a 2-etilhexanalului; 0,32 h¹; temperatura medie de reacție: 43’C; presiunea de regim: 9 bar; raportul molar/2-etilhexanal = 1,82/1. Raportul de recirculare între faza apoasă și 2-etilhexanalul - materie primă 0^=22,5/1.

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 64,99%, iar selectivitatea de 65,05%.

Exemplul 15. Procesul de oxidare se realizează în condițiile exemplului 14, dar catalizatorii utilizați sunt izobutiratul de amoniu și acidul fosforic în soluție apoasă, astfel încât concentrația acestora în amestecul cu materia primă 2-etilhexanal să fie de 0,03 % izobutirat de amoniu și 0,1% acid fosforic. Presiunea de regim este de 7 bar, iar temperatura medie de reacție de 39’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 92,68%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 63,13%, iar selectivitatea de 68,56%.

Exemplul 16. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 15, cu deosebirea că temperatura medie de reacție este de 48* C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 96,67%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 71,77%, iar selectivitatea de 74,24%.

Exemplul 17. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului nr.16, cu deosebirea că debitul aerului tehnologic (QJ este divizat în raportul volumetric <2;.'2₂.'05=J.‘2;7. Se utilizează aceeași umplutură ca și în cazul exemplului 13 pentru reactorul de oxidare, 103. Temperatura medie de reacție este de 45 * C, iar presiunea de regim de 7 bar.

Conversia 2-etilhexanalului este de 98,26%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 83,42%, selectivitatea de 84,89%.

Exemplul 18. Reacția de oxidare se perfectează în condițiile exemplului 14, cu deosebirea că temperatura medie de reacție este mărită la 49’C, iar concentrația acidului fosforic la 0,2%.

Conversia 2-etilhexanalului este de 93,45%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 61,62%, iar selectivitatea de 65,94%.

Exemplul 19. Reacția de oxidare se perfectează în condițiile exemplului

18, dar temperatura medie de reacție este majorată la 59’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 95,19%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 68,96%, iar selectivitatea de 72,44%.

Exemplul 20. Reacția de oxidare se perfectează în condițiile exemplului

19, cu deosebirea că temperatura medie de reacție este ridicată la 69’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 98,38%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 66,96%, iar selectivitatea de 68,06%.

Exemplul 21. Reacția de oxidare se perfectează în condițiile exemplului

20, dar temperatura medie de reacție este de 80’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 66,15%, iar selectivitatea de 66,21%.

Exemplul 22. Reacția de oxidare se perfectează în condițiile exemplului 15, cu deosebirea că este micșorată concentrația izobutiratului de amoniu la o valoare de 0,015% în amestecul 2-etilhexanal + soluție catalizator, iar temperatura de reacție este de 77’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 62,78%, iar selectivitatea de 62,84%.

Exemplul 23. Procesul de oxidare a 2-etilhexanalului la acid 2etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 1, cu diferența că se utilizează un catalizator de tip amină terțiară alifatică saturată (trietil-amina) în soluție apoasă, astfel încât concentrația trietil aminei în amestecul 2etilhexanal + soluție de catalizator să fie de 0,03 %. temperatura medie de reacție este de 81’C. Umplutura reactorului are suprafața specifică de 1210 m²/m³ și volumul liber de 0,81 m³/m³.

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului

2-etilhexanoic de 50,54%, iar selectivitatea de

50,59%.

Exemplul 24. Procesul de oxidare a 2-etilhexanalului la acid 2etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 23, cu diferența că se utilizează drept catalizator o soluție apoasă de 5 trietilamină și acid fosforic astfel încât concentrația acestora în amestecul 2-etilhexanal + soluție de catalizator să fie de 0,03% amină și respectiv 0,1% acid. Temperatura medie de reacție este de 92’C. io

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 54,02%, iar selectivitatea de 54,07%.

Exemplul 25. Oxidarea 2- 15 etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 24, dar se utilizează un sistem catalitic format din trietilendiamină și acid fosforic în soluție apoasă, astfel încât concentrația acestora în 20 amestecul 2-etilhexanal + soluție de catalizator să fie 0,03% amină și 0,1%. temperatura medie de reacție este de 86’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 25 2-etilhexanoic de 57,54%, iar selectivitatea de 57,59%.

Exemplul 26. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 25, cu 30 deosebirea că temperatura medie de reacție este de 67’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 98,93%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 66,01%, iar selectiviatea de 35 66,72%.

Exemplul 27. Oxidarea 2etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 23, dar se utilizează ca sistem catalitic o soluție apoasă de 40 clorhidrat de anilină și acid fosforic, astfel încât concentrația acestora în amestecul 2etilnexanal + soluție de catalizator să fie de 0,03% clorhidrat și respectiv 0,1% acid. Temperatura medie de reacție este de 68’C. 45

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 68,72%, iar selectivitatea de 68,78%.

Exemplul 28. Oxidarea 2- 50 etilhexanalului la acid 2-etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 27, dar temperatura de reacție este micșorată la 58’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 87,43%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 62,53%, iar selectivitatea de 71,52%.

Exemplul 29. Procesul de oxidare a 2-etilhexanalului la acid 2etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 1, cu diferența că se utilizează un sistem catalitic format din fosfat de anilină și acid fosforic în soluție apoasă, astfel încât concentrația acestora în amestecul de 2etilhexanal + soluție de catalizator să fie de 0,03% fosfat și respectiv 0,1% acid. Temperatura medie de reacție este de 68’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 99,37%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 77,05%, iar selectivitatea de 77,54%.

Exemplul 30. Procesul de oxidare a 2-etilhexanalului la acid 2etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 19, cu deosebirea că se procedează la divizarea debitului de alimentare a fluxului de aer tehnologic (QJ, în raporturi volumetrice 0/0,/0,=5/2/7, temperatura medie de reacție a fost de 62’C.

Conversia 2-etilhexanalului este de +99,9%, randamentul de formare a acidului 2-etilhexanoic de 83,11%, iar selectivitatea de 83,19%.

Exemplul 31. Procesul de oxidare a 2-etilhexanalului la acid 2etilhexanoic se realizează în condițiile exemplului 30, cu deosebirea că se utilizează o umplutură cu suprafață specifică de 2165 m²/m³. Temperatura medie de reacție este de 50‘C.

Conversia 2-etilhexanalului este de 98,9%, randamentul de formare a acidului 2etilhexanoic de 91,88%, iar selectivitatea de 92,9%.

Claims

Revendicări

1. Procedeu de obținere a ocidului 2etilhexanoic, prin oxidarea catalitică în fază lichidă a 2-etilhexanalului cu aer în flux continuu, la temperaturi de 40...90’C, la un raport molar oxigen/2-etilhexanal materie primă supraunitar, caracterizat prin aceea că procesul de oxidare este perfectat în regim autoterm, utilizând ca mediu de reacție faza apoasă recirculată în flux continuu la un raport volumetric de 20/1-30/1 față de 2-etilhexanal, la o viteză volumară a 2-etilhexanalului de 0,32 h¹, la o presiune de 5...9 bar, în prezența unor catalizatori care sunt săruri ale acizilor izobutiric, clorhidric sau fosforic cu Mn²⁺, NH₄ ⁺, alchilamoniu sau arilamoniu la concentrații de 0,015...0,1% în greutate, cu sau fără adaos de acid fosforic la concentrații de 0,1...0,2% în greutate, sau amine și acid fosforic.
2. Instalație continuă de obținere a acidului 2-etilhexanoic, prin oxidarea catalitică în fază lichid cu aer a 2-etilhexanalului, care cuprinde un reactor tip coloană cu umplutură cu funcționare continuă (103), caracterizată prin aceea că reactorul conține ca umplutură o masă cu suprafața specifică de 728...2160 m²/m³, are volumul liber de 0,79...0,82 m³/m³, raportul lungime: diametru fiind sub 60:1, fiind prevăzută cu preîncălzitorul de aer tehnologic (102), care preîncălzește numai la pornirea instalației aerul tehnologic alimentat în mod continuu în reactor cu ajutorul pompei (107), aerul fiind injectat la intrarea în reactor sau divizat convenabil sub forma a trei fluxuri dozate pe direcție radială în zone diferite ale reactorului, cu preîncălzitorul de fluxuri lichide (101), care preîncălzește numai la pornirea instalației faza apoasă recirculată cu ajutorul pompei (109), cu pompa (108) pentru soluția de catalizator, cu răcitorul cu by-pass (104,) prin care efluentul este evacuat continuu de la baza reactorului în separatorul gaz/lichid (105) cu detentă de gaz rezidual, și apoi în separatorul fază organică/fază apoasă (106), cu recircularea continuă a fazei apoase și evacuarea continuă a fazei organice -acid 2etilhexanoic brut, a surplusului de fază apoasă și a gazului de expansie.